Задачки по физике

Список разделов Альтернативная Физика Эфиродинамика

#1 Мишка Коробков » 26.08.2015, 15:49

есть среди нас математики\физики\знатоки, которые могут объяснить факт следующего опыта
1. берем кирпич весом в 1кг
2. бросаем на поверхность воды с высоты 1 см, глубина водоема 10см, высота кирпича 1см, площаль кирпича 10см квадратных, площадь водоема 10 млн метров квадратных, атмосферное давление 1 атм (считаем высоту воздушного столба)
3. наблюдаем за рожденными волнами воды - по массе и высоте никак не соответствующие изначально сообщеной энергии Е = mgh = 1кг*9.8м/с2*1см (+ "забыли" же - есть энергия от глубины погружения)

вопросы:
1. причина расхождения затраченой (падение кирпича на дно) и полученной (рождение волн) энергий?
2. формула расчета энергии волн от такого "броска камня в воду"?
3. на каком расстоянии от эпицентра высота волн*объем будут максимальными (максимум энергии)?
4. почему от квадратного кирпича волны круглые (подальше от кирпича, а то прямо с ним они еще близки к форме брошеного объекта)

наводящие и попутные вопросы:
1. что там происходит со столбом воздуха над кирпичем?
2. ....над волнами?

Добавлено спустя 3 минуты 7 секунд:
повторили опыт - отпустили кирпич, уже погруженный в воду (высота = "-1" см ), какие волны по массе\объему и высоте пойдут?
Мишка Коробков M
Автор темы, АдминистраТОР
Аватара
Возраст: 40
Откуда: Харьковская область, Украина
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 232
Сообщения: 791
Темы: 15
Зарегистрирован: 17.04.2015
С нами: 3 года 5 месяцев

#2 Мишка Коробков » 26.08.2015, 16:11

вторая задачка:

имеем спиральную шахту внешним радиусом 1м, внутренним - 1см, высота 10см,
отпустили шарик массой в 1 грамм с начальной скоростью 0 м/с на верхнюю точку спирали

какую скорость будет иметь шар в конце спирали (высота 0)
1. если спираль имеет 10 внутренних колец - ступеней
2. .... 1 кольцо - ступень
3. просто бросили шарик с высоты 10см (скорость в точке высоты 0)

сила трения (качения и о воздух...в общем все потери)
1. пренебречь, т.е. = 0
2. = 0,001 Ньютон
Мишка Коробков M
Автор темы, АдминистраТОР
Аватара
Возраст: 40
Откуда: Харьковская область, Украина
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 232
Сообщения: 791
Темы: 15
Зарегистрирован: 17.04.2015
С нами: 3 года 5 месяцев

#3 Мишка Коробков » 26.08.2015, 16:23

третья задачка:

имеем соленоид и постоянный магнит,
какую силу притяжения будет иметь соленоид к постоянному магниту в статике и в движении (если отпустить магниты и они начнут движение друг к другу), расстояние между ними 1мм,
если
1. постоянный магнит имеет силу притяжения в 1 Теслу
2. соленоид имеет геометрические размеры - 10см длина, 1см диаметр
3. имеет 10 000 витков меди в один слой (расчитайте ширину этого слоя), питаем током 1 Ампер, расчитайте напряжение и мощность питания, зная удельное сопротивление меди 1.72·10-8
4. и второй вариант - имеет 1 виток, питаем током в 10 000 Ампер, напряжение и мощность питания? масса меди равна такой же массе, как в пункте 3 и такую же толщину слоя (вариант когда намотали 10 000 витков без изоляции и получили межвитковое КЗ - остался как-бы один виток - разрез вдоль, толщиной разреза пренебречь)
5. значение ускорения движения соленоида к магниту, при весе магнита 100гр и весе соленоида 100гр
Мишка Коробков M
Автор темы, АдминистраТОР
Аватара
Возраст: 40
Откуда: Харьковская область, Украина
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 232
Сообщения: 791
Темы: 15
Зарегистрирован: 17.04.2015
С нами: 3 года 5 месяцев

#4 искатель » 20.05.2018, 13:50

Задача 1я ) и я о ней писал около года назад "Кирпич и баржа " , "Волна оторвавшись от источника уже никак с ним не взаимодействует " .
Однако стоит заметить что часть "Энергии" уйдет на НАГРЕВ воды . Ну и распределение согласно R^2 .

Задача 2я ) (Это скорее к Борисычу ) и Трение не только о воздух ,при сужении спирали скорость возрастает и трение о поверхность то же
тут вообще расчет будет огромный mv^2\ r где r еще и дельта плюс ускорение под силой тяжести .. формула длиной в "Километр "
Чё й та считать расхотелось .


Задача 3я ) решается только экспериментальным способом , причина : непредсказуемое изменение характеристик постоянного магнита ( точка Кьюри , свойства материала )
Миш а еще ты не указал время проведения эксперимента ( магнит в маг .поле неизбежно нагреется )
Собственно результат будет ДИНАМИЧЕСКИМ , особенно в Пункт.4 .(первые милисекунды эксперимента будут значительно отличаться от заключительных )

И еще по секрету , кроме тока и напряжения важна еще и квадратура провода . Это как в "законе" Ома забыли упомянуть про объем проводника .

