Вода, мячик и вертушка, физика Опции Рейтинг

[nik_vic]

Наверное, сюда приносят много задач. Часть удаётся "конвертировать" в мегамозг-стиль, что-то бывет ошибочным, а что-то требует знаний сверх принятых здесь требований к "смекалке".
На мой взгляд, математика здесь считается более распространённой наукой, чем физика

Но это так, к слову. Предлагаю помещать здесь задачи, "не прошедшие конкурс" и выяснять причины их печальной судьбы. Начну -


Вот "моя" задачка в чистом виде, до возможной редакции стиля.

Цилиндр с водой и плавающем в ней мячиком ставят на включённую вертушку проигрывателя. Где мячик в конце концов окажется - в центре, у края или где-то посередине?

PS.
1/ Если будете делать опыт с пинг-понг шариком, закройте кастрюлю крышкой.

2/ Когда-то придумал сам, потом обнаружил среди давних школьных олимпиадных.

[De_Bill]

Обсудил решение с автором. Бррр

Что-то мне подсказывает что если взять статистику по всему разделу `физика` то соревноваться по количеству приверженцев он сможет только со `смекалкой в быту`

если опубликуете эту задачу, то не сможет

[nik_vic]

Обсудил решение с автором. Бррр

"Бррр" - про другую задачу, имеющию массу симпатий и неверное каноническое решение при модерации.


Пока что я не давал Вам решения и не видел правильного Вашего.

[snav]

"Бррр" - про другую задачу, имеющию массу симпатий и неверное каноническое решение при модерации.

А можно полюбопытствовать, что, по вашему мнению, является критерием правильности решения задач из серии "объясните природное явление"?

Я, конечно, придираюсь, но у меня сегодня настроение пофлеймить Как известно, все физические объяснения базируются на моделях. Ни одна из моделей не является "правильной" (строго говоря, они все неправильные). Но они позволяют с некоторой долей приближения математически описывать физические процессы и предсказывать их результаты. В разных условиях одни модели работают лучше, другие - хуже, не более того...

Если не хотите, не отвечайте.

[0]

Как известно, все физические объяснения базируются на моделях. Ни одна из моделей не является "правильной" (строго говоря, они все неправильные). Но они позволяют с некоторой долей приближения математически описывать физические процессы и предсказывать их результаты. В разных условиях одни модели работают лучше, другие - хуже, не более того...

Именно поэтому многим (мне в том числе) не нравятся физические задачи.
Есть модель которая объясняет явление и в той или иной мере отражает действительность.
В ответ на описание такой модели получишь "неверно" или в лучшем случае "есть более сильные взаимодействия". Беда в том что "правильное решение" в физике это не доказательство того что приведенная модель верна, и даже не объяснение того что эталонная модель лучше других, а просто приведение этой модели.
Для примера - на одном форуме приводилась известная задача про автомобиль с канарейками - и качестве аргументов того что летающие канарейки легче приводились такие - канарейки расходуют энергию а значит и массу, взлетевшая канарейка выше сидящей значит сила тяготения действующая на нее меньше.

[snav]

Беда в том что "правильное решение" в физике это не доказательство того что приведенная модель верна, и даже не объяснение того что эталонная модель лучше других, а просто приведение этой модели.

Ну не так уж всё плохо в физике.
Проблема, о который вы говорите, актуальна в основном для задач, где требуется объяснить какое-то природное явление. Тут действительно "правильные" ответы иногда оказываются спорными. Зачастую, решение таких задач сводится к угадыванию того единственного фактора, который, по мнению автора, является доминирующем.
В большинстве же обычных физических задачах модель задается априори и нужно лишь ее правильно применить.

[0]

В большинстве же обычных физических задачах модель задается априори и нужно лишь ее правильно применить.

В подавляющем большинстве задач представленных на сайте поиск модели - существенная часть задачи.
Из остальных часть могла с тем же успехом быть помечена как геометрические или теория вероятности.

[nik_vic]

Кстати, вот простая задачки в тему - я её давал одному из обсуждавших.

На космической станции вращением создана искуственная гравитация.
Как ошибается поплавковый ареометр, оттарированный на Земле, в этих условиях?

