Физика, как она есть....

← →
Johnmen © (2004-03-08 02:41) [0]

Эпиграф
"Если подряд при бросании монеты выпало 10 (десять) раз "орел", то в очередной раз выпадет: Математик - "решка", Физик - "орел", Психолог - она же тоже имеет право !"

Итак, простые задачи.
1. Почему использующие коньки скользят так легко и свободно ?
2. Почему мяч с углового легко залетает в ворота без касаний ?
3. Почему дюзы ракеты имеют именно такую конфигурацию ?

Ко всем вопросам желательно привести некие аналогии из жизни...

← →
Алхимик © (2004-03-08 03:15) [1]

1. Не катался.
2. Обычно мяч закручивают.
3. Не летал :)

← →
Alexander666 © (2004-03-08 03:28) [2]

1. Да вроде из-за трения.
2. Мяч крутят. Но здесь стоит учитывать еще и направление ветра и его скорость.
3. Потому что так надо.

← →
Johnmen © (2004-03-08 03:37) [3]

1. Поясните...
2. Естественно, крутят. И что ?
3. Я тоже не летал. А кому надо ?

← →
Германн © (2004-03-08 03:54) [4]

1. Потому, что скользят.
2. Потому, что залетает.
3. Потому, что имеют!

Надеюсь ты не потребуешь приводить "аналоги из жизни" к 3.
Модераторы не дремлют!

← →
Alex Konshin © (2004-03-08 03:55) [5]

Лезвие конька - тонкое, поэтому создает большое давление, поэтому лед под ним тает образуется водяная прослойка.

Мяч летит по дуге, т.к. закручен (содается разница давлений воздуха и потому он летит не по прямой).

Это так называемое сопло Лаваля (если память не изменяет). Его форма так расчитана для увеличения КПД.

← →
Johnmen © (2004-03-08 03:59) [6]

>Alex Konshin © (08.03.04 03:55) [5]

1. Да. Но каков закон физики ?
2. Да. Но каков закон физики ?
3. Совершенно верно. Но в чем суть ?

← →
Алхимик © (2004-03-08 04:01) [7]

-Почему шмель летает вопреки законам физики?
-Потому, что он их не знает!

← →
Johnmen © (2004-03-08 04:04) [8]

>Алхимик © (08.03.04 04:01) [7]
>-Почему шмель летает вопреки законам физики?

Надеюсь, это не твой вопрос ?
:)

← →
Алхимик © (2004-03-08 04:18) [9]

У него маленькие крылышки и большая масса. По всем законам он летать не может и все же шмель летает... Почему?
Может потому, что шмель очень хочет летать...

← →
Тумар © (2004-03-08 07:34) [10]

1. Без коньков гораздо чаще будешь падать. Острые лезвия коньков помогают не упасть,прорезая в нем бороздки, как бы цепляються за лед.
2,3 Согласен с
> Alex Konshin © (08.03.04 03:55) [5]

← →
Alex Konshin © (2004-03-08 08:08) [11]

1. То, что создается большое давление? Давление обратно пропорционально площади. Трение между твердым телом и жидкостью намного меньше, чем между двумя твердыми поверхностями.
2. Если опять-таки не изменяет память(все-такия школу двадцать лет назад закончил), то это закон Бернулли. Закон о зависимости давления газа или жидкости на поверхность от его скорости относительно этой поверхности. Когда мяч крутится, то относительные скорости воздуха разные с разных сторон, потому и разные давления.
3. Опять-таки закон Бернули и термодинамика (PV=mRT, тепловые машины и т.п.). Суть в том, чтобы наиболее эффективно перевести высокую температуру и давление в высокую скорость потока.

← →
Alex Konshin © (2004-03-08 08:09) [12]

Это проверка IQ?

← →
Alex Konshin © (2004-03-08 08:31) [13]

Не, еще подумав, скажу, что в 2 и 3 разные законы, какой из них Бернулли я уже не помню.
В сопле Лаваля используется то, что чем меньше площадь сечения, тем будет выше скорость потока, может это и есть закон Бернулли - не помню. С другой стороны, мы закон Паскаля тут тоже наблюдаем.

← →
TUser © (2004-03-08 09:18) [14]

Кстати, монета при простом подбрасывании падает не с равными вероятностями. Чтобы вероятности были разные надо, чтобы она об потолок шмякнулась. В студенчестве проверял.

← →
uw © (2004-03-08 09:31) [15]

По поводу второго. Это действительно закон Бернулли, и он справедлив в случае неразрывных сред. Его легко понять, если рассмотреть сужающуюся трубку, по которой течет воздух или вода. Ясно, что в узком сечении воздух (для определенности) течет быстрее, иначе происходило бы его накопление. Теперь рассмотрим маленький объем воздуха, принимающий участие в движении из широкого участка в узкий, слева направо. Сначала он двигался медленно, потом – быстро. За счет чего он разогнался? За счет силы со стороны воздуха, окружающего этот объем. Сила направлена слева направо. Значит, давление (сила на единицу площади) слева больше, чем справа. Это качественное силовое рассмотрение. А вообще-то, закон Бернулли не носит фундаментального характера, а следует из закона сохранения энергии. И он применим не только вблизи поверхностей. Например, при циклоне, когда движутся огромные массы воздуха, мы наблюдаем пониженное атмосферное давление.