У них там объем сопротивлением определяется , ну или наоборот .(хотя несомненно эти параметры связаны но вовсе не линейно ).

Ну и я мало себе представляю динамическую математику (пока считал обстоятельства изменились и ответ не верный ).
или ответов столько что применить их уже невозможно .

"Теоретически можно открыть задом бутылку шампанского , даже прикольно но пробовать стремно "
искатель M
ПРОверенный
Аватара
Возраст: 44
Откуда: с земли
Репутация: 264 (+275/−11)
Лояльность: 62
Сообщения: 1581
Темы: 14
Зарегистрирован: 22.05.2015
С нами: 3 года 4 месяца

#5 S.B.K. » 20.05.2018, 14:51

Мишка Коробков писал(а):бросаем на поверхность воды с высоты 1 см, глубина водоема 10см, высота кирпича 1см, площаль кирпича 10см квадратных, площадь водоема 10 млн метров квадратных, атмосферное давление 1 атм (считаем высоту воздушного столба)
3. наблюдаем за рожденными волнами воды - по массе и высоте никак не соответствующие изначально сообщеной энергии Е = mgh = 1кг*9.8м/с2*1см (+ "забыли" же - есть энергия от глубины погружения)
Задачи легче задавать, чем их решать. И об энергии легче говорить, чем её учитывать.
По задачке могу сразу сказать, что амплитуда волн не будет равна Высоте, с которой брошен кирпич, но будет пропорцональна ей. Почему? Потому что возбуждение среды имеет то самое волновое сопротивление, умноженное, кстати, ещё и на квадрат частоты. Чем выше возбуждаемая частота, тем меньше амплитуда волн. Ну, а если среда обладает вязкость., о которой писал Искатель, то часть энергии уходит на нагрев среды. Это волны, дорогие мои, волны. :mocking2:
S.B.K. M
ПРОверенный
Возраст: 64
Откуда: Украина
Репутация: 50 (+53/−3)
Лояльность: 1
Сообщения: 881
Темы: 13
Зарегистрирован: 04.09.2015
С нами: 3 года

#6 Мишка Коробков » 20.05.2018, 15:16

S.B.K. писал(а):По задачке могу сразу сказать, что амплитуда волн не будет равна Высоте, с которой брошен кирпич, но будет пропорцональна ей.
если принять во внимание закон сохранения, то по математике ответ будет однозначный - сколько дали, столько и имеем
тоесть мжш=возмущения волн+нагрев
а глаза почему-то не верят математике :blush: - волна расходится по кругу очень далеко, и если посчитать объём приподнятой воды в волне (мжш) на периферии (+ возмущения атмосферы?), то закрадываются подозрения, что не сойдутся дебет с кредитом - пока это голословное предположение, но интересно проверить

искатель писал(а):И еще по секрету , кроме тока и напряжения важна еще и квадратура провода . Это как в "законе" Ома забыли упомянуть про объем проводника .
там ещё и про температуру забыли (вернее она спрятана в свойство электропроводности материала) :) ... вот интересно, есть у нас детали головоломки - охлаждённый проводник до температуры сверхпроводимости, потраченная энергия на создание и поддержание этих условий, совершаемая работа током при этих условиях нулевого сопротивления - опять же смутные ощущения, что-то здесь не так и баланс кредита с дебетом не сойдётся (не видно всех деталей опыта) - но это следующая задача, пока предлагаю формльно решить про соленоид + постоянный магнит, несмотря на то, что действительно
S.B.K. писал(а):Задачи легче задавать, чем их решать. И об энергии легче говорить, чем её учитывать.
, и всё же - как решить её формально пользуясь современным научно-физически-математическим подходом? Формально всё же известно в физике для решения этой задачки? - собираем формулы, подставляем значения и находим решение. А дальше будем ставить опыт и проверять правильно ли решили или опыт покажет другие цифры?

Добавлено спустя 10 минут 27 секунд:
Александр Бедрицкий писал(а):Допустим.
Берём задачу
Но исходные описаны поверхностно, Прежде чем ставить вопросы, нужно более полное описание исходных, а иначе работает "принцип Богуцкого"
если не хватает исходных данных то добавляем и решаем,
а потом проверим на опыте правильно ли решили.
Мишка Коробков M
Автор темы, АдминистраТОР
Аватара
Возраст: 40
Откуда: Харьковская область, Украина
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 232
Сообщения: 791
Темы: 15
Зарегистрирован: 17.04.2015
С нами: 3 года 5 месяцев

#7 искатель » 20.05.2018, 15:36

Мишааа . Падение шарика в сужающуюся шахту по спирали как решить ?

Тебя интересует результат в точно указанный промежуток времени ? "Остановись мгновенье ,ты прекрасно " .

У меня уходит 59 секунд что бы сформулировать вопрос и 1 секунда что бы дать ответ " (А Энштейн )

А с магнитами ну что тут решать ? Теслы (обоих магнитов ) переводим в Силы и согласно R^2 моделируем взаимодействие F1+F2 \r^2 и сё . (трудно думаешь эл мощность в силу пересчитать .

