Вес воздуха

[alex1255]

Вес воздуха

Представим себе мысленно воздушный пузырь (в форме шара), подвешенный на пружинных весах, закреплённых на штативе, установленном на Земле. С точки зрения классической физики вес воздуха в воздухе в 1 кубометре равен 1,2047 кгс при нормальных условиях. (Расчет ведется в системе МКГСС).
Как утверждает классическая физика, вес воздуха в данном воздушном пузыре, равен Удельному весу воздуха, умноженному на объем пузыря:
$P$воздуха в пузыре $=$ $\gamma$воздуха $$ $V$пузыря
В случае покоящегося в инерциальной системе отсчёта тела, его вес равен силе тяжести, действующей на тело.
Она также утверждает что на воздушный пузырь действует выталкивающая сила Архимеда, равная удельному весу воздуха, умноженному на объём воздушного пузыря.
$F$а-воздушного пузыря $=$ $\gamma$ воздуха $$ $V$пузыря
Далее определим вес воздушного пузыря:
$P$воздушного пузыря $=$ $P$воздуха в пузыре $-$ $F$а-воздушного пузыря $=$$0$ Так как вес воздуха в воздушном пузыре, численно равен(по модулю) выталкивающей силе Архимеда, действующей на воздушный пузырь. А векторы этих сил направлены в противоположные стороны и взаимно уничтожают друг друга.
Выводы:
Вес воздуха в воздухе равен нулю.
Рассуждая аналогично, мы придем к выводу, что:
Вес тела (вещества),находящегося в окружении газа(жидкости), такой же плотности, как и у тела (вещества), равен нулю. (Например вода в воде или ртуть в ртути).
Вес тела (вещества) находящегося в окружении газа(жидкости), имеющего меньшую плотность, чем у тела(вещества) погруженного в него, имеет вектор силы веса, направленный вниз к поверхности Земли. (Например железный шар в воде).
Вес тела (вещества) находящегося в окружении газа(жидкости), имеющего большую плотность, чем у тела(вещества) погруженного в него, имеет вектор силы веса, направленный вверх, от поверхности Земли. (Например гелий или водород в воздухе, железный шар в ртути).

Картинка к тексту "Вес воздуха": https://ibb.co/4sccnVQ

Все расчеты выполнены по законам классической физики. Если я ошибаюсь, то укажите пожалуйста в чем.

[Ende]

Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- неправильно набраны формулы (краткие инструкции: «Краткий FAQ по тегу [math]» и видеоролик Как записывать формулы);
- уберите лишние переносы строк.

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

[Ende]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: оформлено корявенько, но для первого раза сойдет.

[wrest]

alex1255 в сообщении #1570962 писал(а):

Если я ошибаюсь, то укажите пожалуйста в чем.

Тут вопрос скорее терминологический.
1. Что считать опрой. Если жидкость/газ это часть опоры, то вес равен $mg$. Если исключить газ/жидкость из опоры, то вес может быть и отрицательным. На мой личный взгляд, так и правильно (считать вес воздушного шара, привязанного к земле канатом и тянущего канат вверх, отрицательным).
2. Учитывать ли направление веса (в сторону опоры или в обратную). Если да, то может быть и отрицательным. Если нет (т.е. учитывать только модуль), то не может.

То есть тут дело не в расчетах, а в определениях что есть опора и куда может быть направлен вес.

[alex1255]

wrest в сообщении #1571016 писал(а):

alex1255 в сообщении #1570962 писал(а):

Если я ошибаюсь, то укажите пожалуйста в чем.

Тут вопрос скорее терминологический.
1. Что считать опрой. Если жидкость/газ это часть опоры, то вес равен $mg$. Если исключить газ/жидкость из опоры, то вес может быть и отрицательным. На мой личный взгляд, так и правильно (считать вес воздушного шара, привязанного к земле канатом и тянущего канат вверх, отрицательным).
2. Учитывать ли направление веса (в сторону опоры или в обратную). Если да, то может быть и отрицательным. Если нет (т.е. учитывать только модуль), то не может.

То есть тут дело не в расчетах, а в определениях что есть опора и куда может быть направлен вес.

Я правильно считаю, что вес воздуха в воздухе равен нулю? Ведь по выше приведенным расчетам так и получается.

[svv]

Вам, фактически, говорят, что есть разные определения. Каким Вы пользуетесь?

Wiki писал(а):

Some standard textbooks define weight as a vector quantity, the gravitational force acting on the object. Others define weight as a scalar quantity, the magnitude of the gravitational force. Yet others define it as the magnitude of the reaction force exerted on a body by mechanisms that counteract the effects of gravity: the weight is the quantity that is measured by, for example, a spring scale. Thus, in a state of free fall, the weight would be zero. In this sense of weight, terrestrial objects can be weightless: ignoring air resistance, the famous apple falling from the tree, on its way to meet the ground near Isaac Newton, would be weightless.

Ещё примеры.
1) Моя масса 80 кг. Я становлюсь на весы, а на мои плечи становится ещё один человек такой же массы. Чему в этой ситуации равен мой вес?
2) Я стою не прямо на весах, а на газете, которая лежит на весах. Можно ли сказать, что вес газеты порядка 800 Н?

[EUgeneUS]

Спор, конечно, похож на терминологический. Но вот несколько маркерных вопросов.

1. Где-то на поверхности океана покоится авианосец водоизмещением 100 000 тонн.
Вопрос: каков вес этого авианосца?

