Физика в быту

[EUgeneUS]

Обычные бытовые явления, с которыми сталкиваемся регулярно, могут иметь или интересное описание\объяснение с точки зрения физики, или могут быть связаны с распространенными заблуждениями относительно физической природы этих явлений.

Предлагаю такие про такие явления писать в эту тему.
В виде вопросов (для некоторой интриги ) с последующими ответами, конечно, либо в виде готового описания\объяснения.
Пока три пункта:

1. Существует распространенное заблуждение, что тормозной путь зависит от массы автомобиля. Это не так. Тормозной путь может зависеть от массы ТС, если, например, добавляется ось, не оснащенная тормозами: тормозной путь автомобиля с груженным прицепом (без тормозов) будет больше, чем без прицепа.

2. В виде вопроса. Есть удлинитель 25 метров, примерно такой:

Максимальная мощность нагрузки удлинителя 2.5 кВт.
К нему подключается сварочный аппарат мощностью 2 кВт.
Расстояние от розетки до точки сварки около 5 метров.
Что выкинет на помойку неопытный сварщик и почему?

3. В виде вопроса. При наливании в кружки пенных напитков, чтобы было меньше пены, кружки иногда всполаскивают водой.
Работает ли этот метод? Если да, то предложите ему альтернативу без использования воды.

[rascas]

EUgeneUS в сообщении #1314039 писал(а):

2. Что выкинет на помойку неопытный сварщик и почему?

Этот удлинитель и выкинет. Неопытный сварщик не размотает полностью катушку и расплавит провод на ней.

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1314039 писал(а):

Расстояние от розетки до точки сварки около 5 метров.
Что выкинет на помойку неопытный сварщик и почему?

Хм... не скажу за точные соотношения (длины и мощности) но неоднократно видел что так работает и ничего не выкидывается на свалку. Ну правда, варили не с утра до вечера, а так -- типа петли к воротам приварить.

-- 22.05.2018, 10:43 --

EUgeneUS в сообщении #1314039 писал(а):

1. Существует распространенное заблуждение, что тормозной путь зависит от массы автомобиля. Это не так.

Нужны измерения с конкретным автомобилем, шинами, давлением в них, покрытием, массой и т.п. Как известно, "сухое трение не разгадано теоретическими мудрецами" (см. post1303043.html#p1303043 ).

[EUgeneUS]

(про тормозной путь)

wrest в сообщении #1314046 писал(а):

Нужны измерения с конкретным автомобилем, шинами, давлением в них, покрытием, массой и т.п.

Этот миф настолько живуч, что ссылка на школьную физику в среде людей с "высоким" образованием не помогла. И пришлось делать натурные эксперименты.
Статистику, не очень большую набрали: 5-7 автомобилей с массами от 1 до 2.5 тонн по 2-3 заезда на разной скорости (40, 60 и 90 км/ч). Условия одинаковые - лето, сухой асфальт.
Но опыт подтвердил теорию
Был один выброс. Но у товарища зимняя липучка стояла.

-- 22.05.2018, 11:11 --

rascas в сообщении #1314044 писал(а):

Этот удлинитель и выкинет. Неопытный сварщик не размотает полностью катушку и расплавит провод на ней.

А почему? Какая физика явления?

[wrest]

EUgeneUS
Миф живуч, конечно. Но дело в том, что теория говорит нам про силу трения, а тормозной путь определяется не только коэффициентом сцепления колес с асфальтом, хотя в очень существенной части, конечно им. Вот тут было обсуждение «Тормозной путь автомобиля vs мотоцикла.»
Например: будет ли зависеть от массы тормозной путь автомобиля, оборудованного ABS-ом (а такие сейчас все)?

Для себя я в этой области (трения) сделал такое открытие. При трогании автомобиля (с ручной коробкой) главная педаль это сцепление, а газ нужен только чтобы автомобиль не заглох, поскольку сила трения не зависит от скорости, а значит ускорение автомобиля не зависит от оборотов двигателя, если только они не слишком маленькие. Это до меня дошло уже когда водительский стаж был довольно большой и я свободно, если так можно выразиться, владел искусством регулировки тяги педалью сцепления при трогании (в том числе на подъем). Ну а когда я только учился вождению, то интуитивно я думал, что когда трогаешься (то есть пока трение скольжения не перешло в трение покоя) то если нажать на газ, то поедешь быстрее.

Ещё про тормоза я для себя сделал такой вывод. Чтобы быстрее затормозить, надо сильнее жать на педаль тормоза Несмотря на гидроусилители и ABS. Сильнее жмешь -- быстрее затормозишь

[EUgeneUS]

wrest в сообщении #1314052 писал(а):

Ещё про тормоза я для себя сделал такой вывод. Чтобы быстрее затормозить, надо сильнее жать на педаль тормоза Несмотря на гидроусилители и ABS. Сильнее жмешь -- быстрее затормозишь

Конечно, там же какая-то монотонная гладкая функция между усилием на педаль тормоза и усилием на тормозных колодках (до срабатывания ABS).
ИМХО, в этом причина живучести мифа: если машина непривычно нагружена, то кажется, что она хуже останавливается, потому что тормозом работаешь привычно.