Ну не жопой же шампанское открывать .
Последний раз редактировалось искатель 20.05.2018, 15:47, всего редактировалось 1 раз.
искатель M
ПРОверенный
Аватара
Возраст: 44
Откуда: с земли
Репутация: 264 (+275/−11)
Лояльность: 62
Сообщения: 1581
Темы: 14
Зарегистрирован: 22.05.2015
С нами: 3 года 4 месяца

#8 Мишка Коробков » 20.05.2018, 15:43

четвертая задача
про энергию газов, ветряки и сопло

1. есть у нас поток ветра, скоростью 1м/с, температура 25 градусов по Цельсию, давление 1 атмосфера
Вопросы:
1. какова кинетическая мощность потока на площади 1 квадратный метр?
2. какой идеальный угол атаки (45 градусов? или это профиль ракушки - золотого сечения - со стартом в 0 и концем 90 градусов, плавным поворотом потока на 90 градусов) и площадь крыла ветряка (1м кв?), чтобы отобрать по максимуму кинетическую мощность потока с этого квадратного метра площади потока?
3. какова кинетическая мощность и падение температуры этого потока при прохождении сопла Лаваля на входе 1кв метр площади, в узком месте 0.1 кв м, на выходе 1 кв м (попутно задача оптимизации - как считать оптимальную площадь сужения и выхода чтобы по максимуму превратить тепловую энергию потока в кинетическую)?

Добавлено спустя 3 минуты 18 секунд:
искатель писал(а):Мишааа . Падение шарика в сужающуюся шахту по спирали как решить ?

Тебя интересует результат в точно указанный промежуток времени ? "Остановись мгновенье ,ты прекрасно " .
интересует результат в обозримый промежуток времени :) - я ж никого не тороплю (задачи висят с 2015 года) - решаем задачи и публикуем решение здесь в удобной форме :hi:
а пока просто формально описываю те задачи, в которых я вижу сидит интересный случай
Мишка Коробков M
Автор темы, АдминистраТОР
Аватара
Возраст: 40
Откуда: Харьковская область, Украина
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 232
Сообщения: 791
Темы: 15
Зарегистрирован: 17.04.2015
С нами: 3 года 5 месяцев

#9 S.B.K. » 20.05.2018, 15:54

Мишка Коробков писал(а):если принять во внимание закон сохранения, то по математике ответ будет однозначный - сколько дали, столько и имеем
тоесть мжш=возмущения волн+нагрев
Так по математике так и будет, но с учётом физических закономерностей. Если же просто смотреть по энергии безотносительно к свойствам сплошных сред, то будет получаться абсурд, а не энергетический баланс.
Вот решение для одномерной упругой линии с сосредоточенными массами
Изображение
Видите амплитуду? В знаменателе волновое сопротивление, определяемое как раз реакцией среды на внешнее воздействие. от неё и зависит амплитуда, которая слева. Но пока что даже в одномерном случае не хотят видеть и решать. Потому и ступорятся. В случае распространения в плоскости, понятно, амплитуда будет убывать пропорционально квадрату расстояния. Потому и далеко получается.
если не хватает исходных данных то добавляем и решаем,
Нужно ещё знать, что добавлять-то... Говорить легко. Если бы всё так просто получалось, давно бы уже все законы были известны... А так... И сто лет будут висеть, есть только ожидать, да уже полученные решения отмахивать только потому, что это уже неинтересно, а интересно то, чего ещё не решили. Но получается так, что отмахиваемые решения рождают продолжения и ожидающие просто сползают на обочину, теряя нить. А догонять ещё тяжче. Посмотрят на расстояние, увидят количество букаФФок, в которых нужно разбираться, и на дно.... :music:
S.B.K. M
ПРОверенный
Возраст: 64
Откуда: Украина
Репутация: 50 (+53/−3)
Лояльность: 1
Сообщения: 881
Темы: 13
Зарегистрирован: 04.09.2015
С нами: 3 года

#10 искатель » 20.05.2018, 16:16

Если опустит трение и инерцию направленную от центра спирали то это легко , но результат будет "Левым"

Если не опускать . то надо сидеть и считать ,Доооолгоо считать , очень долго ..я к этому не готов .

Порядок следующий ) Вычисляем угол воронки и скорость скатывания шарика (без вращения ) согласно 9.81

) Берем mv^2\R для трех разных позиций шарика , чуть ниже старта ,середина и низ .
) сравниваем скорость "Свободного" скатыванья и с учетом враЩения в тех же точках.
) из трех полученных результатов сравнения считаем среднее значение .
Надо сказать если просто бросить в воронку шарик он просто по стенке и скатится , начальная скорость всё же нужна .(нужно её знать)

Если же в воронке хитрожопые Рельсы . то начальная скорость НУЛЬ . Но считаем свободное падение как будто рельсов нет .Просто добавляя угол наклона рельс к углу воронки .

