Служба поддержки+7 (496) 255-40-00
IForum (Открыто временно, в тестовом режиме, не поддерживается.)

   RSS
Задачка для 1-го класса, (тема для умных докторов наук и одного одаренного кандидата)
 
Долго думал, этично ли для высокоученых сетевиков наукограда предлагать такое, но все же решил рискнуть, надеясь что не очень на меня обидятся. Итак, задача.
 
На книжной полке стоит собрание сочинений А.С. Пушкина. Тома располагаются слева направо (в порядке номеров) и стоят вплотную, без зазоров. Все тома с точки зрения геометрии идентичны - состоят из картонных обложек толщиной 2 мм и бумажных страниц общей толщиной 20 мм (ну и переплета). На эти тома напал книжный червь (говорят есть такие, хотя сам встречал только иносказательных), который прогрыз часть книг, начиная с первой страницы 1-го тома и кончая последней 2-го тома. Червь двигался перпендикулярно плоскостям страниц и обложек без зигзагов. Вопрос. Сколько миллиметров он прогрыз?
 
Кто смелый?

Задачка про числа
Скрытый текст

Страницы: Пред. 1 ... 266 267 268 269 270 ... 316 След.
Ответы
 
Цитата
Gierus написал:
Вы считаете, что я не в своем уме?
Т.е сила прикладывается на противоположной стороне стакана, не над точкой А.. Уже легче.
Давит ли сила F на точку А(поворотная точка)под  углом, тангенс которого Н/D ?   (D--диаметр дна стакана.)Как бы прижимая стакан к столу в точке А.
Изменено: camus - 09.11.2021 18:54:19
 
Цитата
Chaynic написал:
Пусть АИ подумает -- ему учеников воспитывать.
Chaynic, что же вы не проявлялись во время споров об электронейтральности? Неужто не читали Фейнмана и Парселла?
А теперь решили экзаменовать меня?
А на ваш вопрос ответ элементарный, и знают это не только "продвинутые" ученики. На соответствующих уроках в седьмом классе ежегодно я посвящаю время этой теме, объясняя, что такое трение покоя. Как и трение качения оно направлено вперед, по направлению движения.Что сначала вызывает удивление, а потом понимание.  Не знаю, почему вы сейчас вмешались, промолчав в предыдущих спорах при ошибках Gierusа и или-или. На ваш вопрос я ответил. Фразу
Цитата
Chaynic написал:
Пусть АИ подумает
считаю ..., ну да ладно.
Цитата
Chaynic написал:
Эту задачку я решал на устном экзамене по физике летом 1966 года.
Видимо, это незначительное событие оставило у вас глубокое впечатление.
А что, по вопросу роли силы трения при опрокидывании бруска вы солидарны с Gierusом? Тогда это очень печально. Сейчас я ему отвечу, правда, коротко. Пусть еще понапрягает свои знания. Сейчас мне некогда, обрабатываются результаты олимпиады по астрономии. Да и областная скоро. В эту тему встрял только по вопросу тумана с польским самолетом, и с ускорением 100g. Неужто  и с этим вы придерживаетесь взглядов Gierusа?
 
Chaynic, вообще, сила трения покоя может иметь самые разные направления, нужно смотреть условия. При ходьбе именно сила трения направлена вперед, по ходу движения. При трении качения образуется бугорок перед катящимся колесом, но и там работает фактически сила трения покоя.
 
Цитата
Gierus написал:
Если человек утверждает, что сила, проходящая через точку опоры, то есть, имеющая нулевое плечо и нулевой момент, может производить опрокидывающее действие
Да, тяжелая это работа, из болота тащить бегемота. Я уж столько подсказок дал. Дам еще одну, может, все-таки додумается.
При коэффициенте трения равном нулю никакого опрокидывания не происходит. Нет оси поворота. Тело будет двигаться в направлении приложенной силы с ускорением.
Цитата
Gierus написал:
Замечу, что ни Вы, ни АИ своего решения так и не смогли представить.
Все надеюсь, что сами додумаетесь. И Чайнику объясните.
 