[rascas]

EUgeneUS в сообщении #1314049 писал(а):

А почему? Какая физика явления?

При подключении нагрузки к удлинителю, по проводу удлинителя потечёт ток (на удлинитель с другого конца естественно подано необходимое напряжение). Ток вызывает выделение тепла в проводнике провода удлинителя, Закон Джоуля-Ленца.
Когда провод компактно смотан на катушку теплоотвод маленький и температура растёт, это и плавит изоляцию провода.
Могу привести такой пример: лампочка и паяльник, оба $60$ ватт. Компактная спираль лампочки нагревается до ~ $3000 °\text{С}$ . Жало паяльника в обычных условиях нагревается только до ~ $300 °\text{С}$ .

[EUgeneUS]

rascas
Да, верно. Банальное выделение тепла на активном сопротивлении проводов и плохой теплоотвод в случае свернутой бухты. Часто можно встретить мнение, что тут какую-то роль играет индукция, это не так.
Кстати, некоторые производители таких удлинителей указывают максимальную мощность в свернутом и развернутом состоянии. Отличается в два раза (из тех, что видел).

-- 22.05.2018, 12:12 --

(про сцепление)

wrest в сообщении #1314052 писал(а):

Для себя я в этой области (трения) сделал такое открытие. При трогании автомобиля (с ручной коробкой) главная педаль это сцепление, а газ нужен только чтобы автомобиль не заглох, поскольку сила трения не зависит от скорости, а значит ускорение автомобиля не зависит от оборотов двигателя, если только они не слишком маленькие.

Это верно. Но есть нюанс.
Есть оптимальные обороты двигателя при работе сцепления: минимальные, при которых двигатель не заглохнет при трогании.
Работа педали газа для их поддержания должна быть синхронизирована с работой педалью сцепления - этакая качелька. В советском ДОСААФе даже тренажеры были для отработки этого движения, насколько знаю.
Начинающие (на механике) водители, открыв для себя озвученный Вами факт начинают "перегазовывать", машина, конечно, трогается и даже плавно. Но сцепление ускоренно изнашивается.

[DimaM]

Еще один распространенный автомобильный миф - будто давление шин на дорогу у загруженного грузовика выше, чем у пустого.
На самом деле оно почти неизменно и несильно отличается от давления воздуха в шинах.
При загрузке лишь увеличивается площадь пятна контакта.

[Dmitriy40]

Думаю в последнем случае неявно подразумевается не именно давление, а полная сила давления, равная весу автомобиля (в быту их часто путают). И в таких терминах миф очевидно правда. Хотя даже в школьных учебниках по физике помню вопрос о разрушении кирпича под гусеницей танка при сохранении менее прочного дорожного покрытия под ней же.

[rascas]

Ну тогда ещё один миф об автомобильных колёсах . Будто бы на спущенных колёсах за один оборот колёс автомобиль проезжаем меньшее расстояние, чем на хорошо накачанных. (и отсюда неверные показания спидометра). Это не так за один оборот колёс авто проезжает одинаковое расстояние, и величина “спущенности” колеса на это почти не влияет.

[EUgeneUS]

DimaM в сообщении #1314072 писал(а):

На самом деле оно почти неизменно и несильно отличается от давления воздуха в шинах.

Да, но для мягких грунтов, чтобы сформировать пятно контакта деформируется грунт, и в меньшей степени шина. Поэтому груженный грузовик разрушает мягкое покрытие (песок, размокшая глина, неукатанная щебенка) сильнее, чем порожний.

[DimaM]

Dmitriy40 в сообщении #1314075 писал(а):

Думаю в последнем случае неявно подразумевается не именно давление, а полная сила давления, равная весу автомобиля (в быту их часто путают).

Нет, миф именно что про давление. Отсюда рождаются рассказки, будто пустая фура калечит дорогу меньше, чем легковушка (ответные рассказки о том, что шоссейный велик или дама на шпильках давит раза в 4-5 сильнее легковушки, мифологи обычно пропускают мимо ушей, как не соответствующие шаблону )).

-- 22.05.2018, 18:32 --

EUgeneUS в сообщении #1314079 писал(а):

Поэтому груженный грузовик разрушает мягкое покрытие (песок, размокшая глина, неукатанная щебенка) сильнее, чем порожний.

С этим никто не спорит. Но миф возникает в связи с разрушением твердого покрытия (привет Платону )).

[EUgeneUS]

DimaM в сообщении #1314080 писал(а):

Но миф возникает в связи с разрушением твердого покрытия (привет Платону ))

Твердое покрытие, тоже не абсолютно твердое
Поэтому ограничивают нагрузку на ось, а не давление на грунт.

[Dmitriy40]

Я бы сказал надо ограничивать и то и другое: сначала ограничение по давлению, потом, если оно соблюдается, ограничение на силу давления (вес, нагрузка на ось). Но первое зависит от слишком многих факторов и трудно контролируемо, потому на практике везде используют второе.