Если всё же начальная скорость есть ...... то мне всё равно лень считать .. о как .
Последний раз редактировалось искатель 20.05.2018, 16:31, всего редактировалось 1 раз.
искатель M
ПРОверенный
Аватара
Возраст: 44
Откуда: с земли
Репутация: 264 (+275/−11)
Лояльность: 62
Сообщения: 1581
Темы: 14
Зарегистрирован: 22.05.2015
С нами: 3 года 4 месяца

#11 S.B.K. » 20.05.2018, 16:27

искатель писал(а):Порядок следующий ) Вычисляем угол воронки и скорость скатывания шарика (без вращения ) согласно 9.81
Всё равно так не вычислите. На определённом радиусе воронки шарик может начать подниматься вверх по образующей. Ваши "формулы" это не учитывают...
S.B.K. M
ПРОверенный
Возраст: 64
Откуда: Украина
Репутация: 50 (+53/−3)
Лояльность: 1
Сообщения: 881
Темы: 13
Зарегистрирован: 04.09.2015
С нами: 3 года

#12 искатель » 20.05.2018, 16:34

Я и говорю всё зависит от начальных условий .. если просто бросить шар как писал Миша то он просто скатится а если известна начальная скорость и mv2\r в контрольных точках с учетом угла воронки превысит 9.81 то вы правы шар будет подниматься ..( на практике нет он просто замедлит падение )
в математике мы просто получаем скорость падения со знаком МИНУС .. ну или "Отрицательный рост " .Что бы не парится просто выбираем угол 45г и делим полученный вектор F пополам .

Нужны точные начальные данные .

И нет шарик в физике не может прилипать к стенкам шахты в начале пути .

И что значит формулы не те ? Шарик скатываясь под углом оказывает давление на стенку шахты ? Мы можем вычислить эту силу и рассчитать разность с центробежкой в контрольных точках ? И что же тут не так ?

То есть мы просто определяем разность центробежки и свободного скатывания по углу 45г в контрольных точках . за тем считаем среднее значение .Процесс то ЛИНЕЙНЫЙ .
Последний раз редактировалось искатель 20.05.2018, 17:06, всего редактировалось 1 раз.
искатель M
ПРОверенный
Аватара
Возраст: 44
Откуда: с земли
Репутация: 264 (+275/−11)
Лояльность: 62
Сообщения: 1581
Темы: 14
Зарегистрирован: 22.05.2015
С нами: 3 года 4 месяца

#13 S.B.K. » 20.05.2018, 17:06

искатель писал(а):Я и говорю всё зависит от начальных условий .. если просто бросить шар как писал Миша то он просто скатится а если известна начальная скорость и mv2\r в контрольных точках с учетом угла воронки превысит 9.81 то вы правы шар будет подниматься ..( на практике нет он просто замедлит падение )
Определяется не ускорением свободного падения, а равенством центростремительной и центробежной сил. Без потерь он будет совершать на уровне этого баланса сил колебания, вращаясь по наклонному эллипсу.
И нет шарик в физике не может прилипать к стенкам шахты в начале пути .
Разложите гравитационную силу вдоль и нормально наклону воронки.
Задачка с клином... :music:
S.B.K. M
ПРОверенный
Возраст: 64
Откуда: Украина
Репутация: 50 (+53/−3)
Лояльность: 1
Сообщения: 881
Темы: 13
Зарегистрирован: 04.09.2015
С нами: 3 года

#14 искатель » 20.05.2018, 17:14

Да с "Клином" Экспериментально не проверишь .. Шар просто скатится ..

mv2\r =fвекторная ,направлена с углом 45г к скатывающемуся шарику а у шарика под углом в 45 г какая ? то же векторная и направлена к F (центр) то же под углом 45г .. Ну а их разность?Определяет скорость падения .Скорость вращения определяется R дельта и вес шарика (диаметр воронки ).

То есть 9.81 и вес шарика , просто делим по полам и вот вам F к центру ( для угол 45 г).
Соответственно и F от центра делим по полам .

mv2\r Так для справки .. нас в школе учили что m в Ньютонах .. потом оказалось что пофиг в чем готь в фунтах просто на выходе фунты и получишь .
Какая мерзость со стороны учителей ... что б им колбасу в Ньютонах в магазине вешали .. до старческого маразма ..
Последний раз редактировалось искатель 20.05.2018, 17:42, всего редактировалось 1 раз.
искатель M
ПРОверенный
Аватара
Возраст: 44
Откуда: с земли
Репутация: 264 (+275/−11)
Лояльность: 62
Сообщения: 1581
Темы: 14
Зарегистрирован: 22.05.2015
С нами: 3 года 4 месяца

#15 S.B.K. » 20.05.2018, 17:30

искатель писал(а):То есть 9.81 и вес шарика , просто делим по полам и вот вам F к центру ( для угол 45 г).
Соответственно и F от центра делим по полам .
Так ВЫ далеко пойдёте, если не остановят, конечно... :biggrin: При разложении векторов в равнобедренном прямоугольном треугольнике? Каждый равен половине гипотенузы (результирующего вектора)? :clapping:
Для катящегося шарика баланс нужно считать по нормали к стороне воронки.
S.B.K. M
ПРОверенный
Возраст: 64
Откуда: Украина
Репутация: 50 (+53/−3)
Лояльность: 1
Сообщения: 881
Темы: 13
Зарегистрирован: 04.09.2015
С нами: 3 года

#16 искатель » 20.05.2018, 17:48

Да ну ? А я вот тут уже шарик от потшипника по фанере катаю .. (датчик падения кнопка от мыши и секундомер на компе )

Вы не поверите :: ровно половина блин ... (шучу я этот эксперимент ранее делал фанера длина 1 м да есть погрешность от трения но ровно половина )

Сергей Борисыч ,,ну давайте еще раз .. сколько противодействующих сил мы тут имеем ? Две верно .. Направленную от центра можем посчитать ,и направленную к центру то же . ЧТо еще нужно ? Других то сил нет ...

А ни чё что вы длину с силой сравнили ? Так можно ?
искатель M
ПРОверенный
Аватара
Возраст: 44
Откуда: с земли
Репутация: 264 (+275/−11)
Лояльность: 62
Сообщения: 1581
Темы: 14
Зарегистрирован: 22.05.2015
С нами: 3 года 4 месяца

#17 S.B.K. » 20.05.2018, 18:20

искатель писал(а):А ни чё что вы длину с силой сравнили ? Так можно ?
Я длину с силой не сравнил, а напомнил Вам векторный треугольник.
А сил две. Только проекций. Центробежная - реакция стороны воронки. Определяется по начальной скорости шарика. Центростремительная - проекция силы тяжести. В результате получается уравнение второго порядка, описывающее эти колебания и которое не решается в аналитическом виде.
S.B.K. M
ПРОверенный
Возраст: 64
Откуда: Украина
Репутация: 50 (+53/−3)
Лояльность: 1
Сообщения: 881
Темы: 13
Зарегистрирован: 04.09.2015
С нами: 3 года

#18 искатель » 20.05.2018, 18:35

Эта задача вообще решений не имеет изначально . Ну нет в мире идеальных шаров и "Воронок " .
А мозг "размяли" хорошо .. Собственно на этом спор и окончен .
искатель M
ПРОверенный
Аватара
Возраст: 44
Откуда: с земли
Репутация: 264 (+275/−11)
Лояльность: 62
Сообщения: 1581
Темы: 14
Зарегистрирован: 22.05.2015
С нами: 3 года 4 месяца

#19 S.B.K. » 20.05.2018, 20:46

искатель писал(а):Эта задача вообще решений не имеет изначально . Ну нет в мире идеальных шаров и "Воронок " .
В природе вообще ничего идеального в смысле, для человеческих абстракций, - нет. Но считают же и с допустимыми погрешностями. И экспериментально можно проверить, что даже в неидеальных условиях при определённой начальной скорости шарик сделает пару оборотов по указанному эллипсу, прежде чем, погасив тангенциальную скорость, продолжит падение в воронку.
S.B.K. M
ПРОверенный
Возраст: 64
Откуда: Украина
Репутация: 50 (+53/−3)
Лояльность: 1
Сообщения: 881
Темы: 13
Зарегистрирован: 04.09.2015
С нами: 3 года

#20 Мишка Коробков » 20.05.2018, 21:23

искатель писал(а):Эта задача вообще решений не имеет изначально . Ну нет в мире идеальных шаров и "Воронок " .
А мозг "размяли" хорошо .. Собственно на этом спор и окончен .

Мишка Коробков писал(а):какую скорость будет иметь шар в конце спирали (высота 0)
1. если спираль имеет 10 внутренних колец
2. .... 1 кольцо
3. просто бросили шарик с высоты 10см (скорость в точке высоты 0)
расширяем задачку -
4. вместо скорости давайте определим полную кинетическую энергию, а именно квадрат линейной скорости * полмассы + энергия вращения

насколько я понимаю, согласно законам сохранения у нас в любом из 3 случаев условия должен быть один и тот же ответ (за минусом потерь), тоесть для простоты полная кинетическая энергия в конце пути будет равна мжш что с 10 кольцами, что с 1 кольцом, что при свободном падении,
линейная скорость выхода из сужающейся спирали после прохождения хоть 10, хоть 1 кольца должна быть равна (но при этом заметно меньше чем скорость свободного падения в конечной точке, поскольку часть энергии ушла на кручение...):
"потенциальной" энергии у нас было 10Е-3 кг * 10м/с2 * 0.1м = 1 г*м2/с2 = 1 мл Дж (ж округлил до 10 м за квадратную секунду)

для выяснения скорости в случаях скатывания по спирали нехватает распределения его плотностии и условия качения без проскальзывания, добавляем к условиям:
равномерно плотный и катится без проскальзывания (кстати в случае если полый внутри будут другие результаты скоростей - масса на периферии даёт больший момент...тоесть полому объекту при равных массах с равномерноплотным нужно отдать больше энергии чтобы он достиг той же угловой скорости), а скорость свободного падения в конечной точке при 0 начальной скорости высчитываем:
в = ж*т = 10т
у=у0-(жтт/2)
0.1=0-(10 тт / 2)
0.02 = тт
т = корень (0.02) = 0,141 секунды
скорость свободного падения в конечной точке 1.41 м за секунду
кинетическая энергия = м *в *в /2 = 10Е-3 * 1.41*1.41 / 2 = 1 мл Дж

