Картезианский водолаз (7 класс)

[_Swetlana]

Здравствуйте.
Вопрос: Почему картезианский водолаз опускается на дно при сжатии бутылки? Потому что увеличивается масса водолаза или потому что уменьшается объём воздуха внутри водолаза?
Не понимаю, как может увеличиться масса незамкнутой системы. Конец трубки открыт. Ну разве что брать капилляр и считать, что на конце трубки есть как бы клапан, который открывается при увеличении давления, а потом закрывается. Но пробирка - уже не капилляр.

Заранее спасибо за ответ

[sergey zhukov]

_Swetlana
Если водолаз - это пробирка плюс только воздух в ней, тогда его (водолаза) масса не меняется, а объем меняется (изменяется сила Архимеда, вес водолаза неизменный). Если же водолаз - это пробирка плюс все, что внутри нее до самого среза пробирки - тогда масса водолаза меняется, а объем - не меняется (сила Архимеда не меняется, вес водолаза меняется). Результат одинаковый.

[_Swetlana]

Спасибо.
То есть если под весом водолаза подразумевать разность между весом и архимедовой силой, то в обоих случаях можно сказать, что вес водолаза уменьшился.

Теперь второй вопрос, вернее, просьба дать ссылку.
Где можно почитать про картезианского водолаза в некруглой бутылке?

[sergey zhukov]

_Swetlana
Да разве есть разница, в какой он бутылке? Сомневаюсь, чтобы на этом вообще где-то кто-то акцентирует внимание. При чем тут форма бутылки?

[_Swetlana]

Где-то прочитала, что есть.
Нажмёшь так - водолаз опускается; нажмёшь эдак - поднимается. Как-то мельком это было замечено, не поняла, в чём там дело.

[sergey zhukov]

_Swetlana
Нажмешь на бутылку любой формы - давление внутри нее увеличится, а воздух в водолазе сожмется и водолаз утонет. Перестанешь жать - все произойдет наоборот. Вот и весь фокус.

Возможно, есть форма бутылки такая, что если на нее надавить определенным образом, давление внутри нее упадет, а не вырастет (скажем, бутылка в виде ромбической призмы: если надавить на ее ребра, сдавливая бОльшую диагональ, объем бутылки будет стремится возрасти, а давление внутри нее - упасть). Может, это имеется ввиду.

[_Swetlana]

sergey zhukov в сообщении #1528315 писал(а):

_Swetlana
...(скажем, бутылка в виде ромбической призмы: если надавить на ее ребра, сдавливая бОльшую диагональ, объем бутылки будет стремится возрасти, а давление внутри нее - упасть). Может, это имеется ввиду.

Спасибо! Теперь всё понятно. Я не сообразила, что объём будет увеличиваться.

[druggist]

(Оффтоп)

По аналогии с "картезианским водолазом" аквариумные рыбки при наличии плавательного пузыря должны в среднем находиться на меньшей глубине при меньшем атмосферном давлении и наоборот. Интересно, наблюдал ли кто-нибудь подобное поведение?

[Someone]

(druggist)

druggist в сообщении #1528353 писал(а):

аквариумные рыбки при наличии плавательного пузыря должны в среднем находиться на меньшей глубине при меньшем атмосферном давлении и наоборот. Интересно, наблюдал ли кто-нибудь подобное поведение?

По моим наблюдениям, аквариумные рыбки сами выбирают, на какой глубине им находиться.

[sergey zhukov]

druggist

(Оффтоп)

Рыбки наверняка могут управлять объемом пузыря. Иначе они не могли бы зависать на любой глубине. Так что колебания атмосферного давления они компенсируют.

[druggist]

(Оффтоп)

sergey zhukov в сообщении #1528365 писал(а):

Рыбки наверняка могут управлять объемом пузыря. Иначе они не могли бы зависать на любой глубине. Так что колебания атмосферного давления они компенсируют.

Разумеется, могут компенсировать. Но это требует времени и затрат энергии. Вполне возможно малые колебания давления могут менять высоту также на небольшие величины величины

[sergey zhukov]

Нашел интересную заметку о том, что объем любого выпуклого многогранника можно увеличить, превратив его в не выпуклый, когда многогранник становится в целом ближе к сфере, хотя это и не выглядит очевидным. Нечто вроде "нажимания на ребра" с одовременым "выпячиванием по граням". Т.е. картезианского водолаза можно заставить утонуть, нажимая на центры ребер даже кубического сосуда. По крайней мере, это выглядит возможным, хотя при таком нажимании нет гарантии, что сосуд будет обязательно увеличивать свой объем.

[wrest]

_Swetlana в сообщении #1528302 писал(а):

То есть если под весом водолаза подразумевать разность между весом и архимедовой силой, то в обоих случаях можно сказать, что вес водолаза уменьшился.

Я бы посоветовал термин "вес" тут не использовать.

[sergey zhukov]

Вот на примере кубического надувного шарика, кстати, хорошо видно, как куб при надувании превращается в нечто не выпуклое, хотя объем его при этом растет:

Ребра "проваливаются", а грани "надуваются".
Можно примерно принять, что при слабом надувании площадь поверхности сохраняется.

[miflin]

Вот здесь ещё можно посмотреть.