Коллективное решение занимательных и интересных задач по физике

[Вовчик]

Никакое

Это если плотность куска дерева совпадает с плотностью воды.

 

[UnPlug]

Эммм. Давайте небольшую подсказку дам.
Поршень вылетит над поверхностью воды, причем вылетит очень высоко.

Можете в ванной поэкспериментировать. Трубку от корпуса шариковой ручки с нижнего конца заткните пальцем и опустите под воду, чтобы верхний конец был чуть выше уровня воды. Затем уберите палец, открыв нижнее отверстие.
Вот в условии моей задачи добавляется по сути дела только поршень, но его вес ничтожно мал по сравнению с объемом выталкивающей воды.

 

[UnPlug]

Это если плотность куска дерева совпадает с плотностью воды.

Совершенно не важна плотность куска дерева. Достаточно того, что она меньше, чем плотность воды.

 

[Вовчик]

Эммм. Давайте небольшую подсказку дам.
Поршень вылетит над поверхностью воды, причем вылетит очень высоко.

Я чувствую что где то подвох) как то надо связать потенцильную энергию с силой давления?

 

[UnPlug]

Я чувствую что где то подвох) как то надо связать потенцильную энергию с силой давления?

По мере поднятия поршня вверх, сила давления со стороны воды на него будет уменьшаться. В момент, когда поршень будет пролетать уровень поверхности воды, сила, выталкивающая его будет равна 0. А дальше, он полетит вверх, но постепенно под действием силы тяжести его скорость будет уменьшаться, пока он не остановится, достигнув самой верхней точки. Вот высоту этой точки и нужно найти. Ну а дальше под действием силы тяжести поршень начнет, разгоняясь, падать вниз пока в конечном итоге не упадет в воду.

 

[timm]

Совершенно не важна плотность куска дерева. Достаточно того, что она меньше, чем плотность воды.

Садись, 5 . Так быстро

 

[UnPlug]

П.С. Задача не так проста как может показаться на первый взгляд. Решивший её правильно в качестве бонуса получит от меня 2 билета в театр.
П.П.С. Можно даже обращаться за помощью к действующим школьникам, т.к. 99% нынешних одиннадцатиклассников её не решат.

 

[тит]

Садись, 5 . Так быстро

Эта задачка из книги моего детства: "занимательная физика")))

Что Тяжелее?

На одну чашку весов поставлено ведро, до краев наполненное водой. На другую – точно такое же ведро, тоже полное до краев, но в нем плавает кусок дерева (рис. 55). Какое ведро перетянет?
Я пробовал задавать эту задачу разным лицам и получал разноречивые ответы. Одни отвечали, что должно перетянуть то ведро, в котором плавает дерево, потому что “кроме воды, в ведре есть еще и дерево”. Другие – что, наоборот, перетянет первое ведро, “так как вода тяжелее дерева”.
Но ни то, ни другое не верно: оба ведра имеют одинаковый вес.Во втором ведре, правда, воды меньше, нежели в первом, потому что плавающий кусок дерева вытесняет некоторый ее объем. Но, по закону плавания, всякое плавающеетело вытесняет своей погруженной частью ровно столько жидкости(по весу), сколько весит все это тело.Вот почему весы и должны оставаться в равновесии.

​

Рис. 55. Оба ведра одинаковы и наполнены водой до краев; в одном плавает кусок дерева. Которое перетянет?
Решите теперь другую задачу. Я ставлю на весы стакан с водой и рядом кладу гирьку. Когда весы уравновешеныгирями на чашке, я роняю гирьку в стакан с водой. Что сделается с весами?
По закону Архимеда, гирька в воде становится легче, чем была вне воды. Можно, казалось бы, ожидать, что чашка весов со стаканом поднимется. Между тем в действительности весы останутся в равновесии. Как это объяснить?
Гирька в стакане вытеснила часть воды, которая оказалась выше первоначального уровня; вследствие этого увеличивается давление на дно сосуда, так что дно испытывает добавочную силу, равную потере веса гирькой.

 

[timm]

слово в слово почти... У меня осела в памяти почему то

 

[gotic]

Поршень не на 1 км поднимется над поверхностью воды?

Sent from my MB526 using Tapatalk 2

 

[UnPlug]

Поршень не на 1 км поднимется над поверхностью воды?

Sent from my MB526 using Tapatalk 2

Попробуй объяснить свою точку зрения. Я подскажу, где ты ошибаешься.

 

[gotic]

Попробуй объяснить свою точку зрения. Я подскажу, где ты ошибаешься.

Я прикинул примерно.
Сила, с которой вода действует на поршень равна rho*g*h*S_сеч. Приравнял работу этой силы и энергию поршня, поднятого на высоту H.
Отсюда и H посчитал. Но у меня у самого сомнения, что это правильно.

 

[Саня88]

Сопротивление ковра там вообще не при делах - там ёмкостной ток протекать будет. Ступни это одна обкладка конденсатора, земля другая обкладка, резина диэлектрик. Лень считать значение тока на ночь глядя - но из практики работы с электроэнергетикой пострадавших при таком токе не будет.

емкость конденсатора тогда получается 24 нФ, ток 5мкА

 

[UnPlug]

Я прикинул примерно.
Сила, с которой вода действует на поршень равна rho*g*h*S_сеч. Приравнял работу этой силы и энергию поршня, поднятого на высоту H.
Отсюда и H посчитал. Но у меня у самого сомнения, что это правильно.

Работа этой силы A = ρ*g*h*S*1/2*h = 1000*10*10000*1*1/2*10000 = 5*10[SUP]11[/SUP] Дж. Это колоссальная энергия. Если приравнять её к энергии поршня, поднятого на высоту H, то получим следущее:
m*g*H = A => H=A/(m*g)=5*10[SUP]8[/SUP] метров
Это так-то больше, чем расстояние до Луны.

 

[gotic]

Работа этой силы A = ρ*g*h*S*1/2*h = 1000*10*10000*1*1/2*10000 = 5*10[SUP]11[/SUP] Дж. Это колоссальная энергия. Если приравнять её к энергии поршня, поднятого на высоту H, то получим следущее:
m*g*H = A => H=A/(m*g)=5*10[SUP]8[/SUP] метров
Это так-то больше, чем расстояние до Луны.

Аа, все понял. Я правда немного неправильно считал, но мыслил в нужном направлении. Только я не понял, почему ты перемещение берешь в половину высоты трубы.

 

[Ramon]

Это так-то больше, чем расстояние до Луны.

Хренасе Можно спутники америкосов растреливать.

 

[Саня88]

Хренасе Можно спутники америкосов растреливать.

так как ВВП страны, чтобы погрузить этот поршень на глубину 10км не хватит, надо будет продать Сахалин и Калининград

 

[Афина]

UnPlug, Саш, скорее всего глупость спрашиваю, но не спросить ещё глупее
Сколько весом тру6а имеет значение, или нет? Толщина стенок?
И ещё: если эту гипотетическую тру6у плашмя положить в нормальный океан, в марианскую впадину глу6иной, она воо6ще до дна дойдёт, или застрянет в толщах воды 6лиже ко дну?
Плотность воды в океане одинаковая или нет? верхние слои же давят книзу.

 

[UnPlug]

Аа, все понял. Я правда немного неправильно считал, но мыслил в нужном направлении. Только я не понял, почему ты перемещение берешь в половину высоты трубы.

Ну потому что с уменьшением глубины эта сила будет линейно уменьшаться от своего максимального значения до 0.

П.С. Это неправильное решение. Я просто пытался понять как ты считал.

 

[UnPlug]

UnPlug, Саш, скорее всего глупость спрашиваю, но не спросить ещё глупее
Сколько весом тру6а имеет значение, или нет? Толщина стенок?
И ещё: если эту гипотетическую тру6у плашмя положить в нормальный океан, в марианскую впадину глу6иной, она воо6ще до дна дойдёт, или застрянет в толщах воды 6лиже ко дну?
Плотность воды в океане одинаковая или нет? верхние слои же давят книзу.

Ни вес трубы, ни толщина стенок не имеют значение.
Плотность воды увеличивается с ростом глубины, но для удобства подсчетов её считать как постоянную. Я это в условии указал.