итак, какие скорости (линейные и угловые - по вертикали и горизонтали) при скатывании по спиралям ? как считать?
какова линейная и угловая\вертикальная скорости (а значит и полная кинетическая энергия) будут при выходе из спиралей?
S.B.K. писал(а):А сил две. Только проекций. Центробежная - реакция стороны воронки.
можно считать по простому? с уточнением, что часть энергии тратится и на угловой момент в горизонтальной плоскости?

но вот странное предположение\заблуждение лезет в голову, скорости всё же будут заметно разные и вероятно больше, а не меньше, чем конечная скорость 1.41м/с падения с 10см высоты (тоесть перед нами преобразование гравитационной силы в кинетическую энергию...чем дольше шарик испытывает на себе гравитационное воздействие тем дольше\больше мы перекачиваем энергии из источника силы гравитации в кинетическую) ...для того, чтобы шар катился достаточно иметь любой малый угол отличный от 0 и значит спираль может иметь гораздо большее количество внутренних колец...тоесть полный путь может разнится на порядки...а если ещё и в условиях откачанного воздуха - убрали лобовое сопротивление, осталось только сопротивление качению (часть энергии тратится на тепло - нагрев шарика и нагрев опоры) из-за неабсолютной твердости поверхностей качения, то возникает вопрос об опытной проверке такого заблуждения

заставим шарик совершать работу пока он движется - например это постоянный магнит в трубке\соленоиде катится - сколько энергии нагенерит такой генератор в разных случаях? одно и тоже - эквивалент мжш - или чем дольше катится, тем больше совершит работы (превратит энергию силы гравитации в электрическую)?

Добавлено спустя 2 минуты 39 секунд:
S.B.K. писал(а):шарик сделает пару оборотов по указанному эллипсу, прежде чем, погасив тангенциальную скорость, продолжит падение в воронку.
уточняю опыт - у нас не воронка с гладкой поверхностью, а шарик вынужденно катится по трубе-спирали по заданному маршруту
1. в 10 кольцах, равномерно сужающихся - изначальным радиусом 1м а внутренний радиусом на выходе 0.01 м
2. в одном полном кольце\завитушке - с 1м радиус на входе стал на выходе радиусом 0.01м
Мишка Коробков M
Автор темы, АдминистраТОР
Аватара
Возраст: 40
Откуда: Харьковская область, Украина
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 232
Сообщения: 791
Темы: 15
Зарегистрирован: 17.04.2015
С нами: 3 года 5 месяцев

#21 S.B.K. » 20.05.2018, 21:41

Мишка Коробков писал(а):уточняю опыт - у нас не воронка с гладкой поверхностью, а шарик вынужденно катится по трубе-спирали по заданному маршруту
1. в 10 спиралей - изначальный радиусом 1м а внутренним радиусом на выходе 0.1 м
2. в одну полную спираль\завитушку
Какой шаг спиралей?
S.B.K. M
ПРОверенный
Возраст: 64
Откуда: Украина
Репутация: 50 (+53/−3)
Лояльность: 1
Сообщения: 881
Темы: 13
Зарегистрирован: 04.09.2015
С нами: 3 года

#22 Мишка Коробков » 20.05.2018, 21:46

S.B.K. писал(а):Какой шаг спиралей?
если это существенно для решения, давайте посчитаем из условия
Мишка Коробков писал(а):равномерно сужающихся
тоесть 10 спиралей равномерно меняют радиус с 1м до 0.01м
на перепаде высоты с 0.1м до 0м

Добавлено спустя 2 минуты 25 секунд:
под равномерностью понимаю один угол уклона в вертикальном профиле и одинаковый\равномерный шаг сужения в горизонтальной плоскости

Добавлено спустя 2 минуты 57 секунд:
тангенс угла уклона одновитковой спирали 0.1м / (1м-0.01м)...для простоты давайте считать 0.1 / 1

Добавлено спустя 3 минуты 51 секунду:
наверно равномерный\одинаковый угол уклона для 10 спиралей будет 1/10 от 1/10..тоесть для условия 10 спиралевой горки каждая спираль имеет тангенс угла уклона 0.01 - правильно?
Мишка Коробков M
Автор темы, АдминистраТОР
Аватара
Возраст: 40
Откуда: Харьковская область, Украина
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 232
Сообщения: 791
Темы: 15
Зарегистрирован: 17.04.2015
С нами: 3 года 5 месяцев

#23 S.B.K. » 20.05.2018, 21:56

Мишка Коробков писал(а):на перепаде высоты с 0.1м до 0м
Если так и пренебрегая потерями конечная скорость будет равна
v = sqrt(0,1g)
Наклон скорости к вертикали будет определяться указанным Вами тангенсом наклона спиралей.
S.B.K. M
ПРОверенный
Возраст: 64
Откуда: Украина
Репутация: 50 (+53/−3)
Лояльность: 1
Сообщения: 881
Темы: 13
Зарегистрирован: 04.09.2015
С нами: 3 года

#24 Мишка Коробков » 20.05.2018, 22:04

а смена горизонтального радиуса с 1м на 0.01м означает трансформацию горизонтального момента в линейную скорость,
тоесть линейная скорость должна по идее постепенно увеличиться в 100раз согласно закону сохранения импульса?

Добавлено спустя 1 минуту 32 секунды:
S.B.K. писал(а):Если так и пренебрегая потерями конечная скорость будет равна
v = sqrt(0,1g)
тоесть 1м за секунду? это линейная скорость? а угловая какая - шарик же катится - допустим радиус у него 0.01м?

Добавлено спустя 3 минуты 47 секунд:
и куда девается горизонтальный момент? - шарик кроме того что скатывается с горки, так скатывается ещё и по спирали, которая меняет радиус с 1м до 0.01м
Мишка Коробков M
Автор темы, АдминистраТОР
Аватара
Возраст: 40
Откуда: Харьковская область, Украина
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 232
Сообщения: 791
Темы: 15
Зарегистрирован: 17.04.2015
С нами: 3 года 5 месяцев

#25 S.B.K. » 20.05.2018, 22:10

Мишка Коробков писал(а):а смена горизонтального радиуса с 1м на 0.01м означает трансформацию горизонтального момента в линейную скорость,
тоесть линейная скорость должна по идее постепенно увеличиться в 100раз согласно закону сохранения импульса?
Тут так, если у всех спиралей один наклон, то ускорение будет постоянным и конечная скорость будет такой, как я сказал. Если у всех спиралей разный наклон, то наклон конечной скорости будет определяться наклоном последней спирали.
Угловая скорость будет расти по мере прохождения по спирали по стандартному закону w = v/r/ Здесь v - тангенциальная компонента скорости

Добавлено спустя 17 минут 2 секунды:
Мишка Коробков писал(а):и куда девается горизонтальный момент? - шарик кроме того что скатывается с горки, так скатывается ещё и по спирали, которая меняет радиус с 1м до 0.01м

Никуда не девается. Просто каждый виток спирали можно развернуть (при определении скорости). Получится наклонная трубка. Показанная мной скорость результирующая на выходе из трубки, а не вертикальная, как это было бы при простом свободном падении. Центробежная и центростремительная силы компенсируются. Если бы съезжал груз, то скорость изменялась бы в соответствии с нормальным давлением на трубку. Если шарик скатывается без проскальзывания, то на величину скорости это не влияет.
S.B.K. M
ПРОверенный
Возраст: 64
Откуда: Украина
Репутация: 50 (+53/−3)
Лояльность: 1
Сообщения: 881
Темы: 13
Зарегистрирован: 04.09.2015
С нами: 3 года

#26 Мишка Коробков » 20.05.2018, 22:27

S.B.K. писал(а):у всех спиралей один наклон, то ускорение будет постоянным и конечная скорость будет такой, как я сказал.
значит 1м за секунду (при условии что g приравняли к 10м за квадратную секунду).

я так и не понял, как посчитать угловые скорости и конечную сумму кинетических энергий линейной и вращательного движений
1. вертикальную - результат качения без скольжения,
2. горизонтальную - результат движения по окружности с сужением радиуса, на выходе из воронки она превращается в линейную поскольку нет больше опоры заворачивать движение по кругу

Добавлено спустя 9 минут 1 секунду:
S.B.K. писал(а):Показанная мной скорость результирующая на выходе из трубки
так она 1м за секнуду,
а при свободном падении у нас 1.41 м за секунду...куда делось тогда 0.41?
шарик же выкатывается а не вылетает прямолинейно, значит у него кроме линейной есть и угловая скорость вращения

S.B.K. писал(а):и куда девается горизонтальный момент? ...Никуда не девается
при уменьшении радиуса вращения скорость вращения возрастает (горизонтальный момент m*v*r=const m=const следовательно при изменении радиуса у нас меняется угловая скорость),
при выходе из трубы эта угловая скорость куда девается раз у нас труба перестала быть опорой для кругового вращения в горизонтальной плоскости?
может превратиться только в угловую качения в вертикальной плоскости раз у нас опыт качения без проскальзывания (что в свою очередь увеличивает линейную - чем выше скорость вращения тем выше линейная скорость качения по поверхности-опоре)?
Мишка Коробков M
Автор темы, АдминистраТОР
Аватара
Возраст: 40
Откуда: Харьковская область, Украина
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 232
Сообщения: 791
Темы: 15
Зарегистрирован: 17.04.2015
С нами: 3 года 5 месяцев

#27 искатель » 20.05.2018, 23:07

" Ну вы блин даёте ...."
искатель M
ПРОверенный
Аватара
Возраст: 44
Откуда: с земли
Репутация: 264 (+275/−11)
Лояльность: 62
Сообщения: 1581
Темы: 14
Зарегистрирован: 22.05.2015
С нами: 3 года 4 месяца

