2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение06.01.2020, 18:14 
Аватара пользователя


31/08/17
2116
Mihr в сообщении #1433684 писал(а):
pogulyat_vyshel,
а как Вы учитываете изменение потенциальной энергии воды? Мне показалось, что никак.

Так Вы определитесь к какой системе Вы применяете закон изменения энергии. Если, как тут люди пишут, все силовое воздействие воды на шар сводится к заданной работе сил, действующих на шар со стороны воды, то закон изменения энергии можно применять к шару, и я Вам показал, что в этом случае получается чушь, просто так данные в условии подобраны. Если Вы применяете закон изменения энергии к системе шар+вода, то я уже объяснил, к каким трудностям это приводит.

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение06.01.2020, 18:26 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/09/14
4265
Я применяю закон сохранения энергии к системе шар-вода. Трудности, о которых Вы говорили, выше прокомментировал Munin:
Munin в сообщении #1433584 писал(а):
pogulyat_vyshel в сообщении #1433532 писал(а):
А это ничего, что там будет плеск, волны при входе в воду, а затем каверна потянется за шаром?

Это всё процессы уже в воде, то есть энергия им передаётся уже после того, как она получена водой в процессе
    "преодоления силы сопротивления воды".
Так что формально, задача выглядит корректной.

Хотя, разумеется, разъяснить такие нюансы школьникам надо, и сделать это непросто, а без такого разъяснения - легко запутать.

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение06.01.2020, 18:42 
Аватара пользователя


31/08/17
2116
Mihr в сообщении #1433691 писал(а):
Я применяю закон сохранения энергии к системе шар-вода.

И скорости частиц жидкости у Вас в закон сохранения энергии не входят. Так держать!
Mihr в сообщении #1433691 писал(а):
Трудности, о которых Вы говорили, выше прокомментировал Munin:

Вы нашли себе замечательного гуру. Учитесь у него дальше.

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение06.01.2020, 18:55 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5003
ФТИ им. Иоффе СПб
Mihr в сообщении #1433586 писал(а):
Сила Архимеда ведь не считается составной частью силы сопротивления
В школьных задачах с водой народ, их составляющий, непрерывно наступает на всякие подводные грабли. Например, при движении с ускорением даже в невязкой жидкости возникает сила, пропорциональная ускорению. Ее обычно называют присоединенной массой. Такую силу следует куда отнести? К силам сопротивления?

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение06.01.2020, 18:57 
Аватара пользователя


31/08/17
2116
Mihr в сообщении #1433684 писал(а):
а как Вы учитываете изменение потенциальной энергии воды?

хороший вопрос кстати. Вода там как-то плещется и как Вы учитываете потенциальную энергию воды? А Вы как учитываете? Риторический вопрос ибо ясно уже все. Про силу Архимеда в динамической задаче это вообще уже цирк.

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение06.01.2020, 19:06 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/09/14
4265
amon в сообщении #1433697 писал(а):
Такую силу следует куда отнести? К силам сопротивления?

Не знаю. Поделитесь своим мнением?
pogulyat_vyshel в сообщении #1433693 писал(а):
И скорости частиц жидкости у Вас в закон сохранения энергии не входят.

Входят. В ту самую половину начальной энергии шара, которую в итоге получила вода.
pogulyat_vyshel в сообщении #1433693 писал(а):
Учитесь у него дальше.

С удовольствием.
pogulyat_vyshel в сообщении #1433698 писал(а):
А Вы как учитываете?

Очень просто. Шарик, опускаясь на некоторую глубину, выдавливает с этой глубины к самой поверхности объём воды, равный собственному объёму (вода-то практически несжимаема).

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение06.01.2020, 19:22 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5003
ФТИ им. Иоффе СПб
Mihr в сообщении #1433699 писал(а):
Не знаю.
И я не знаю. Спрашивать тут надо составителя задачи, но, подозреваю, что и он(а) не ответит, поскольку про эту силу то ли не знает, то ли забыл.
Сила Архимеда:
Mihr в сообщении #1433699 писал(а):
Шарик, опускаясь на некоторую глубину, выдавливает с этой глубины к самой поверхности объём воды, равный собственному объёму
А как, по-вашему, эта вода движется или неподвижна? И если движется, то как?

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение06.01.2020, 19:26 
Модератор
Аватара пользователя


30/09/17
1237

(Оффтоп)

amon в сообщении #1433697 писал(а):
при движении с ускорением даже в невязкой жидкости возникает сила, пропорциональная ускорению. Ее обычно называют присоединенной массой

Я боюсь, что сильно забыл уже гидродинамику, поэтому в оффтоп убираю вопрос. Напомните, пожалуйста, при выводе этой силы ведь обычно жидкость считается заполняющей всё окружающее пространство? Т.е. поверхности нет. Учёт поверхности как-то ведь сказывается?

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение06.01.2020, 19:30 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5003
ФТИ им. Иоффе СПб

(Оффтоп)

Eule_A в сообщении #1433703 писал(а):
Напомните, пожалуйста, при выводе этой силы ведь обычно жидкость считается заполняющей всё окружающее пространство?
Да. И что там будет со свободной поверхностью - Бог (либо Кочин -один из его представителей в гидродинамике) весть.

