1628

Вопрос на миллион..

Увеличивается ли нагрузка на опоры моста-канала, если по нему проплывает корабль? Если увеличивается, то на сколько?
Вопрос на миллион.. Увеличивается ли нагрузка на опоры моста-канала, если по нему проплывает корабль? Если увеличивается, то на сколько?

Найдены дубликаты

+355
Мне кажется ничего не увеличивается, закон Архимеда и сообщающиеся сосуды никто не отменял ведь=)
раскрыть ветку 239
+168
Я понимаю что река большая и прочие атрибуты идеальных условий, но реальность слегка другая.
В реальности вода не выровняется мгновенно, и там где будет плыть корабль будет вытесняться очень много воды, которая будет пытаться течь в разные стороны, потом часть воды упрется в берега, начнет течь по руслу. В виду ограниченности этой скорости и ширины канала вокруг корабля уровень воды будет немного, но выше чем в 100 метрах от него. Отсюда и давление будет, пусть и на мизер, но выше за счет поднятия уровня (мизерного, но мы же говорим в принципе о факте). Так же эта вытесняемая вода получает кинетическую энергию от плывущего корабля, и растекается не только по верху, но и во все стороны и по дну, и это тоже давит на опоры.
Так что если рассматривать 2 варианта (не увеличится и увеличится не важно на сколько) я за второй вариант.
Это случай когда баржа плывет либо против течения, либо по течению, но быстрее чем течение.
раскрыть ветку 60
+71
Имхо - нагрузка не увеличится:
1. Рассмотреть реку можно не как сообщающийся сосуд, а как большую ванну.
2. Нагрузка на опоры увеличивается только в момент спуска судна на воду (теоретически; дальше эта же вытесненная вода теряется в прибрежных лужах, озерах).
3. Увеличивается нагрузка только на стены канала от течения (это как от ветра, только от течения).
4. Т.е. нагрузка на опору зависит только от уровня воды на мосту. А корабль плывущий там не влияет уже на уровень воды (уже, согласно п.2.).
П.С. есть конечно небольшое кол-во воды которое судно толкает перед собой, которое типа поднимает уровень воды, но таких блох ловить уже не вижу смысла... Задачка не про это.)
раскрыть ветку 40
+8
Все просто: если сферический корабль плывет бесконечно медленно в идеальной жидкости, то dHагрузки = 0. В реальном мире изменение есть.
раскрыть ветку 1
+3
Т.е масса давящая на опоры будет больше на массу волны отходящей от судна?
раскрыть ветку 1
+1
Баржа не движется с такой огромной скоростью, чтобы вода не успевала растечься.
Вот суда на подводных крыльях - другое дело, им по таким каналам запрещено двигаться на крыльях, иначе стенки канала от гидроудара разрушатся ( https://ru.wikipedia.org/wiki/Гидравлический_удар).
Но опять же, это не в весе дело.
раскрыть ветку 2
+1