[0]

Предположим что все утверждения использованные в доказательстве верны и шарик действительно будет двигаться к центру.
Так как уровень воды в центре ниже то шарик опустится и это произойдет под действием какой-то силы.
Беда в том что все доказательство строится на предположении что эта сила равна нулю.
Незачет.

Да и предположение что закрепление горизонтальной позиции не изменит вертикальную безосновательно.

[nik_vic]

Предположим что все утверждения использованные в доказательстве верны и шарик действительно будет двигаться к центру.
Так как уровень воды в центре ниже то шарик опустится и это произойдет под действием какой-то силы.
Беда в том что все доказательство строится на предположении что эта сила равна нулю.
Незачет.

Да и предположение что закрепление горизонтальной позиции не изменит вертикальную безосновательно.

Налицо сумбурчик

"Какой-то силы"...
Сил, а точнее, действующих тел, вполне хватает - Земля и вода с воздухом. У равнодействующей воды с воздухом (то бишь силы Архимеда) есть радиальная соствляющая, и она больше, чем необходимо для центростремительного ускорения шарика.

[0]

Налицо сумбурчик

"Какой-то силы"...
Сил, а точнее, действующих тел, вполне хватает - Земля и вода с воздухом. У равнодействующей воды с воздухом (то бишь силы Архимеда) есть радиальная соствляющая, и она больше, чем необходимо для центростремительного ускорения шарика.

Возможно так и есть. Но это необходимо обосновать.
Приведенное обоснование несостоятельно. Можете попытаться еще раз.

[nik_vic]

Возможно так и есть. Но это необходимо обосновать.
Приведенное обоснование несостоятельно. Можете попытаться еще раз.

Попытайтесь самостоятельно сформулировать обобщение закона Архимеда для нашего случая - среда равномерно вращается вместе с сосудом вокруг вертикальной оси.

[0]

Попытайтесь самостоятельно сформулировать обобщение закона Архимеда для нашего случая - среда равномерно вращается вместе с сосудом вокруг вертикальной оси.

Я то тут причем? Это Вы безграмотно используете законы за пределами их области их применения.
Но Вам и этого мало - вы в доказательстве используете обоснование которое противоречит доказываемому.
Попытайтесь все же найти непротиворечивое доказательство.
Или как и с качелями уйдете в тину?

[nik_vic]

Я то тут причем? Это Вы безграмотно используете законы за пределами их области их применения.
Но Вам и этого мало - вы в доказательстве используете обоснование которое противоречит доказываемому.
Попытайтесь все же найти непротиворечивое доказательство.
Или как и с качелями уйдете в тину?

Занятный выпад. На всякий случай поясните, что вы восприняли как обоснование, противоречащее доказываемому - пока вижу голословие...

Почти все школьные физические законы "доказываются" почти на примерах, применяются шире, но понимаются Уже области их фактической верности.
Закон Архимеда - в их числе. Она - частный случай теоремы Остроградского-Гаусса, так что напрасно Вы ерепенитесь

[0]

Занятный выпад. На всякий случай поясните, что вы восприняли как обоснование, противоречащее доказываемому - пока вижу голословие...

Вы доказываете что шарик находящийся в начальный в покое относительно воды в точке 2 переместится в точку 1.
Точка 1 находится ниже следовательно шарик должен двигаться под действием силы проекция которой на вертикаль ненулевая.

Но для доказательства вы используете следующее

Сумма сил по вертикали равна нулю, стал быть, сила тяжести компенсируется вертикальной составляющей силы Архимеда.

[nik_vic]

Вы доказываете что шарик находящийся в начальный в покое относительно воды в точке 2 переместится в точку 1.
Точка 1 находится ниже следовательно шарик должен двигаться под действием силы проекция которой на вертикаль ненулевая.

Но для доказательства вы используете следующее

Понятно - Вы не разобрались, что это имеет место для мысленного эксперимента -
На всякий случай проткнём шарик скользкой вертикальной спицей - по центру, закрепив спицу в дне вращающегося цилиндра. Это - для того, чтобы шарик был неподвижен относительно цилиндра, но был свободен для вертикального движения.

Мои надежды, что всё будет ясно для реального шарика не оправдались. Подумайте, что будет, если убрать спицу, компенсирующую превышение радиальной проекции силы Архимеда над центробежной "силой".