2. Подводная лодка водоизмещением 20 000 тонн выслеживала этот авианосец и таки выследила. Поэтому тоже покоится где-то там в глубинах океана.
Вопрос: каков вес этой подводной лодки?

3. Как известно атмосферное давление у поверхности Земли примерно равно $10^5$ Па. Это означает, что воздух давит на каждый квадратный метр поверхности Земли с силой $10^5$ ньютонов, или ещё более примерно, 10 тс. А значит и поверхность Земли завит на воздух с такой же силой.
Вопрос: можно ли считать силу, действующую со стороны поверхности Земли на воздух, весом воздуха?

[Ende]

alex1255
Пожалуйста, цитируйте только ту часть сообщения, на которую отвечаете. Чтобы процитировать часть сообщения, выделите ее мышкой и нажмите кнопку "Вставка".

[alex1255]

svv в сообщении #1571019 писал(а):

Вам, фактически, говорят, что есть разные определения. Каким Вы пользуетесь?

Я определяю вес как величину силы реакции, действующей на тело со стороны механизмов, противодействующих действию силы тяжести: вес — это величина, измеряемая пружинными весами.

-- 22.11.2022, 21:24 --

Ende в сообщении #1571027 писал(а):

Пожалуйста, цитируйте только ту часть сообщения, на которую отвечаете. Чтобы процитировать часть сообщения, выделите ее мышкой и нажмите кнопку "Вставка".

Спасибо за помощь.

[wrest]

alex1255 в сообщении #1571030 писал(а):

Я определяю вес как величину силы реакции, действующей на тело со стороны механизмов, противодействующих действию силы тяжести: вес — это величина, измеряемая пружинными весами.

Ну тогда ваши выводы правильные - вес может быть нулевой и отрицательный (если конечно пружинные весы проградуированы и в обратную от нуля сторону).

[alex1255]

EUgeneUS в сообщении #1571024 писал(а):

1. Где-то на поверхности океана покоится авианосец водоизмещением 100 000 тонн.
Вопрос: каков вес этого авианосца?

Вес авианосца равен нулю.

EUgeneUS в сообщении #1571024 писал(а):

2. Подводная лодка водоизмещением 20 000 тонн выслеживала этот авианосец и таки выследила. Поэтому тоже покоится где-то там в глубинах океана.
Вопрос: каков вес этой подводной лодки?

Вес подлодки равен ее водоизмещению, так как лодка лежит на дне и сила Архимеда на нее не действует.

EUgeneUS в сообщении #1571024 писал(а):

Вопрос: можно ли считать силу, действующую со стороны поверхности Земли на воздух, весом воздуха?

Наверно можно.

[svv]

alex1255 в сообщении #1571030 писал(а):

Я определяю вес как величину силы реакции, действующей на тело со стороны механизмов, противодействующих действию силы тяжести: вес — это величина, измеряемая пружинными весами.

Спасибо. А Вы можете для лучшего понимания прокомментировать и мои примеры?

[alex1255]

wrest в сообщении #1571031 писал(а):

Ну тогда ваши выводы правильные - вес может быть нулевой и отрицательный (если конечно пружинные весы проградуированы и в обратную от нуля сторону).

Если я вас правильно понимаю, то вектор веса гелия и водорода направлен в сторону от Земли - вверх?

[Walker_XXI]

alex1255 в сообщении #1571030 писал(а):

Я определяю вес как величину силы реакции, действующей на тело со стороны механизмов

Обычно вес определяют наоборот: это сила, действующая со стороны тела на опору или подвес (см., например, "Физическую энциклопедию" или русскоязычные учебники по физике).

Рассуждения у Вас верные. Правда не вполне понятно, к чему акцент на классической физике. Естественно, это классика, а не релятивистская или квантовая механика.

wrest в сообщении #1571031 писал(а):

если конечно пружинные весы проградуированы и в обратную от нуля сторону

Вообще говоря, вес - это сила, которая не зависит от способности подвеса (в данном случае - пружинного механизма) её измерить.

EUgeneUS в сообщении #1571024 писал(а):

Спор, конечно, похож на терминологический. Но вот несколько маркерных вопросов.

Все эти вопросы имеют смысл только в том случае, если вы определили, о чём спрашиваете, что такое вес.

alex1255 в сообщении #1571036 писал(а):

Вес подлодки равен ее водоизмещению, так как лодка лежит на дне и сила Архимеда на нее не действует.

А вот это никак не вяжется с теми рассуждениями, которые Вы писали в самом начале.
Сила Архимеда действует на любое тело, погружённое в жидкость или газ (независимо от соотношения плотностей жидкости и тела). Как раз и равна водоизмещению (точнее, соответствующему весу). Ну а вес подлодки в данном случае - это та сила, с которой она давит на дно (по-прежнему $mg - \rho_{\text{воды}}gV$ или $mg-(\text{Водоизмещение})\cdot g$, как Вы и писали в самом начале)

[alex1255]

svv в сообщении #1571019 писал(а):

1) Моя масса 80 кг. Я становлюсь на весы, а на мои плечи становится ещё один человек такой же массы. Чему в этой ситуации равен мой вес?

Думаю, что ваш вес равен 784,8 Ньютон.

svv в сообщении #1571019 писал(а):

2) Я стою не прямо на весах, а на газете, которая лежит на весах. Можно ли сказать, что вес газеты порядка 800 Н?

Нет, так сказать нельзя.