Простая задачка по физике.

Давайте немножко развлечемся и заодно вспомним школьный курс физики.

Проведем небольшую Лабораторную работу.

Реквизиты:

1)Весы второго класса точности с дискретностью 0,1 г;

2)Яблоко;

3)Грузило, отлитое в ложке из аккумуляторного свинца или свинца оболочки телефонного кабеля (не помню точно, но сплав на основе свинца);

4)Стеклянный сосуд с водой (в данном случае мерный лабораторный стакан объемом 1000 мл).


Взвешиваем яблоко. Удивительно - получилось ровно 200,0 г. ;-):

Простая задачка по физике. Развлечения, Физика, Задача, Лабораторная работа, Длиннопост

А вот масса грузила "некруглая" - 159,4 г.:

Простая задачка по физике. Развлечения, Физика, Задача, Лабораторная работа, Длиннопост

Теперь стакан с водой ставим на весы и обнуляем нажатием кнопки RE-ZERO (на некоторых моделях "TARE"). Очень удобная функция. Теперь можно проводить измерения, как будто на весах ничего нет:

Простая задачка по физике. Развлечения, Физика, Задача, Лабораторная работа, Длиннопост

Опускаем в стакан яблоко. Яблоко плавает на поверхности воды. Весы, разумеется, показывают те же 200,0 г.:

Простая задачка по физике. Развлечения, Физика, Задача, Лабораторная работа, Длиннопост

Вынимаем яблоко, опускаем на дно стакана грузило (Я для этого к нему тонкую ниточку привязал. Тонкую, чтобы влиянием нитки можно было пренебречь. Её масса все равно меньше чувствительности (дискретности) весов. Видим все те же 159,4 г.:

Простая задачка по физике. Развлечения, Физика, Задача, Лабораторная работа, Длиннопост

А теперь поднимаем рукой грузило за ниточку - подвешиваем грузило на ниточке так, чтобы оно было полностью погружено в воду но не касалось дна стакана:

Простая задачка по физике. Развлечения, Физика, Задача, Лабораторная работа, Длиннопост

Ну, да, я закрыл дисплей весов листом бумаги. Это и есть вопрос, на который нужно ответить:

КАКИЕ ЦИФРЫ НА ДИСПЛЕЕ ВЕСОВ?


Хорошего настроения!

Вы смотрите срез комментариев. Показать все
26
Автор поста оценил этот комментарий

Поднимая грузило за ниточку вы прикладываете меньшее усилие, чем если бы оно не было погружен в воду. Вода стремится вытолкнуть грузило с силой веса вытесненной им воды. Сила выталкивания направлена вверх, обратная соответственно в низ и давит на весы. Для того, что бы понять физический смысл происходящего лучше всего взять пенопласт и попробовать рукой притопить его в этом стакане. Поскольку пенопласт будет выталкиваться из воды вы почувствуете усилие. Чем глубже будете топить, тем сильнее придётся давить на пенопласт. Именно усилие с которым вы давите на пенопласт и покажут весы.

раскрыть ветку (22)
3
Автор поста оценил этот комментарий

Чем глубже будете топить, тем сильнее придётся давить на пенопласт.

Полагаю, это утверждение справедливо ровно до того момента, пока поверхность пенопласта полностью не будет скрыта под водой.

раскрыть ветку (19)
5
Автор поста оценил этот комментарий

Плотность воды растет с глубиной т.к. растет давление;)

раскрыть ветку (17)
3
Автор поста оценил этот комментарий

Ну если уж этим не пренебрегать, то и тем, что вода, наверное, подсожмёт пенопласт на большой глубине? И кто знает, что больше изменится, плотность пенопласта или плотность воды

1
Автор поста оценил этот комментарий
А, действительно. Не размышлял в таких масштабах. Спасибо
5
Автор поста оценил этот комментарий

Жидкость не сжимаема, и на дне в 1 моле объёма будет всё то же Авогадро млекул воды, то есть плотность.

По вашему, если утопить ртуть, то она превратится в золото, а если поднять золото из глубин, оно станет ртутью?

раскрыть ветку (8)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Господи, блядь, Иисусе, что за дичь здесь написана? Какой ещё моль объёма? Хоть бы гуглом пользоваться научились перед комментированием, чтобы узнать плотность воды на большой глубине.

раскрыть ветку (3)
Автор поста оценил этот комментарий

Я поправлюсь. Я имею ввиду молярный объём, количество молекул 6•10²³ с хвостиком занимает один и тот же объём что на поверхности, что на глубине. "Гидростатичесий парадокс"  - давление зависит от вышестоящего столба, но плотность постоянна. Масса, то есть, степень инертности одного и того же объёма воды - одинакова. замерить её можно только динамически, с помощью радиоизотопного метода. То что измеряют на глубине под видом плотности, скорее вязкозть, ввиду большого давления.

Плотность воды ρ=1000 кг/м³, g=9.81 м/с². На свободной поверхности атмосферное давление p=1 атм =1• 10⁵  Па. Известно, что для увеличения плотности воды атмосферного давления на 4.4% требуется давление 1000 атм. глубина, на которой это достигается -  10 км.

раскрыть ветку (2)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Лови игрушку (сайт работает через раз, но он работает) http://twt.mpei.ac.ru/ochkov/WSPHB/DENSPT.html


1МПа=10бар~ 100м глубины. Че там на 10км~1000бар=100МПа? Ах да, все зависит от температуры...


Идем дальше.

Молекулы это хорошо. А средняя длина "пробега" молекул как меняется от давления и внутренней энергии этих самых молекул!? Молекулы же не стоят на месте, а хаотично двигаются, соударяясь друг с другом. И вот мы взяли и сжали свободное место (объем, в котором молекулы). Ну и чего? Средний "пробег" сократился, молекулы стали чаще соударяться. Межмолекулярное пространство сократилось. Кол-во молекул не изменилось.... Повторюсь, кол-во молекул не изменилось, а вот объем (объем самих молекул + межмолекулярное пространство) уменьшился. Плотность изменилась.


Да, я тут все "на пальцах" описал и есть моментики... Но, согласитесь, суть то такая;)


Далее.


"Масса, как степень инертности объема"... Не гугля, предлагаю слово "объема" заменить на "тела" или "системы" и по рукам! Ибо объем - это характеристика...


Как то так, в рамках цензурной речи;)

Автор поста оценил этот комментарий

Я что-то никак не возьму в толк. То,  значит,  плотность постоянна,  сколь ни дави. То уже можно увеличить плотность воды,  поместив её в определённые условия. Можно не противоречить самому себе,  добрый человек?

2
Автор поста оценил этот комментарий

Судя по тому, что тебя заминусовали люди не понимают, что такое плотность и как она связана с давлением.

раскрыть ветку (3)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Жаль,  что нельзя больше одного минуса ставить.
раскрыть ветку (2)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Почему? Он ведь прав. Вода настолько мало сжимается, что этим можно принебречь.

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Пренебречь в рамках какой-нибудь школьной задачи можно.

А вот чего не стоит делать даже школьнику,  так это перемешивать понятия "моль" и "объём". Оратор выше настолько неграмотно обращается с базовой терминологией,  что это напоминает шизофазию.

Автор поста оценил этот комментарий

На малых давлениях фактически нет.

Автор поста оценил этот комментарий
Плотность жидкостей ~неизменна. Был опыт, запаивали в шарик железный воду и били кувалдой, надеясь сжать жидкость и получить монетку. Нихуя. Вода пробивает выход.
раскрыть ветку (4)
Автор поста оценил этот комментарий

Теплотехнические свойства воды и пара, таблицы. Ой что это там?! Плотность меняется, в зависимости от прочих параметров? Кувалда... Железный шарик... А какой предел прочности у того шарика? При том давлении плотность изменится на 1-5%, в подтверждение определению "несжимаемой жидкости". Да-да, несжимаемая жидкость - это жидкость, плотность которой меняется менее 5% при каком то приращении давления (каюсь, забыл каком). Но даже рост плотности на 1% из за давления - это рост плотности на 1%.

раскрыть ветку (3)
Автор поста оценил этот комментарий

В опыте про стакан изменение плотности воды пренебрежимо мало.

Несжимаемая жидкость это такая же модель, как и твердое тело, как и гладкая поверхность. Для решения задачи нужно пользоваться адекватной ей моделью.

Кувалда, шарик... А вас не смущает, что связи в металлах многократно прочнее, чем между молекулами жидкого вещества? В этом и суть, жидкости чрезвычайно сложно сжать, порой даже сложнее, чем твердые тела.

раскрыть ветку (2)
Автор поста оценил этот комментарий

В опыте про стакан изменение давления (и прочих параметров) пренебрежимо мало.

Такая же модель. Но речь о том, что давление изменяет плотность воды. И мы это учитываем. И дэ факто, это меняет ситуацию с пенопластом при погружении, что тоде надо учитывать. Как, что, кого - уже расчеты покажут.

А вас не смущают, что вы сравниваете разные процессы? "Усилие на разрыв" и "изменение плотности".

В чем суть так и не понял... Я не исключаю, что при одном и том же давлении какие-то виды материалов в твердом состоянии изменяют свое давление меньше, чем другие виды материалов в жидкой фазе. Но к чему это? К определению несжимаемой жидкости? К пенопласту? К Главному Вопросу?

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Я привел этот пример с той же целью, с какой и автор учебника. Для демонстрации трудности сжатия жидкостей. Меня в свое время поразило, что молекулам воды проще найти выход, чем ничтожно сблизиться на расстояние между собой (которое заведомо есть и которое больше чем в твердых телах).

Автор поста оценил этот комментарий

Senior Tester?

1
Автор поста оценил этот комментарий

вот теперь понятно.

благодарю.

Автор поста оценил этот комментарий

А мне кажется не совсем корректным объяснение через "обратную силу выталкивания", хотя сам сначала так же думал. Есть давление воды, которое зависит от уровня воды. Уровень повышается в связи с добавлением грузила, повышается давление на дно, повышается сила, действующая на весы. Это объяснение лучше.

Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку