| Астрофизический портал | |
|
Найдите силу давления сосуда на опору (29 ноября 2010)
AlmirSad - 29 ноября, 2010 - 16:22
В сосуде, наполненном водой плотностью ρ, с ускорением a всплывает пузырек воздуха объемом V. Найдите силу давления со стороны сосуда на опору. Масса сосуда вместе с водой M.
Задачу дал учитель физики, 11 класс.
- версия для печати
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Комментарии
1) mщ = ρV.
Сила давления на опору равна реакции опоры с обратным знаком:
N = ΣF,
N = mg + mщa = mg + ρVa.
2) Пузырь отталкивается от опоры силой Архимеда:
F = ρVg,
N = ρVg + mg.
Что правильно?
Итак сила, с которой сосуд с водой действует на опору, равна произведению массы на свободное падение:
F = Mg.
Сила Архимеда равна произведению плотности, объема на свободное ускорение, но пузырек подымается с ускорением, поэтому свободное падение равно (g − a):
FA = ρV (g − a).
По-моему, так. Затем:
M = mводы + mcосуда + mпуз,
mc = M − (mводы + mпуз),
Fc = Mg − (mвg − Fа).
Ну как-то так. Может, я неправильно думаю. Да и в тетради у меня было намного больше записей.
Насколько я знаю, закон Архимеда применим только в гидростатике, а здесь пузырёк движется.
Ещё, по-моему, здесь в данных не хватает плотности воздуха.
здесь не очень удобно писать.
По мне так, ничего. Но было бы ещё удобнее, если был бы LaTeX.
ma = FA − mg,
и
a = FA/m − g.
После преобразований получим:
a = g (ρж − ρп) / ρп.
Теперь представьте, что плотность пузырька бесконечно мала, тогда ускорение стремится к бесконечно большой величине — абсурд! Где Вы такое видели?
Выражение для силы Архимеда можно применять только в тех случаях, когда и скорость, и ускорение тела равны нулю. Здесь я поддерживаю AssemblerIA64. Решения, приведенные Выше, неверны.
AssemblerIA64, LaTeX имеет свой синтаксис, который надо осваивать, но главная сложность в другом. Рисунки с формулами там генерируются "на лету", что создает высокую нагрузку на хостинг. При 4-5 тыс. посетителей в сутки расходы на хостинг автоматически вырастут в несколько раз. Так, как сейчас (в виде html), не идеально, но вполне приемлемо по соотношению "цена/удобство".
Как нынче, не знаю, но раньше под Drupal 6 не было нормально работающего модуля LaTeX. Т.е. и поставить его было нельзя.
На пузырек с воздухом ведь не оказывается ни какая сила, он просто поднимается вверх за счет силы Архимеда. И тут же вопрос: откуда возникло дополнительное ускорение а ?
Если пузырек начинает всплывать, то это возможно под действием силы, причем результирующая сила сообщит ему скорение. Ведь у нас жидкость идеальная.
Для начала внимательно ознакомьтесь со статьей на kvant.mirror1.mccme.ru/1976/01/vsplyvayushchij_vozdushnyj_puz.htm
Когда пузырек всплывает, вода такого же объема опускается вниз с такой же скоростью, ⇒ с таким же ускорением (возможно, эта логическая цепочка неправильна); так как масса пузырька мала, то пренебрегаем ею. Получаем:
P = Vρa + Mg.
Из Ваших рассуждений я понимаю, что Вы составляете уравнение для пузырька.
Что у Вас в уравнении P? Что эта за сила, к чему приложена?
И у меня формула неправильная, должно быть так:
P = Mg − Vρa.
водный шар взаимодействует с жидкостью вокруг себя.
с такой же силой, с какой на него действует пузырь
какой пузырь действует на водный шар?
принимаем за систему отсчета пузырек, тогда стакан относительно пузырька движется с ускорением a вниз, откуда сила давления стакана на опору:
P = M (g + a).
> Тогда Вам еще порекомендую найти книгу Манида С. Н. Физика. Решение задач повышенной сложности со стр. 8 и далее.
Владимир Иванович, а Вы не подскажете, где её можно достать? А то в магазинах эта книга давно не продаётся, а электронном виде я так и не смог найти.
Страницы