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение06.01.2020, 19:32 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/09/14
4265
amon в сообщении #1433701 писал(а):
А как, по-вашему, эта вода движется или неподвижна? И если движется, то как?

Ну, конечно, движется. Иначе как бы она достигла поверхности? :-)
Вопрос "как" плохо понимаю. Вряд ли движение здесь ламинарное.
Но и эта кинетическая энергия движения, как я понимаю, входит в ту самую часть энергии, которую получила в итоге вода. Или Вы понимаете задачу иначе?

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение06.01.2020, 19:46 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5003
ФТИ им. Иоффе СПб
Mihr в сообщении #1433706 писал(а):
Ну, конечно, движется.
А при выводе закона Архимеда как там с движением воды? Это к замечанию уважаемого pogulyat_vyshel
pogulyat_vyshel в сообщении #1433698 писал(а):
Про силу Архимеда в динамической задаче это вообще уже цирк.

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение06.01.2020, 19:59 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/09/14
4265
Закон Архимеда относится к гидростатике, конечно.

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение06.01.2020, 20:07 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5003
ФТИ им. Иоффе СПб
Mihr в сообщении #1433711 писал(а):
Закон Архимеда относится к гидростатике
То есть, мы сошлись на том, что фраза "если на работу по преодолению силы сопротивления воды пошла половина кинетической энергии" загадочна, требует разъяснений, и велики шансы, что при должных разъяснениях вся задача отправится в тар-тарары.

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение06.01.2020, 20:27 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/09/14
4265
amon в сообщении #1433712 писал(а):
при должных разъяснениях вся задача отправится в тар-тарары

Сурово. Неужели даже в 9-м классе нельзя закрыть глаза на определённые натяжки? И что? Пусть школьники решают лишь задачи на санки, скатывающиеся с горки? Так ведь и там можно найти, мягко говоря, неточности. Например, реальная сила сухого трения зависит от модуля скорости, но в школе об этом не упоминают. А и вообще, можно ли говорить здесь о сухом трении? А если температура близка к нулю, и под полозьями снег подтаивает из-за повышенного давления... Боюсь, если начать разбираться "с пристрастием", добрую половину сюжетов для школьных задач придётся забраковать. Вот эта, обсуждавшаяся здесь задача мне не видится столь уж вопиюще некорректной в ряду других школьных задач. Тем паче, для 9-ко класса. Впрочем, мало ли чего я не вижу... В любом случае, спасибо за обсуждение.

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение07.01.2020, 00:40 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
pogulyat_vyshel в сообщении #1433666 писал(а):
А ну понятно, как я сам не догадался. Направим вертикально вверх ось $OY$, так, что ее начало $O$ находится на поверхности воды. В начальный момент времени полная энергия шарика равна $mgh$; а в конечный момент времени, когда шарик остановился где-то под водой, полная энергия равна равна $mgy$, где $y$ -- координата шарика на оси $OY$.
Пишем закон изменения энергии для шарика: $mgy-mgh=-T/2,\quad T=mv^2/2=mgh$.
Откуда $y=h/2$. т.е, шарик завис на полпути к воде. Ну вот, наконец все разъяснилось.

Какой милый троллинг. Если убрать ошибку в знаке, то получается как раз то, что надо... почти.
Школьник должен записать для шарика в воде потенциальную энергию не в виде $mgy,$ а в виде $m\left(g-\dfrac{\rho_\text{воды}}{\rho_\text{шарика}}g\right)y.$

-- 07.01.2020 00:51:16 --

amon в сообщении #1433697 писал(а):
Например, при движении с ускорением даже в невязкой жидкости возникает сила, пропорциональная ускорению. Ее обычно называют присоединенной массой. Такую силу следует куда отнести? К силам сопротивления?

Почему бы и нет.
Окружим весь шарик поверхностью по его поверхности. Все силы, которые на него действуют по этой поверхности, это силы со стороны воды. Они могут иметь сколь угодно сложные законы и свойства, мы ими не занимаемся, нам дан их интегральный эффект.

Эти силы со стороны воды можно чисто формально разделить на силу Архимеда (которая просто по определению $-\rho\vec{g}V$), и всё остальное, что мы называем "силами сопротивления".

amon в сообщении #1433701 писал(а):
А как, по-вашему, эта вода движется или неподвижна? И если движется, то как?

Пускай движется. Потом подождём полчаса, и она снова станет неподвижной. Это уже её внутреннее, воды, дело.

amon в сообщении #1433709 писал(а):
А при выводе закона Архимеда как там с движением воды?

Шарик падает с высоты в воду. Движется в воде до какой-то глубины, на которой останавливается. В этот момент там его ловят на кусочек пластилина и держат. После этого он всегда неподвижен. Через полчаса все движения в воде останавливаются. У шарика есть работа, которую он совершил за время падения сквозь воду, и никакой больше работы он не совершал. Через полчаса сила Архимеда остаётся единственной силой со стороны воды на шарик, и у неё есть потенциальная энергия, см. выше. Всё остальное было потеряно на то, что составители задачи назвали "силами сопротивления воды".

В чём проблема с таким сюжетом?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 64 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group