То, что закрученный мяч летит по дуге, это частный случай закона Бернулли – эффект Магнуса. Поверхность мяча увлекает ближайшие частицы воздуха, и они замедляют движение набегающего потока воздуха с одной стороны мяча и ускоряют – с другой. Получается, что с одной стороны скорость воздуха относительно мяча больше, а с другой – меньше, значит, давление с одной стороны ниже, а с другой – выше. Сила действует поперек движения, и мяч заворачивает в ворота. У Лобоновского это хорошо получалось!

← →
uw © (2004-03-08 09:44) [16]

Почитал и из соображений политкорректности решил исправиться: Лобановский :)

← →
Nelud © (2004-03-08 21:44) [17]

Алхимик © (08.03.04 04:18) [9]

У него маленькие крылышки и большая масса. По всем законам он летать не может и все же шмель летает...

Ракету видел?

Тумар © (08.03.04 07:34) [10]

1. Без коньков гораздо чаще будешь падать. Острые лезвия коньков помогают не упасть,прорезая в нем бороздки, как бы цепляються за лед.

Оцените силу с которой “кусочек” льда действует на конек при высоте центра тяжести 1м массе человека 60 кг у угле с нормалью в 1градус и глубине бороздки примерно 1 см(ну ладно 5 см никогда не мерил но думаю что порядок совпадает)
У меня получилось порядка 1 кН. Неплохо для "маленького" кусочка?

Alex Konshin © (08.03.04 03:55) [5]

Лезвие конька - тонкое, поэтому создает большое давление, поэтому лед под ним тает образуется водяная прослойка.

Опять таки давайте оценим: масса человека 60 кг длина конька примерно 30 см ширина 5 мм (коньков под рукой нет, что бы измерить…) нормальное давление 100 кПа. У меня получилось что увеличение давления составляет что то около 2 процентов (приблизительно флуктуация атмосферного давления). Не правда странно? Если учесть что это человек может спокойно кататься (не с смысле комфорта) и при -40С.

← →
jack128 © (2004-03-08 22:22) [18]

> Опять таки давайте оценим: масса человека 60 кг длина конька
> примерно 30 см ширина 5 мм (коньков под рукой нет, что
> бы измерить…) нормальное давление 100 кПа. У меня получилось
> что увеличение давления составляет что то около 2 процентов
> (приблизительно флуктуация атмосферного давления). Не правда
> странно?
60 кг примерноравно 600Н
5мм*30*10мм=1500мм^2=0.0015м^2
600/0.0015=400000Па=400кПа (+100 кПа атмосферное) - увеличение давления в 5 раз.. По крайней мере у мя так получилось ;-)

← →
YurikGl © (2004-03-08 22:27) [19]

re[17]
По поводу ширины коньков. Как бывший конькобежец, могу сказать, что боьшую часть времени человек стоит на ребре конька. Соответсвенно площадь->0. При большом давлении->бесконечность лед плавится, площадь увеличивается до тех пор, пока площадь не станет такой, что при ее дальнейшем увеличении лед уже не плавится.

Кстати, дюзы ракеты, наверняка имеют форму параболы и фокусом является математическое ожидание места сгорания топлива.
А угловые наверняка оттренерованы.

З.Ы. Выпил много пива по поводу праздника, так что извиняте за ошибки :)

← →
Alex Konshin © (2004-03-08 22:33) [20]

У него маленькие крылышки и большая масса. По всем законам он летать не может и все же шмель летает...

Ракету видел?

:) Намекаешь на то, что шмель ест много гороха?

← →
Petr V. Abramov © (2004-03-08 22:44) [21]

А вот пуля при вылете из ствола вроде бы тоже закручивается. Но за угол стрелять по уставу не положено :)

← →
Alex Konshin © (2004-03-08 22:48) [22]

Во-первых, она не так крутится (ось вращения мяча почти перпендикулярона направлению движения).
Во-вторых, пуля тоже летит не по прямой, это очень хорошо видно при стрельбе трассирующими из автомата Калашникова.

← →
mfender © (2004-03-09 04:29) [23]

Пули летят по параболе, мячи летят по параболе, ракеты летят по параболе.... А вот шмели летят как им в голову взбредет. Они не знают физики.
"Был у нас проездом умный человек, старик Буравчик. Да и тот занял денег, сплюнул и уехал сочинять свое правило Буравчика..."
(c) С.Мостовщиков

← →
Юрий Зотов © (2004-03-09 09:55) [24]

1. Видимо, создаются условия двойной точки и лед частично плавится. Надо бы проверить по диаграмме состояния, но нет ее под рукой.