#28 S.B.K. » 21.05.2018, 02:03

Мишка Коробков писал(а):значит 1м за секунду (при условии что g приравняли к 10м за квадратную секунду).
Там просто моя ошибка. Двойку не учёл. Формула должна иметь вид
v = sqrt(2gh)
Но если учитывать момент шарика, то это будет увеличивать меру инерции самого шарика и ускорение станет меньше g.
при выходе из трубы эта угловая скорость куда девается раз у нас труба перестала быть опорой для кругового вращения в горизонтальной плоскости?
Никуда не девается. Шарик и по выходе будет продолжать вращаться вокруг своего центра масс и центр масс будет двигаться линейно..
S.B.K. M
ПРОверенный
Возраст: 64
Откуда: Украина
Репутация: 50 (+53/−3)
Лояльность: 1
Сообщения: 881
Темы: 13
Зарегистрирован: 04.09.2015
С нами: 3 года

#29 Мишка Коробков » 21.05.2018, 15:41

S.B.K. писал(а):Там просто моя ошибка...Но если учитывать момент шарика...ускорение станет меньше g...Шарик и по выходе будет продолжать вращаться вокруг своего центра масс и центр масс будет двигаться линейно..
что-то либо я запутал себя либо вас, Сергей Борисович,
давайте ещё раз с начала и по порядку:
в принципе задачу можно решать с двух концов - либо из положения о законах сохранения либо прямо из учёта всех фактов,
из положения ЗС решения интересного нет - и так всё ясно, мжш и скорости соответствующие этому...

давайте всё же попробуем разобрать случай и посчитаем прямо из того, что наблюдаем:
у нас есть наклонная спираль,
наклон в данном случае играет роль механизма трансформации силы гравитации в движение шарика,
спираль со сменным радиусом же является механизмом трансформации импульса - при смене радиуса движения меняем скорость тела
причиной движения в этом опыте является сила гравитации (и следуеь обратить особое внимание, а не скромно умалчивать - за которой стоит какой-то пока явно неопределённый источник энергии, есть предположения, но они ещё не установленый факт)
реакция опоры по сути своей только меняет направление действия этой силы, но ни отнимает ни прибавляет в итоге (точнее отнимает на нагрев тел - часть движения переходит на уровень материи ниже - расшатывает атомы и тд - это наши потери, их упоминаем но пока не учитываем)
это по сути опыта,
по математике что у нас есть?
вопросы повторяю - интересует полная энергия шарика на выходе опыта (выход из 10 витковой, 1 витковой спиралей, от свободного падения уже посчитали=мжш) и скорости какие он приобрёл - подсчёт ведём прямо из наблюдаемого - тоесть мы видим качение (два движения - вращательное + поступательное, в обоих движениях заложен импульс-энергия), как только виток начинает менять радиус в горизонтальной плоскости, то возникает и третий вектор - качение у нас уже не строго в вертикальной плоскости, а шар касается опоры под некоторым углом.

Добавлено спустя 7 минут 51 секунду:
S.B.K. писал(а):Шарик и по выходе будет продолжать вращаться вокруг своего центра масс и центр масс будет двигаться линейно..
после того, как вышел из трубы-спирали - убрали боковую опору, осталась только горизонтальная опора внизу - да,
но до этого момента времени движение имело другой вектор, и раз вектор изменился - то на выходе это движение трансформировалось, не исчезло, а перешло - у нас закон сохранения - ничто никуда не исчезает, а только меняет направление, это надо учесть в математических выкладках
Мишка Коробков M
Автор темы, АдминистраТОР
Аватара
Возраст: 40
Откуда: Харьковская область, Украина
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 232
Сообщения: 791
Темы: 15
Зарегистрирован: 17.04.2015
С нами: 3 года 5 месяцев

#30 искатель » 21.05.2018, 17:05

Люди "Добрые " Вы хоть сами то понимаете "Овчинка выделки не стоит " ..Вы уже перешли в стадию "Маразм" ..

Борисыч , Миш . ну хватит уже ..

Ставьте перед собой реальные цели , модель которую вы обЪсуждаете НЕ СУЩЕСТВУЕТ в природе и применить на практике её НЕВОЗМОЖНО .

Иногда нужно абстрагироваться от реальности но не до такой же степени , очевидно что ваша задача решается системой уравнений но она АБСТРАКТНА , неужели вам больше нечем заняться ?

Всё же вы не поняли мой намек :Можно ли открыть бутылку шампанского жопой ? Да можно . Стоит ли результат потраченных усилий ? Нет не стоит , и даже чреват ..
искатель M
ПРОверенный
Аватара
Возраст: 44
Откуда: с земли
Репутация: 264 (+275/−11)
Лояльность: 62
Сообщения: 1581
Темы: 14
Зарегистрирован: 22.05.2015
С нами: 3 года 4 месяца

След.

Вернуться в Эфиродинамика

Кто сейчас на форуме (по активности за 5 минут)

Сейчас этот раздел просматривают: 1 гость

cron