Популярно о науке

Previous Entry Share Next Entry
Ответ на вчерашнюю задачку.
ahiin
Задача здесь.

Правильным является ответ номер 3:  правая чаша опустится.

Первый правильный ответ получен от romasworld (уважаемый korzhimanov идет вне конкурса).

Надобно тут заметить, что я вчера явно недооценил потенциал задачи. Правильных ответов было очень мало, а тех, что еще и правильно обоснованы, и того меньше.

Источником большинства ошибок, на мой взгляд, стало игнорирование третьего закона Ньютона.
Други мои, если вода действует на шар силой Архимеда, то шар, в свою очередь, действует на воду силой, равной по модулю силе Архимеда и противоположной по направлению. Действие равно противодействию, в чистом виде. Благодаря этому в левой чашке вообще ничего не происходит, система замкнута и нитку вполне можно перерезать, отправив пинг-понг плавать. Ничего не изменится. Справа же ситуация принципиально иная: сила, с которой металлический шар воздействует на воду (а значит и на весы) - ничем не скомпенсирована.

Дабы не быть голословным, привожу видео эксперимента. Сам эксперимент начинается на ~2:30, все время до того автор видео многословно объясняет (на английском языке) почему пинг-понговый шарик можно просто в левой банке пустить плавать.



Задачку я взял у уважаемого lex_kravetski. В его посте помимо задачи также есть крайне подробное и, на мой взгляд, очень путанное разъяснение. Тем не менее рекомендую ознакомиться.

PS. Нужно ли мне писать более подробный разбор физики, с росписью сил и т.п.? Вообще лениво, но если есть желающие, то осилю.

  • 1
Как говорят, лучше 1 раз увидеть, чем 100 услышать. Наглядно и понятно :)

"Благодаря этому в правой" - исправь "правой" на "левой".

я вчера уже поздно увидел твой пост и не помню, что я про это подумал. Вроде, что-то неправильное. Теперь не важно уже :-)
На упрощенном уровне получается, что вода в правой чаше отталкивается от стального шарика, которого в данных условиях можно считать частью неподвижной опоры.

Ты лучше про Gravity обещанное напиши.

Спасибо, исправил.

Да, ты правильно понимаешь механику.

Про Гравитацию обязательно, я не забыл.

А я решал по-другому: высота столба жидкости в обоих стаканах одинакова => давление на донышки одинаково. Но в левом стакане сила давления вниз частично компенсируется натяжением нитки вверх.

Ммм, это натяжение - оно же компенсируется противодействия шара силе архимеда. В результате ноль - замкнутая система.

Во здорово!
Тут еще наверно и психологический выверт есть, для меня по крайней мере.
Когда п-п шарик плавает в стакане дураку понятно что слева весу больше - потому что глазами видно.
А когда стальной шарик висит в воде такой очевидности почему-то нет - он же на дно не упирается.
Если я понятно выразился, извините за мой клатчский:-)

Нужно, распишите пожалуйста. C формулами ;)

А не проще ли объяснить разницей плотности воды (из-за разницы в плотности шаров одинакового объёма?

Edited at 2013-12-03 03:11 pm (UTC)

Не, тут это не в тему.

А ведь действительно. Стальной шарик, опущенный в воду, становится легче. Соответственно, правый стакан ведёт себя так, будто в него налили воды объёмом с шарик.
Спасибо за интересную задачу :)

Мммм...

1) Видео неправильное. Шарик в левом стакане на видео не погружён в воду, соответственно, величина выталкивающей силы, (которая зависит от плотности и воды и объёма тела и не зависит от плотности самого тела) в левом стакане будет меньше.

2) Однако, при правильно проведённом эксперименте, правый стакан действительно опустится. Выталкивающая сила воды в правом стакане приведёт к уменьшению веса шарика, это можно увидеть, прикрепив шарик, к примеру, к динамометру. Соответственно, шарик будет действовать на воду с той же силой и обратным знаком, передавая стакану часть своего веса.

3) Та же архимедова сила будет действовать и в левом стакане. Однако, шарик в нём закреплён ко дну, и сила будет компенсирована не разностью веса, а натяжением нити. Сам же шарик весит гораздо меньше и, хотя его вес полностью добавится к левой чашке, его всё равно не хватит, что бы скомпенсировать влияние свинцового шарика.

Блин, вчера чёта забыл об этом моменте.

Edited at 2013-12-03 11:21 pm (UTC)

Видео, считаю, правильное. Слева замкнутая система, ее вообще можно гирькой заменить.

Невзирая на то, что правильный ответ представлен и разъяснен, предлагаю продолжить эту же тему.
Вопрос: какой груз и на какую чашку весов нужно положить, чтобы весы были в равновесии?

Невзирая на очевидность правильного ответа - груз на левую чашку, по весу равный весу воды, занимаемой металлическим шариком (если весом нитки и шарика для п-п пренебрегаем), прогнозирую много альтернативных ответов.
Вопрос из той же серии (в продолжение): нарушится ли равновесие, если стальной шарик заменить на свинцовый (или золотой)?

И вновь, прогнозирую несколько альтернативных ответов...
Человеческую логику очень сложно понять...




левая чаша перетянет

Лажанул с комментарием.

Тут же даже видео есть, с экспериментом.
http://youtu.be/b_8LFhakQAk

  • 1
?

Log in

No account? Create an account