Author Topic: Почему поплавок опережает течение?  (Read 3378 times)

0 Members and 1 Guest are viewing this topic.

Offline Ильич

  • Posts: 8390
Вы задали вопрос:
Как по-вашему будет располагаться вода в стакане в вагоне, скатывающемся с горки: как на рисунке 2, параллельно полу, или горизонтально как на рисунке 3?
Вопрос не имеет ответа, потому что не все условия, необходимые для него, заданы. Что я и указал:
Ответ зависит от того с каким ускорением скатывается.

И что в итоге. Банальное утверждение:
Ускорение зависит от наклона горки.

Не собираюсь додумывать, что вы этим хотели сказать. Да и доказывать тоже. Не в школе мы.


Offline BormoGlott

  • Posts: 7138
Не собираюсь додумывать.  Да и доказывать тоже
как хотите.
что вы этим хотели сказать
на рисунке 3 шарик должен катиться вправо, чтобы он оставался неподвижным вода в стакане должна находиться в положении рис.2.
Ранее вы говорили
Сил трения у вагона недостаточно, чтобы его ускорение стало нулевым. Он разгоняется, если про настоящий вагон.
теперь вроде дали обратный ход:
зависит от того с каким ускорением скатывается.
Вот я и хотел понять ваше мнение: будет шар скатываться по полу вагона или нет. Ведь начали вроде "во здравие"
Берем систему координат, движущуюся относительно берега с той же скоростью, что и вода. В этой системе координат вода неподвижна и её поверхность наклонена вниз в сторону течения. Поплавок земля притягивает, но утонуть ему мешает выталкивающая сила. Вот он и скатывается с наклонной поверхности. То есть, тот же эффект, что у шарика на наклонной плоскости - катится он просто вниз.
"Всякое разумное дело имеет своё завершение, и только ерундой можно заниматься бесконечно."

Размышляя на эту тему, вот к каким выводам я пришёл: см. рис.
На вагон, стоящий на наклонной плоскости, действует сила тяжести Р, которую можно разложить на составляющие Pn и Pr. Аналогичные силы действуют и на шар. Под действием сил  Pr и Pfr, и вагон и шар начнут движение с одинаковым ускорением, но на движущийся вагон будет действовать сила трения Fr, поэтому он начнёт отставать от шара, и шар станет двигаться вперёд по вагону. При движении шара возникает сила трения Ff. Но..., силы трения Fr и Ff никак не связаны между собой, поэтому движение шара не прекратится, он будет катится до упора.
Те же выводы применимы и к плоту, движущемуся в течении реки.
"Всякое разумное дело имеет своё завершение, и только ерундой можно заниматься бесконечно."

Online Toman

  • Posts: 7696
Те же выводы применимы и к плоту, движущемуся в течении реки.
К течению реки в целом неприменимо приравнивать его к единому вагону, имеющему единую скорости. У речного течения нет единой скорости, и каждая элементарная струя имеет скорость, отличающуюся от соседних (в т.ч. и от дна - для тех струй, которые непосредственно с ним соседствуют). Каждая струя относится к соседним как эти шар и вагон - т.е. они все проскальзывают друг относительно друга. Если мы мысленно объединим поплавок, находящийся, например, в самой быстрой на реке струе - напр. поверхностной на стрежне - то получим банальный вывод, что поплавок обгоняет течение в среднем - постольку, поскольку эта струя самая быстрая. Но вопрос-то был не в этом, а в том, что он обгоняет и "свою" струю, в которую мы его мысленно поместили, а не плывёт вместе с ней.
Во́зле до́ма хо́лм с куля́ми - вы́йду на́ холм, ку́ль поставлю.

Offline BormoGlott

  • Posts: 7138
К течению реки в целом неприменимо приравнивать его к единому вагону, имеющему единую скорости.
По-моему вас интересовало не течение реки в среднем и не в разных её частях по отдельности, а плот и течение рядом с плотом. Понятно, что часть воды непосредственно примыкающая к плоту будет им увлекаться, но это, мне кажется, в расчёт брать не стоит (или я вас неправильно понял).
PS. На картинке сила тяжести шара, направленная вертикально, указана ошибочно Pfr — следует читать Pf.
"Всякое разумное дело имеет своё завершение, и только ерундой можно заниматься бесконечно."

Online Toman

  • Posts: 7696
По-моему вас интересовало не течение реки в среднем и не в разных её частях по отдельности, а плот и течение рядом с плотом.
Строго говоря - плот и течение строго впереди и позади плота (т.е. непосредственно в том месте, через которое он спустя некоторое время проплывёт или проплыл некоторое время назад). Потому что струя сама по себе опережает среднюю скорость соседних струй (как раз из-за составляющей силы тяжести), так что опережение течения по бокам или снизу от плота само собой разумеется и не может вызывать никаких вопросов. А интересно именно опережение всех (даже самых быстрых) струй непосредственно в сечении, занимаемом плотом.
Во́зле до́ма хо́лм с куля́ми - вы́йду на́ холм, ку́ль поставлю.

Offline BormoGlott

  • Posts: 7138
А интересно именно опережение всех (даже самых быстрых) струй непосредственно в сечении, занимаемом плотом.
струи, занимаемые плотом, движутся как и сам плот под действием действием  силы тяжести ( точнее — составляющей, проекции на ось, параллельной руслу), но струя при движении тормозится силами вяскозного трения о соседние струи, которые движутся с меньшей скоростью, те в свою очередь тормозятся о соседние, и так далее до дна и берегов. Таким образом на плот силы трения, которые действуют на струи в его сечении, непосредственно не действуют, что позволяет ему двигаться быстрее струи, но как только он начинает движение  возникают силы сопротивления движению в этой струе, которые ограничивают его скорость относительно потока, в котором он движется. Получается ситуация абсолютно аналогичная с шаром в вагоне: силы тяготения заставляют двигаться плот и воду с одним и тем же ускорением, но окружающую воду тормозят силы трения, однако эти силы не действуют на плот, позволяя ему двигаться в струе вниз. То есть струя тормозится, а плот нет.  Поэтому получается, что плот сплавляется быстрее течения. Будь вода сверхтекучей, то вода и плот двигались бы с одинаковой скоростью и с ускорением до самого устья.
"Всякое разумное дело имеет своё завершение, и только ерундой можно заниматься бесконечно."

 

With Quick-Reply you can write a post when viewing a topic without loading a new page. You can still use bulletin board code and smileys as you would in a normal post.

Note: this post will not display until it's been approved by a moderator.
Name: Email:
Verification:
Type the letters shown in the picture
Listen to the letters / Request another image
Type the letters shown in the picture:
√49 Напишите ответ строчными буквами:
«Сто одёжек, все без застёжек» — что это?: