Задачка на силу Архимеда

Сообщение №624 от Fw: drevnij 10 февраля 2007 г. 14:28
Тема: Задачка на силу Архимеда

Попалась тут задача по физике со школьной олимпиады:
Тонкая прямая палка длины L и плотности ρ плавает на поверхности воды. Затем ее аккуратно поворачивают на 90°, так чтобы она плавала вертикально. Какова минимальная работа, необходимая для этого?

Уж не 0 ли?


Отклики на это сообщение:

> Попалась тут задача по физике со школьной олимпиады:
> Тонкая прямая палка длины L и плотности ρ плавает на поверхности воды. Затем ее аккуратно поворачивают на 90°, так чтобы она плавала вертикально. Какова минимальная работа, необходимая для этого?

> Уж не 0 ли?

Сдается мне, что минимальная работа mgL(1-ρ/ρв)/2

До встречи, AID.


> Попалась тут задача по физике со школьной олимпиады:
> Тонкая прямая палка длины L и плотности ρ плавает на поверхности воды. Затем ее аккуратно поворачивают на 90°, так чтобы она плавала вертикально. Какова минимальная работа, необходимая для этого?

> Уж не 0 ли?

Условие плавания палки вертикально: ρLSg=ρводы(L/2-x)Sg, отсюда смещение ц.тяжести палки относительно уровня воды x=L(1/2-ρ/ρводы ).
Искомая работа A=mgx.
A=0, если ρ/ρводы=1/2
A>0, если ρ/ρводы<1/2
A<0, если ρ/ρводы>1/2
Это всё.


> > Попалась тут задача по физике со школьной олимпиады:
> > Тонкая прямая палка длины L и плотности ρ плавает на поверхности воды. Затем ее аккуратно поворачивают на 90°, так чтобы она плавала вертикально. Какова минимальная работа, необходимая для этого?

> > Уж не 0 ли?

> Сдается мне, что минимальная работа mgL(1-ρ/ρв)/2

По-моему, тоже так ;-)))

> До встречи, AID.


> > Попалась тут задача по физике со школьной олимпиады:
> > Тонкая прямая палка длины L и плотности ρ плавает на поверхности воды. Затем ее аккуратно поворачивают на 90°, так чтобы она плавала вертикально. Какова минимальная работа, необходимая для этого?

> > Уж не 0 ли?

> Условие плавания палки вертикально: ρLSg=ρводы(L/2-x)Sg, отсюда смещение ц.тяжести палки относительно уровня воды x=L(1/2-ρ/ρводы ).
> Искомая работа A=mgx.
> A=0, если ρ/ρводы=1/2
> A>0, если ρ/ρводы<1/2
> A<0, если ρ/ρводы>1/2
> Это всё.

Думаю, что не все. Еще надо учесть, что центр тяжести вытесненной воды тоже перемещается. Иначе, у Вас получится, что устойчивое положение палки при ρ/ρводы>1/2 - вертикальное.
До встречи, AID.


> > > Попалась тут задача по физике со школьной олимпиады:
> > > Тонкая прямая палка длины L и плотности ρ плавает на поверхности воды. Затем ее аккуратно поворачивают на 90°, так чтобы она плавала вертикально. Какова минимальная работа, необходимая для этого?

> > > Уж не 0 ли?

> > Условие плавания палки вертикально: ρLSg=ρводы(L/2-x)Sg, отсюда смещение ц.тяжести палки относительно уровня воды x=L(1/2-ρ/ρводы ).
> > Искомая работа A=mgx.
> > A=0, если ρ/ρводы=1/2
> > A>0, если ρ/ρводы<1/2
> > A<0, если ρ/ρводы>1/2
> > Это всё.

> Думаю, что не все. Еще надо учесть, что центр тяжести вытесненной воды тоже перемещается. Иначе, у Вас получится, что устойчивое положение палки при ρ/ρводы>1/2 - вертикальное.
> До встречи, AID.

Следует ли копать так глубоко? Однако,попробуем:
1.Условие задачи не предполагает учитывать поверхностное натяжение и вязкость
жидкости, поэтому на премещение вытесненной воды энергия не расходуется.
2.Вертикальное положение палки во всех случаях неустойчивое.Но в случае
ρ/ρводы>1/2 энергия паоки уменьшилась,значит А<0.
Это всё,надеюсь.


> Следует ли копать так глубоко? Однако,попробуем:
> 1.Условие задачи не предполагает учитывать поверхностное натяжение и вязкость
> жидкости, поэтому на премещение вытесненной воды энергия не расходуется.

Одно с другим не связано, речь про другое. Представим себе, что в воде есть пузырь (вместо погруженной палки). Как по-Вашему, одинакова ли потенциальная энергия воды в случаях, когда этот пузырь у поверхности или у дна?

> 2.Вертикальное положение палки во всех случаях неустойчивое.Но в случае
> ρ/ρводы>1/2 энергия паоки уменьшилась,значит А<0.

Речь идет об энергии системы в целом, а не палки. Если бы эта энергия от поворота палки уменьшалась, то система сама бы стремилась к этому состоянию. На самом деле Вы насильственно поворачиваете палку, действуя против некой силы (проверьте на опыте). На что идет Ваша работа?

> Это всё,надеюсь.
>

Вслед за AIDом повторю - нет, не все.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100