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




На страницу 1, 2  След.
 
 Барометр
Сообщение17.03.2013, 09:47 
Цилиндрическая пружина из упругого материала закреплена одним концом с корпусом прибора. Корпус прибора представляет собой пустотелый цилиндр с высотой чуть больше чем высота пружины. К основанию этого цилиндра и закреплена пружина. К другому торцу цилиндра крепится шкала, а к свободному концу пружины припаивается стрелка. Теперь вопрос: будет ли эта стрелка поворачиваться при изменении атмосферного давления? Температуру воздуха считать постоянной.

 
 
 
 Re: Барометр
Сообщение17.03.2013, 10:03 
Аватара пользователя
Непонятна конструкция прибора. Пружина находится внутри его? Стрелка тоже внутри? Цилиндр герметичный? Прозрачный? Жёсткий? Пружина растянута?

 
 
 
 Re: Барометр
Сообщение17.03.2013, 10:12 
Чтобы не заморачиваться. Цилиндрическая пружина, поставленная вертикально на стол, закреплена нижним витком к поверхности стола. К верхнему витку пружины припаяна стрелка (но, не вертикально). Всё. И те же вопросы.

 
 
 
 Re: Барометр
Сообщение17.03.2013, 10:22 
Аватара пользователя
То есть, я понял, что Вы предполагаете, что архимедова сила будет меняться и пружина при деформации немного подкручиваться?

 
 
 
 Re: Барометр
Сообщение17.03.2013, 10:33 
Нет, я этого не предполагаю. Давление может и не изменяться с высотой.

 
 
 
 Re: Барометр
Сообщение17.03.2013, 11:29 
anik в сообщении #696892 писал(а):
Давление может и не изменяться с высотой.

При таком допущении давление действует на все точки поверхности пружины одинаково. Следовательно, Ваш барометр работать не будет.

 
 
 
 Re: Барометр
Сообщение17.03.2013, 11:37 
А если пружину навить не из сплошного прутка, а из пустотелой трубки с заглушенными концами?

 
 
 
 Re: Барометр
Сообщение17.03.2013, 12:13 
anik в сообщении #696911 писал(а):
А если пружину навить не из сплошного прутка, а из пустотелой трубки с заглушенными концами?

Обычно так делают манометры (вакууметры), в которых приличная разность давлений, достаточная для деформации пустотелой трубки. В барометрах-анероидах используют тонкостенные гофрированные коробочки.

 
 
 
 Re: Барометр
Сообщение17.03.2013, 12:22 
У вакуумметра "приличная" разность давлений не превышает 1 атм. Закручивание трубки в спираль (плоскую или цилиндрическую) повышает чувствительность.
Так, всё-таки, пружина из трубки работать как барометр будет?

 
 
 
 Re: Барометр
Сообщение18.03.2013, 09:14 
anik в сообщении #696934 писал(а):
У вакуумметра "приличная" разность давлений не превышает 1 атм.

"Приличность" разности давлений в 1 атм можно ощутить оценить тем, что суммарная сила, действующая на тело человека, будет составлять примерно 20 тн.
Барометр же измеряет давление в пределах от 700 до 800 мм рт.ст. (~$1\pm 0,05$ атм).

 
 
 
 Re: Барометр
Сообщение18.03.2013, 09:59 
Я не ставил перед собой цель запатентовать новую конструкцию барометра (отличающуюся тем, что.... и т.д.). Я просто задал вопрос: будет ли пружина реагировать на изменение атмосферного давления (будет ли поворачиваться стрелка)?
Представим себе, что сконструирован точный измерительный прибор, содержащий в измерительном тракте пружину. В процессе испытаний оказалось, что на точность измерений влияет изменение атмосферного давления. Требуется найти "слабое звено" тот элемент, из за которого возникает погрешность.
Придёт ли нам в голову винить в этом обыкновенную пружину?
Когда речь идёт о $10^{-11}$ (как в опытах Кавендиша, например), то наружу вылезают такие эффекты, о существовании которых даже не подозреваешь.

 
 
 
 Re: Барометр
Сообщение19.03.2013, 09:44 
Батороев в сообщении #696908 писал(а):
anik в сообщении #696892 писал(а):
Давление может и не изменяться с высотой.
При таком допущении давление действует на все точки поверхности пружины одинаково. Следовательно, Ваш барометр работать не будет.
Однако если сделать пружину полой, то она будет реагировать на изменение внешнего давления. Откуда внешнее давление "знает", что трубка полая? Оно что, "сквозь сталь видит"? Теперь внешнее давление уже перестаёт действовать на все точки поверхности (полой) пружины одинаково?

 
 
 
 Re: Барометр
Сообщение19.03.2013, 10:38 
Воздух внутри полой запаяной трубки и снаружи, каждый стремится занять как можно больший объем. Отсюда и их действие-противодействие.
При сплошной трубке металл пружины для воздуха несжимаем, от изменения формы пружины ее объем не зависит (по крайней мере, на макроуровне).
Что происходит на микроуровне, я подсказать Вам не могу.

 
 
 
 Re: Барометр
Сообщение19.03.2013, 11:26 
Преподаватель технического ВУЗа спрашивает у студента: на каком принципе работает трубка Бурдона у манометра? Студент отвечает:
Батороев в сообщении #698060 писал(а):
Воздух внутри полой запаяной трубки и снаружи, каждый стремится занять как можно больший объем. Отсюда и их действие-противодействие.
Как Вы думаете, удовлетворит ли такой ответ преподавателя?
Батороев в сообщении #698060 писал(а):
При сплошной трубке металл пружины для воздуха несжимаем,
А для жидкости металл пружины сжимаем? А если в качестве жидкости взять ртуть (тоже металл), то для металла металл сжимаем?

 
 
 
 Re: Барометр
Сообщение19.03.2013, 12:27 
anik в сообщении #698072 писал(а):
Как Вы думаете, удовлетворит ли такой ответ преподавателя? А для жидкости металл пружины сжимаем? А если в качестве жидкости взять ртуть (тоже металл), то для металла металл сжимаем?

Для того, чтобы получить полный и развернутый ответ, надо было грамотно по-преподавательски и вопросы задавать. И это притом, хочу ли я сдавать какой-либо экзамен? :wink:
Сжимаемость металлов в средах - это, на мой взгляд, микроуровень.

 
 
 [ Сообщений: 25 ]  На страницу 1, 2  След.


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group