2. Закон Бернулли, приводящий к эффекту Магнуса. Вектора скоростей в поступательном и вращательном движениях с одной строны мяча складываются, с другой - вычитаются. Отсюда разность скоростей относительно воздуха и, соответственно, разность давлений.

3. Сопло Лаваля. Смысл в том, чтобы разогнать рабочее тело до сверхзвуковой скорости. Получить сверхзвук в сужающемся сопле невозможно в принципе, но его можно получить в сопле Лаваля, которое имеет сужающуюся (дозвуковую) часть, критическое сечение (где скорость потока равна звуковой) и расширяющуюся часть (сверхзвуковую).

← →
Johnmen © (2004-03-09 10:02) [25]

>Юрий Зотов © (09.03.04 09:55) [24]
>3. ...

Да. И еще один момент - закон сверхзвукового течения жидкости/газа.

← →
Reindeer Moss Eater © (2004-03-09 10:07) [26]

Коньки скользят потому что лед под ними плавится образуя тонкую пленку воды.
Косвенно подтверждается тем, что на лютом морозе коньки почти не скользят

← →
Alex Konshin © (2004-03-09 10:07) [27]

Значит, все-таки тест IQ? Зачем?

← →
Johnmen © (2004-03-09 10:24) [28]

>Alex Konshin © (09.03.04 10:07) [27]

Не-а, не тест. Чтобы потрепаться...:)

Тогда попроще бы вопросы задал, тут некоторые с законами Ньютона еще разобраться не могут, а ты с соплом Лаваля... Больше бы участников было.

← →
Кабан (2004-03-09 10:41) [30]

а почему математик должен ответить "решка"

Кстати, грамотный математик так не ответит, потому что вероятность каждый раз одинаковая и она не зависит от того, сколько раз и что было до этого.

1) От трения и разогрева создается водная пленка
2) Деривация
3) Видимо других пока не изобрели. А так не силен в термо-гидро-газо-плазмо-динамике - процесс может быть сильно сложен и зависеть много от чего.

> Кабан (09.03.04 10:41) [30]

Математик руководствуется теорией вероятности, физик - повторяемостью эксперимента. Это просто шутка. Как анекдот про пожар в номере гостиницы. Загорелась корзина с бумагой и кто что делает.

Инженер - берет графин, заливает корзину и спокойно ложится спать.

Физик - вычисляет, что для тушения корзины нужно 150 грамм воды, берет графин, наливает в стакан 150 грамм воды, заливает корзину и ложится спать.

Математик - составляет офигительно сложную математическую модель тушения огня в корзине, долго-долго ее решает, потом, среди дыма и огня, поднимает от бумаг голову и счастливо восклицает: "Решение существует!"

2Alex Konshin Кстати, твой ответ на 1. абсолютно не верен :)))
Давление действительно повышает температуру плавления льда. Примерно на несколько десятых градуса :)
Основной фактор - трение, как ни странно.

Может быть, но для меня это не очевидно. У воды явно выше плотность, чем у льда, и чисто из этих соображений я скорее ожидаю обратного - под тем давлением лед будет плавится. Может, она и повышается с ростом давления, но вопрос в том при каком интервале давлений это происходит, т.е. действительно нужно смотреть диаграмму. И еще момент: я вообще-то сам не верю, что там действительно появляется прослойка воды, я думаю, что на самом деле там просто меняются свойства самого льда под таким давлением. Например, он становится менее вязким (все твердые тела можно рассматривать как очень вязкие жидкости). Я не удивлюсь, если именно это будет более правильным ответом. Но про давление и прослойку воды нас учили в школе. :)

> а почему математик должен ответить "решка"

[33] Юрий Зотов © (09.03.04 10:48)

> Математик руководствуется теорией вероятности

Тогда он должен сказать: "выпадет либо решка либо орел с вероятностью 50/50"
:))

Например, он становится менее вязким

Менее вязкий, чем обычно, лед - это вода.

:)

[38] Johnmen © (09.03.04 11:10)
да я понял.
просто, я о том, что на это клюют, мне даже спам приходил - предлагали купить руководство как с помощью математики выиграть в казино и в качестве примера приводили такое - якобы, если часто выпадает черное, то значит надо ставить на красное, т.к. вероятнось этого будет высокая.
а на самом деле это никак не связанные события. :))

Reindeer Moss Eater © (09.03.04 11:09) [37]
Например, он становится менее вязким
Менее вязкий, чем обычно, лед - это вода.

Я имею в виду, что твердые тела при больших давлениях ведут себя как вязкие жидкости, т.е. не обязателен фазовый переход в воду.
Хотя не буду утверждать, что моя теория верна - тут нужны просто табличные данные.

Физика, как она есть.... Найти похожие ветки