Как вакуумная присоска тянет чашу весов вниз?

[VeskoDat]

Если прилепить вакуумную присоску снизу к чаше рычажных весов, то эта чаша перевесит и опустится. Вот я не понимаю как присоска может тянуть весы вниз если её удерживает сила атмосферного давления, а в общем сила атмосферного давления на чашу уравновешенна и не меняется с присоской или без неё. Получается присоска через вакуум к чаше прилипла?
Ещё есть такой опыт: на стакан с водой кладут бумажку или какую-либо пластинку, прижимают рукой и переворачивают стакан, убирают руку, и пластинка не падает и вода не проливается. Объясняется силой атмосферного давления. Но вес стакана с водой в перевёрнутом состоянии не меняется, а ведь если воду теперь удерживает атмосферное давление, то и вес стакана должен уменьшиться на вес воды. Опять получается, что воду в стакане удерживает вакуум в образовавшийся сверху во время переворота?

[Sender]

VeskoDat в сообщении #1589198 писал(а):

Вот я не понимаю как присоска может тянуть весы вниз если её удерживает сила атмосферного давления, а в общем сила атмосферного давления на чашу уравновешенна и не меняется с присоской или без неё.

Вообще-то внутри присоски область пониженного давления. Рассмотрите силы давления воздуха, действующие сверху и снизу на присоску и на чашу отдельно.

[wrest]

VeskoDat
Вопрос хороший, но "вакуум" лучше пока не привлекать, ибо "вакуума" под присоской нет, а есть какое-то давление, хотя и меньшее атмосферного.
Посмотрите на картинку.

Давления преобразуются в силы через площади (пусть там площадь единичная например $S=1$. Присоска давит вверх на чашу по своей границе (на рисунке толстыми линиями нарисовано, но силы не обозначены). Соответственно, чтобы присоска держалась, надо чтобы было $(P_{ATM}-P_0)S>mg$

(Оффтоп)

В итоге если на картинку внимательно смотреть и добавить возможно недостающие для вашего понимания детали, то станет ясно, что вниз на чашу весов давит атмосферное давление, а вверх давит меньшая сила. Причем сумма всего этого равна в точности $mg$

[sergey zhukov]

VeskoDat
Заметьте, что в вакууме (скажем, на Луне) ни присоска не присасывается, ни вода в стакане не держится. А чем больше давление атмосферы, тем мощнее присасывается присоска и больше воды можно удержать в перевернутом стакане. Стало быть, дело только в атмосферном давлении.

Меня вот такой еще вопрос с присоской интересовал. Когда отрываешь резиновую присоску, она "собирается" к центру и вынуждена скользить по поверхности, к которой прилеплена. Зависит ли максимальная сила отрыва присоски от силы трения присоски по поверхности?

Еще всегда было интересно знать, насколько действительно сильно межмолекулярное взаимодейстаие плоских поверхностей концевых мер (как об этом обязательно говорят каждому, когда демонстрируют их прилипание друг к другу)? Не объясняется ли бОльшая часть этой силы просто атмосферным давлением?

[Евгений Машеров]

Сила атмосферного давления действует на чашку весов, есть ли присоска или нет. Присоска только передаёт эту силу.
Положим для начала, что наши весы в вакууме. На чашку весов действует сила Mg, где M - масса чашки, уравновешенная весом другой чашки. Воздух вызовет появление силы давления P, двух сил, действующих на верхнюю и нижнюю поверхность чашки, одинаковых по величине, но противоположно направленных, и уравновешивающих друг друга. Прикрепим присоску массы m (для простоты положим, что её площадь равна площади чашки). Тогда "нижняя" сила P действует на присоску, толкая её вверх, а наверху вакуум в просвете между присоской и чашкой, то есть сила давления на присоску сверху не действует. Если $P>mg$, присоска не отваливается, и даже передаёт на чашку силу $P-mg$, толкающую чашку вверх. Но сверху на чашку действует сила P, толкающая вниз. Поэтому равнодействующая этих сил равна mg, весу присоски.
Опыт с пластинкой и стаканом объясняется аналогично. На стакан в обычном положении действовали силы давления сверху и снизу, уравновешивая друг друга. При переворачивании сила давления снизу действует на воду, не давая ей вылиться (пластинка или бумажка лишь для того, чтобы распределить силы), передаваясь стакану с вычетом силы, действующей на воду в стакане.

[miflin]

Евгений Машеров в сообщении #1589233 писал(а):

Опыт с пластинкой и стаканом объясняется аналогично. На стакан в обычном положении действовали силы давления сверху и снизу, уравновешивая друг друга. При переворачивании сила давления снизу действует на воду, не давая ей вылиться (пластинка или бумажка лишь для того, чтобы распределить силы), передаваясь стакану с вычетом силы, действующей на воду в стакане.

Не совсем уловил смысл процитированного, поэтому возникли вопросы.
1. Какое давление воздуха, заключенного в перевернутом стакане между дном и поверхностью воды?
2. Чем компенсируется гидростатическое давление на приложенную пластинку?
3. Чем компенсируется какой-никакой вес пластинки?

[sergey zhukov]

miflin в сообщении #1589241 писал(а):

1. Какое давление воздуха, заключенного в перевернутом стакане между дном и поверхностью воды?

Когда демонстрируют этот фокус, в стакане обычно нет воздуха. Если же он там зачем-то был оставлен, то его давление ниже атмосферного на величину высоты столба жидкости в стакане (если измерять давление в мм. водного столба). Давление столба жидкости в стакане плюс это пониженное давление воздуха в стакане над поверхностью жидкости равно атмосферному давлению. Вес пластинки просто прибавляется к весу воды.

Но во втором случае воздуху при переворачивании стакана придется немного расшириться, часть воды выльется (совсем немного). Лучше делать этот фокус без воздуха в стакане.

[miflin]

sergey zhukov в сообщении #1589244 писал(а):

Когда демонстрируют этот фокус, в стакане обычно нет воздуха.

Опыт успешно проходит и с воздухом. Только объяснение дают ему часто урезанное -
снизу всё подпирается атмосферным давлением и баста! Не вдаваясь в вопрос равновесия сил.
Вот видео для ТС.

[sergey zhukov]

Вообще, представление о "всасывании" очень стойкое, хотя следовало бы просто запретить это слово. На самом деле газ или жидкость не могут "тянуть" поверхность за собой (жидкость иногда немного может, но этим почти всегда можно пренебречь), они могут только давить на нее. Никакого "всасывания" не существует, есть только "заталкивание". Если это всегда помнить, то подобные задачи становятся гораздо проще.

[miflin]

(Оффтоп)

sergey zhukov в сообщении #1589248 писал(а):

Вообще, представление о "всасывании" очень стойкое,

А где в теме или видео прозвучало это слово?

[sergey zhukov]

miflin

(Оффтоп)

Да вот в первом сообщении "через вакуум прилипла" и "ваккум держит". По моему, это и есть представление о том, что в газовой среде могут существовать растягивающие напряжения.

[miflin]

sergey zhukov

(Оффтоп)

Я когда-то на другом форуме тоже делал такое же замечание по поводу "всасывания" и "заталкивания".
Но действительно, это слово настолько внедрилось, что сказать, например, "кошка заталкивает молоко котятам" вместо "котята сосут кошку" как бы уже и нелепо.
Но это в быту, а в науке - другое дело.

[Евгений Машеров]

miflin в сообщении #1589241 писал(а):

Не совсем уловил смысл процитированного, поэтому возникли вопросы.
1. Какое давление воздуха, заключенного в перевернутом стакане между дном и поверхностью воды?
2. Чем компенсируется гидростатическое давление на приложенную пластинку?
3. Чем компенсируется какой-никакой вес пластинки?

1. Как правило, никакое. При наличии отсутствия воздуха.
2. Давлением атмосферного воздуха.
3. Им же.

[Alex-Yu]

VeskoDat в сообщении #1589198 писал(а):

Вот я не понимаю как присоска может тянуть весы вниз если её удерживает сила атмосферного давления, а в общем сила атмосферного давления на чашу уравновешенна и не меняется с присоской или без неё.

Меняется. Когда присоски не было, воздух только давил на чашку весов. А когда присоска есть, то он удерживает присоску, чтобы не падала, и еще давит на чашку. На давление на чашку остается меньше.

[miflin]

Евгений Машеров в сообщении #1589266 писал(а):

1. Как правило, никакое. При наличии отсутствия воздуха.

Имелось в виду наличие наличия, как зачастую демонстрируют,
не объясняя при этом причину того, что это давление несколько меньше атмосферного.