Корабль в воде находиться в состоянии равновесия, он не тонет и не всплывает больше необходимого, соответственно можно приравнять его к части среды, колыхание поверхности не должно сильно влиять на мост, так как в таком же случае был бы справедлив вопрос о том "При ветреной погоде, волны увеличивают нагрузку на мост?", но по сути ведь уровень воды не меняется, как и количество воды, и волны которые поднимает корабль, не увеличивают нагрузку потому, что это всего лишь колебательные процессы в веществе. Конечно вещество не находящееся в состоянии покоя, оказывает влияние на окружающую среду, и тогда получается что нагрузка может и увеличиться. Но в целом эта нагрузка исключительно от волн, масса не увеличивается. А колебаниями можно пренебречь.
раскрыть ветку 1
+1
Тут нужно моё авторитетное мнение, в канале/реке есть ещё перепады высот и течение которое поддерживает уровень воды, при подходе судна к каналу давление однозначно растет в той системе которая как бэ ванна для лодки, иначе можно весь мировой океан приравнять к распределению веса.
0
Давление в среде передается со скоростью распространения продольный волны, то бишь звука, в воде это 1500м/с, учитывая размеры канала - этим можно пренебречь.
раскрыть ветку 3
-2
А за кормой что происходит с потоками жидкости?
-2
Позволю себе упростить.
От корабля идет волна. Средняя высота волны выше обычного уровня. Значит давление увеличивается.
раскрыть ветку 3
+9
я сюда деградировать пришел. зачем мне ваши Архимеды ?
+1
Задача очень похожа ну то что мне в школе задавали на олимпиаде. И вот вам вторая, на 2 миллиона:
Клетка с птицей стоит на весах. Изменятся ли показания весов если птица взлетит, и если изменится то в какую сторону?
По кораблю нагрузка не изменится в любой момент времени, хоть при въезде хоть целиком, потому что вытесненная вода, равная массе корабля равномерно растечется по всему уровню реки. И этот уровень поднимется при погружении корабля на воду, до прохождения по мосту.
раскрыть ветку 10
+1
Запутали меня с птицей, в задаче какой-то подвох?:-) Весы определяют массу, считая её равной силе тяжести, так? То есть меряют силу, с которой клетка+сидящая птица давит на опору (чашку весов), так? Если птица взлетела и не давит на чашку весов, то показания весов уменьшатся? Хотя в момент взлета скорее всего сперва резко увеличатся скачком:-) Одна клетка давит меньше, чем набор клетка+птица? Это получается также, как если бы на весах стояли две гирьки и одну мы подняли? Или тут надо учесть вид птицы и размер клетки, типа, коли колибри, то пусть висит в воздухе, а если какаду, то в небольшой клетке такое торнадо устроит, что весы с ума сойдут? И уточнить не под водой ли проводят измерения и проницаема ли клетка? И не направлен ли на весы вентилятор, создающий потоком воздуха дополнительное давление?
раскрыть ветку 4
+1
что такого уберсложного в твоей задаче?
-1
про птиц было в разрушителях: не изменятся показания весов, т.к. птица в полёте "опирается" о воздух и, соответственно, продолжает давить на весы
раскрыть ветку 3
-1
Увеличивается незначительно за счет вибраций.
-1
Увеличивается по мере приближения корабля к опорам.