[0]

Понятно - Вы не разобрались, что это имеет место для мысленного эксперимента -
На всякий случай проткнём шарик скользкой вертикальной спицей - по центру, закрепив спицу в дне вращающегося цилиндра. Это - для того, чтобы шарик был неподвижен относительно цилиндра, но был свободен для вертикального движения.

Какая разница.
Процитированное мной утверждение не зависит от того протыкали вы спицей или нет и оно противоречит доказываемому.
Этого достаточно чтобы понять что доказательство неверно.
Разбираться где конкретно вы ошиблись не обязательно. Можно конечно было сказать что вы одну силу потеряли, но это скользкий путь потому как неточностей много.

[nik_vic]

Какая разница.
Процитированное мной утверждение не зависит от того протыкали вы спицей или нет и оно противоречит доказываемому.
Этого достаточно чтобы понять что доказательство неверно.
Разбираться где конкретно вы ошиблись не обязательно. Можно конечно было сказать что вы одну силу потеряли, но это скользкий путь потому как неточностей много.

Здесь у меня большие сомнения. Приняв во внимание Вашу глубокую мысль """...утверждение не зависит от того протыкали вы спицей или нет

[0]

Здесь у меня большие сомнения. Приняв во внимание Вашу глубокую мысль """...утверждение не зависит от того протыкали вы спицей или нет

Вы что-то хотели сказать? Где продолжение предложения которое должно было последовать за деепричастным оборотом?

Можете подумать на досуге
- зависит ли сила тяжести от того проткнут ли шар спицей
- зависит ли сила Архимеда от того проткнут ли шар спицей

[nik_vic]

- зависит ли сила тяжести от того проткнут ли шар спицей
- зависит ли сила Архимеда от того проткнут ли шар спицей

Первая - нет, вторая - да: вне оси мячик без спицы будет двигаться относительно цилиндра, и масса вытесненной жидкости не обязана равняться массе мячика.
Однако по-прежнему ЦМ последней будет подальше от оси, чем ЦМ однородного шарика...

[0]

Первая - нет, вторая - да: вне оси мячик без спицы будет двигаться относительно цилиндра, и масса вытесненной жидкости не обязана равняться массе мячика.
Однако по-прежнему ЦМ последней будет подальше от оси, чем ЦМ однородного шарика...

О. оказывается все хуже чем могло показаться.
Нас в данный момент не интересует динамика.
Нас интересуют силы действующие на шарик.
Зависит ли сила Архимеда от того свободен шарик, оставлена ему только одна степень свободы или вообще он жестко закреплен в этой точке при условии что точка одна и та же?

[nik_vic]

Нас интересуют силы действующие на шарик.
Зависит ли сила Архимеда от того свободен шарик, оставлена ему только одна степень свободы или вообще он жестко закреплен в этой точке при условии что точка одна и та же?

Повторюсь. Если шарик свободен не на оси, то он не неподвижен.
А в мысленном эксперименте не важно, какое тело удерживает шарик неподвижным - лишь бы отсутствовала горизонтальная составляющая в его действии на шарик.

[0]

Оставьте подвижность.
В данный момент она не интересна.
Два шарика на равном расстоянии от центра и на одной и той же глубине.
Один свободен другой на спице.
Различна ли сила Архимеда? Если да то в чем причина этого различия?

[nik_vic]

Оставьте подвижность.
В данный момент она не интересна.
Два шарика на равном расстоянии от центра и на одной и той же глубине.
Один свободен другой на спице.
Различна ли сила Архимеда? Если да то в чем причина этого различия?

Скорей всего (с вероятностью 1 ), нет. Причина в движении свободного мячика.

Как говорила девушка парню в анекдоте, """С Вами так скууушна, с Вами так спать хочеца...

[0]

Скорей всего (с вероятностью 1 ), нет. Причина в движении свободного мячика.

Как говорила девушка парню в анекдоте, """С Вами так скууушна, с Вами так спать хочеца...

Еще вероятности тут не хватало.
То есть не отличается.
Значит ни сила Архимеда ни сила тяжести не зависит от спицы.
Доказательство не верно см сообщение 52