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
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение09.01.2020, 18:04 
Аватара пользователя


11/12/16
13850
уездный город Н
Munin в сообщении #1433850 писал(а):
Надо поставить опыт. Ждём купального сезона, или идём в бассейн? Или у кого-то есть ведро высокое?
Потому что мне, увы, интуиция не говорит, что 40 см невозможно.


Поставил опыт:
1. Вместо соснового шарика - яблоко (по плотности хорошо моделирует сырую сосну, см. выше) диаметром примерно $7.5 cm$.
2. Ванна глубиной $35 cm$. Нету у меня глубже :roll:
3. Результат: с высоты $120 cm$ яблоко пробивает до дна. Причем подставленный у дна палец чувствует довольно заметный толчок.

Так что,
а) $35 cm$ - подтверждается, и ещё остается запас кинетической энергии.
б) думаю, и $40 cm$ легко достижимо. Если не пробьет это яблоко (а скорее пробьет) - можно взять по-больше :mrgreen:

ИМХО, составители задачи взяли какие-то опытные данные для числовых данных задачи.

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение09.01.2020, 18:28 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
AnatolyBa в сообщении #1434088 писал(а):
Доказать на опыте не могу - не могу найти сосновый шарик, все вокруг из пластика

Я согласен на детский игральный деревянный кубик.

AnatolyBa в сообщении #1434088 писал(а):
Легко сказать, что можно применять только в абсолютно статических задачах. А вот, скажем, задача об устойчивости (остойчивости) кораблей. Не применяется ли там закон Архимеда в не очень статическом варианте? Ничего об этом не знаю, но мне кажется до последнего времени там все было основано на законе Архимеда, и вроде ничего, не все корабли утонули.

Я боюсь, уже в 19 веке там было не всё основано на законе Архимеда. Потому что вопрос остойчивости связан с волной, которая раскачивает корабль, и соответственно, качает и поверхность воды (и создаёт соответствующие течения в объёме). А сам корабль может входить с волной в резонанс.

amon в сообщении #1434106 писал(а):
Видимо, когда возникающий динамический градиент давлений меньше гравитационного. Получается что-то вроде $v\frac{dv}{dh}\ll g$ ($v$ - скорость потока).

Ну тогда задача очевидно некорректна, все расходимся.

-- 09.01.2020 18:29:15 --

amon в сообщении #1434111 писал(а):
Этот член забъет все остальные поскольку глубина океана - километры.

Я не разобрался, где вы спрятали ошибку, но если рассчитать без ошибок, должна получиться ровно "потенциальная энергия Архимеда", поскольку это она и есть. И дважды учитывать её не надо.

-- 09.01.2020 18:32:16 --

EUgeneUS в сообщении #1434136 писал(а):
Поставил опыт

Thanks.

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение10.01.2020, 15:21 
Заслуженный участник


21/09/15
998
EUgeneUS
Значит, по результатам вашего опыта моя физическая интуиция потерпела бутылку?
Может быть, может быть. Но попробую оправдаться (в последний раз). (А кстати, какова в вашем эксперименте доля работы "силы сопротивления"?).
Так вот, предлагаю модель - реальная сила сопротивления складывается из "силы Архимеда" и "силы сопротивления" пропорциональной $\rho_w v^2 R$ ($R$ - радиус шара).
Расчет показывает, что глубина погружения $H\approx\alpha R\frac{\rho}{\rho_w}\ln(\frac{h}{R}\frac{\rho_w}{\rho_w-\rho})$. На основании вашего эксперимента $\alpha\approx2,5$. При этом доля работы "силы сопротивления" - $1-\frac{H}{h}\frac{\rho_w-\rho}{\rho}$.
А теперь, какое $R$ для "небольшого шарика" предполагала моя интуиция? Если $R=1см$, то 40 см не добьет :-(

 Профиль  
                  
 
 Re: ОГЭ по физике: движение шарика в жидкости
Сообщение10.01.2020, 19:48 
Аватара пользователя


11/12/16
13850
уездный город Н
AnatolyBa в сообщении #1434335 писал(а):
Значит, по результатам вашего опыта моя физическая интуиция потерпела бутылку?

AnatolyBa в сообщении #1434335 писал(а):
теперь, какое $R$ для "небольшого шарика" предполагала моя интуиция? Если $R=1см$, то 40 см не добьет


Моя интуиция, до и после проведенного опыта говорит, что шарик радиуса 1 см из сосны естественной влажности (а яблоко моделирует очень влажную древесину) - не пробьет 40 см.

AnatolyBa в сообщении #1434335 писал(а):
Так вот, предлагаю модель - реальная сила сопротивления складывается из "силы Архимеда" и "силы сопротивления" пропорциональной $\rho_w v^2 R$ ($R$ - радиус шара).

ИМХО.
а) Весьма заметная часть кинетической энергии уходит на "плюх" при ударе о воду.
б) согласен (с докладчиками выше), что вода активно обтекает шарик, а значит говорить о силе Архимеда может оказать странно.

Для оценки адекватности такой модели (без учета "плюха"), возможно, помогла бы серия опытов по измерению установившейся скорости всплывания для шариков различной плотности и различного радиуса. Но поставить её не возьмусь :roll:

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

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