ТУРБУЛЕНТНЫЕ ПОТОКИ ОТ ГРЕБНОГО ВИНТА!
КОЛЕБАНИЯ ВОДЫ ОТ РАССЕКАНИЯ И СЛИЯНИЯ ПОТОКА.
КОРОЧЕ, ВОЛНЫ ПЕРЕДАЮТ ДИНАМИЧЕСКУЮ НАГРУЗКУ НА КОЛОННЫ СООРУЖЕНИЯ.
раскрыть ветку 1
0
ты напомнил мне гифки начала нулевых
-1
можно дома провести эксперимент:

взять в руки большой таз, в него налить воды, в этот таз поместить маленький таз с водой и почувствуешь изменился ли вес или нет. И че за бред я написал: 100% вес увеличится.
ну раз уж написал- не удалять же=))

с рекой сложнее..
-3
увеличится. Почитай закон Паскаля. Давление увеличится одинаково во все стороны, в. т.ч. и вниз.
раскрыть ветку 8
+1
Какой закон Паскаля, здесь потоки же повсюду, при чем турбулентные...
надо решать уравнение Навье-Стокса, если уж так
раскрыть ветку 6
-2
-138
То есть если в сосуд, наполненный ртутью, кинуть железный шар, масса у сосуда не увеличится? :-D
раскрыть ветку 98
+123
Ключевое - соединяющиеся сосуды.
раскрыть ветку 61
+6
ну если излишняя ртуть уйдет в другой соединяющийся сосуд(а тут цела река), то да
+3
Данная логика будет действовать только в том случае, когда мост закрыт со всех сторон и наполнен водой, а потом туда помещают корабль. В этом случае и нагрузка на мост увеличится, но тут явно видно, что воде есть куда уходить после вымещения, а так как корабль был уже до попадания на мост помещен, то ничего меняться не должно.
0
Возьмем ванную заполненную ртутью до ограничительного клапана (отверстие перед верхним краем, чтобы не было перелива через верх) бросаем туда условный чугунный шар, лишняя ртуть утекает через ограничительный клапан, вес ванной не изменится, но количество ртути уменьшится.
раскрыть ветку 27
0
Если налить в одно ведро воды по самую кромку. В другое точно такое же сначала бросить деревянный брусок, а потом долить по самую кромку.
Какое ведро станет тяжелее?
раскрыть ветку 1
-11
Ваш пример некорректен.
1. У вас ртуть, в то время как обсуждаем воду.
2. У вас сосуд без указания о том, что он заполнен до краёв, скажем или сообщается с другим сосудом.
раскрыть ветку 3
ещё комментарии
-139
а корабль над водой выступает то, так что точно увеличивается нагрузка! и металл из которого состоит кораблик тяжелее воды как бэ!
раскрыть ветку 53
+80
Никогда не задумывался почему корабль держится на воде?
Даю подсказку: водоизмещение.
раскрыть ветку 23
+7
Когда самолет стоит на земле, земля тяжелее на вес самолета, а когда самолет летит, она легче на вес самолета, да?)
раскрыть ветку 21
+7
Корабль "выдавил" из места своего нахождения массы воды столько,сколько он сам весит,и вымещенная вода просто разошлась по всему водоему ровным слоем.По сути выходит,что с кораблем такое замещение воды происходит при спуске на воду,или загрузке,но при движении его масса почти не меняется,а значит вода его просто обтекает.Нагрузка была бы если бы корабль,скажем,скинули быстро на судоходный мост,но не из-за того,что добавилась масса корабля,а потому что вода,которую он выместил не успела разойтись.
0
если по чесноку, то увеличивается совсем чуть чуть из-за волны которую гонит корабль
раскрыть ветку 4
0
Ой всё.
ещё комментарии
+86
1. Удельная плотность судна по определению меньше плотности воды - судно держится на поверхности воды, за счет того, что вода его выталкивает. Отсюда очевидно, что вес судна приложен к опоре - воде, а не к мосту, в данном случае (это если говорить о системе Вода-Канал-Судно).
2. Далее, в системе судно-вода-канал - судно оказывает давление на воду, вода оказывает давление всем своим весом на ДНО и стенки канала, но судно ни коим образом своим весом не оказывает давления на дно канала, его вес скомпенсирован силой Архимеда.
3. Опоры в эту систему не входят - на опоры оказывает давление только МАССА КАНАЛ + МАССА ВОДЫ. Масса корабля компенсирована его плавучестью (см. п. 2) - если бы он утонул и ушел на дно канала - то его масса уже оказывала бы действия на опоры совместно с массой канала и воды.
4. Соответсвенно куда и как девается масса корабля - п. 2, плюс нужно учесть тот факт, что по закону о сообщающихся сосудах - объем воды вытесненный кораблем за пределы канала - равняется объему погруженной подводной части корабля, но так как удельная плотность воды больше, то можно утверждать, что в данной случае МАССА ВОДЫ В КАНАЛЕ СТАНЕТ ДАЖЕ МЕНЬШЕЙ, ЧЕМ БЫЛА ДО ТОГО, КАК КОРАБЛЬ ЗАПЛЫЛ В КАНАЛ. Так что, по факту вес действующий на опоры уменьшиться.
Ну и в заключении - любителям примеров с ванной.
Стоит ванна полная до краев водой, она стоит на ножках, которые опираются на пол.
Вы зашли в ванную, нагрузка на пол ванной - увиличилась на ВАШ ВЕС, в том месте, где вы стоите, пока в нее не залезли. Нагрузка на ножки ванной не увеличилась.
Вы залезли в эту ванну. ВОДА ИЗ ВАННЫ ПРОЛИЛАСЬ (ванна то была полная). Из ванной вылился объем - равный объему вашего тела, так как тело все-таки плавучая штука, то плотность воды - выше плотности тела, как следствие в том же объеме было большая масса, чем та, которая залезла в ванну. Нагрузка на ПОЛ ВАННОЙ ОСТАЛОСЬ ВООБЩЕ В ПРИНЦИПЕ ТОЙ ЖЕ, А ВОТ НА ОПОРЫ - НА НОЖКИ ВАННОЙ - однозначно уменьшилось, теперь в ванной меньшая масса, ну и соответсвенно вес гораздо меньше, который приложен к опорам.
Можно развить тему с использованием сообщающихся ванн :) одна из которых расположена в соседской квартире, но я думаю приведенного примера достаточно
раскрыть ветку 59
+9
Разве сила Архимеда не определяет лишь особенности того, как именно опирается корабль на воду?
Я бы сказал, что на самом деле без корабля вес обеспечивается просто объемом воды, а в случае, когда плывет корабль масса воды равная массе корабля вытесняется из моста.
Однако не факт, что вся вода моментально вытесняется. Это происходит с некоторой скоростью, так что пока корабль будет проходить мост, уровень воды может быть выше, как и нагрузка на опоры.
На счет уменьшения массы воды в канале вы, конечно, правы, но она уменьшится не более, чем на массу корабля. Так что, как мне кажется, меньше вес на опоры не станет.
раскрыть ветку 3
+2
Что-то типа этого =)
Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 2
+7
Не понял, почему это на опоры стало меньше нагрузки? Я же не по поверхности ванны плаваю, а прямо в ней лежу.
P.s.:Возможно, просто пример неудачный
раскрыть ветку 6
+1
ну может он и имел в виду, что человек в ванной будет держаться на плаву, особенно если наберёт воздуха в лёгкие
раскрыть ветку 1
-2
Потому что МАССА вода+тело в том же объеме МЕНЬШЕ чем чистая вода в том же объеме. Для человеческого тела по крайней мере.
раскрыть ветку 3
+7
Вес действующий на опоры не уменьшится. Рассуждения о том, что раз плотность корабля меньше плотности воды, то вес должен уменьшится не корректны. Дело в том, что сила действующая на дно канала определяется только уровнем воды. Конкретно она равна ?*g*h*S, где ? - плотность воды, g - ускорение свободного падения, h - уровень воды в канале и S - площадь дна канала. Т.к. уровень воды не изменился, сила действующая на дно не изменилась. И для этой силы безразлично стал уровень воды таким из-за наличия в воде некого тела, или он изначально был таким. В реальности корабль создает перед собой небольшой бугор, соответственно уровень воды слегка увеличивается и давление на дно (и на опоры) тоже слегка увеличивается.

Кроме того подтвердить вышеизложенное может простой мысленный эксперимент. Допустим корабль создает меньшее давление, чем столб жидкости рядом с кораблем. Тогда вода будет выталкивать корабль, затекая под него пока давление не выровняется. Если же корабль создает давление большее, чем столб жидкости рядом, то корабль начнет опускаться, выталкивая воду. Таким образом давление на дно в том месте где есть корабль такое же как рядом с ним.
раскрыть ветку 15
+2
Бугор перед судном может компенсироваться ямкой за ним.
0
Чисто инстинктивно (с физикой в школе было отлично, но практики уже давно не было) это звучит разумнее, чем те другие ответы, которые я здесь прочитал. Спасибо за разбор.
0
От некоторых ответов кажется если надо мной проплывет корабль, то он меня раздавит)
-7
Чой то?! Если мы считаем вес действующий на точку опоры, то он будет равен (массе жидкости над точкой опоры+куску массы корабля над точкой опоры+куску самого канала, который на этой точке опоры покоится)*g. Как то собственно так. А бугор, это не вытесненная жидкость - это волна.
раскрыть ветку 11