Александр Ильич, Попробую ответить только на некоторые вопросы, поскольку их много:
Цитата
Александр Ильич написал:
что же вы не проявлялись во время споров об электронейтральности? Неужто не читали Фейнмана и Парселла?
Не читал, в не вмешивался так как мне это было не интересно.
Цитата
Александр Ильич написал:
А теперь решили экзаменовать меня?
Вовсе не экзаменовать. Просто мне показалось, что не все термины Вы используете корректно
Цитата
Александр Ильич написал:
Видимо, это незначительное событие оставило у вас глубокое впечатление.
Вы правы. Действительно глубокое впечатление. И для меня это было значительное событие. Я до сих пор многое помню из этих экзаменов.
Цитата
Александр Ильич написал:
А что, по вопросу роли силы трения при опрокидывании бруска вы солидарны с Gierusом?
Опять же, не вникал в эту задачку -- мне она, не в обиду Герусу, совсем не интересна.
Цитата
Александр Ильич написал:
Как и трение качения оно направлено вперед, по направлению движения
А здесь Вы, к сожалению, ошибаетесь. Если шарик катится свободно, то направленная по направлению движения сила будет ускорять его поступательное движение, что в реальности не наблюдается.
 
Цитата
Александр Ильич написал:
вообще, сила трения покоя может иметь самые разные направления, нужно смотреть условия.
Я сформулировал конкретную задачку именно в том виде, в каком она когда-то была поставлена мне.
Мне условия были понятны -- "шарик катится по плоскости".
Изменено: Chaynic - 09.11.2021 20:58:57
 
Цитата
Александр Ильич написал:
А на ваш вопрос ответ элементарный, и знают это не только "продвинутые" ученики. На соответствующих уроках в седьмом классе ежегодно я посвящаю время этой теме, объясняя, что такое трение покоя. Как и трение качения оно направлено вперед, по направлению движения.Что сначала вызывает удивление, а потом понимание.
Chaynic,
Извините, но трудно удержаться и не прокомментировать.

Поскольку в горизонтальном направлении (считаем, для простоты, что шарик катится по горизонтальной поверхности) других сил кроме силы трения, на шарик не действует, согласно 2-му закону Ньютона он начнет ускоряться, то есть, его скорость начнет расти. Это - неизбежный вывод из вышеприведенной цитаты.

Не прочитал Вашего поста, где Вы повторили мой вывод. Не обновлял картинку.
Изменено: Gierus - 09.11.2021 21:05:31
 
Цитата
Chaynic написал:
Я сформулировал конкретную задачку именно в том виде, в каком она когда-то была поставлена мне. Мне условия были понятны -- "шарик катится по плоскости".
Цитата
Chaynic написал:
Если шарик катится свободно,
Вам не кажется, что есть различия в этих условиях? Ответ я дал для колеса автомобиля, которое катится принудительно, что и обеспечивает движение вперед. Точно так же и для шарика. В случае свободного качения и для колеса, и для шарика трение направлено в сторону, противоположную движению. Если рассматривать более строго, как сопротивление бугорка впереди колеса, то это реакция опоры, которая имеет составляющую вверх и назад. Реакция опоры направлена практически вверх, но имеет и небольшую составляющую назад. Именно небольшая ее величина и обеспечивает малую величину трения качения
Вы вынудили меня заниматься вопросом, который меня в данное время не интересовал, как вас когда-то не интересовал вопрос электронейтральности. К спору с Gierusом ваш вопрос отношения не имеет.
Цитата
Chaynic написал:
Вовсе не экзаменовать. Просто мне показалось, что не все термины Вы используете корректно
Это вы о споре с Gierusом?  Считаете, что сила трения ( не говорю, какая) не играет роли в опрокидывании?
Но воспользуюсь ситуацией и задам вам аналогичный вопрос. Раз я занялся не интересующим меня вопросом, то и вам следует поступить аналогично. Считаете ли вы, что в проводниках с током выполняется электронейтральность? Потому что мне так же как и вам кажется
Цитата
Chaynic написал:
что не все термины Вы используете корректно
 
Цитата
Александр Ильич написал:
Если рассматривать более строго, как сопротивление бугорка впереди колеса, то это реакция опоры, которая имеет составляющую вверх и назад.
И это вовсе не более строго. Рассмотрим шарик, лежащий на поверхности без движения. Пусть он тверже, чем сама поверхность (для простоты). Тогда поверхность под ним слегка прогнется. Никаких бугорков поверхности нет. Если его толкнуть так, чтоб он медленно покатился, то никаких бугорков по-прежнему не будет, а трение будет.

А можно рассмотреть ситуацию, когда шарик мягче поверхности. Тогда бугорков на поверхности тем более не будет.

P.S. "Ответ я дал для колеса автомобиля, которое катится принудительно, что и обеспечивает движение вперед. Точно так же и для шарика". Это -  круто. Человека спрашивают про катящийся шарик, а он отвечает про машину с приводом. А шарик с приводом - вообще шедевр. Где на такой можно взглянуть?
Изменено: Gierus - 09.11.2021 22:10:29
 
Chaynic,
Похоже, пора Вам или мне изложить механизм возникновения трения качения.
 
Цитата
Gierus написал:
Тогда поверхность под ним слегка прогнется. Никаких бугорков поверхности нет. Если его толкнуть так, чтоб он медленно покатился, то никаких бугорков по-прежнему не будет, а трение будет.
Что, интересно, имеет в виду Gierus под термином бугорок? :-|)  Если поверхность прогнулась, то это и есть бугорок.
А вообще Чайник увел разговор в сторону. На его вопрос я ответил правильно. Это горизонтальная составляющая реакции опоры. Жду честного ответа на мой вопрос.
А  Gierusу вопрос - по-прежнему считаете, что если коэффициент трения равен нулю, то брусок будет опрокидываться под воздействием внешней горизонтальной силы? Что вы петляете как заяц, уходящий от погони? Хотя, это ваше обычное поведение.
 
Ну и кроме того, может появляться момент силы тяжести, препятствующей качению. При взбирании колеса на бугорок.
 
Пожалуй, две причины: момент силы тяжести колеса и горизонтальная составляющая реакции опоры.
 
Чайник. Я ответил на ваш вопрос, не интересующий меня, жду честного ответа на мой вопрос, не интересующий вас.
 
Цитата
Александр Ильич написал:
Что, интересно, имеет в виду Gierus под термином бугорок?
У искривленной горизонтальной поверхности могут быть два основных типа искривлений: бугорки и впадинки (ямки). Видно, что Вы - не водитель, а то бы понимали разницу, когда машина попадает в бугорки, а когда - в ямки.
 
Цитата
Gierus написал:
У искривленной горизонтальной поверхности могут быть два основных типа искривлений: бугорки и впадинки (ямки). Видно, что Вы - не водитель, а то бы понимали разницу, когда машина попадает в бугорки, а когда - в ямки.
Я действительно не водитель, но моя профессия - физик. И я знаю , что при трении качения возникает и ямка, и бугорок. Суть дела от этого не меняется. Вернитесь к вашему варианту опрокидывания при коэффициенте трения  равном нулю. Объясните вашу мысль, как при этом может происходить опрокидывание. Свое решение я дал - при этом опрокидывания не будет, а будет ускоренное поступательное движение.
 
Цитата
Gierus написал:
F> mg/2*(a/H).
Откуда видно, что при полностью заполненном водой стакане величина силы, опрокидывающей стакан, при приложении ее к верхней точке, не зависит от высоты стакана, поскольку масса воды m пропорциональна Н
Формула вроде правильна (если под mg понимать массу воды), а вывод принципиально неверный. Отношение а/Н это формула рычага (задача по опрокидыванию высокого стакана это задача о гвоздодёре). Поэтому чем больше соотношение Н/а, тем легче свалить стакан (выдернуть гвоздь). Именно поэтому свалить высокий стакан гораздо легче, чем приземистый.
 
Цитата
ili...ili написал:
Отношение а/Н это формула рычага
Добавьте еще, что правило моментов - это не единственное условие равновесия. В одиночку оно работает только с закрепленной осью вращения. В случае с бруском - закрепленной оси вращения нет. Поэтому важно, чтобы ребро бруска не скользило по поверхности, а это бывает тогда, когда горизонтальная сила, опрокидывающая брусок, не превосходит по модулю максимальную силу трения покоя бруска о поверхность. В этом роль силы трения в данной задаче, прояснения которой я добивался (бесполезно) от Gierusа. Сила трения  момента не создает. но без нее никак не обойтись. В случае ее отсутствия (коэффициент трения равен нулю) никакого опрокидывания не произойдет, брусок будет двигаться поступательно с ускорением.
 
Да, совершенно верно.
Следует добавить, что и ответ на вопрос о том, при каком количестве воды в стакане он наиболее устойчив, тоже дан неверно. В первую очередь потому, что не введено  понятие устойчивости. А оно динамическое. Решение же приведено для статики (начало опрокидывания).  Важно понять, что кратковременное воздействие может опрокинуть полный стакан, а стакан с малым количеством воды качнется  и вернётся в исходное положение.
 
Gierus,Можете Вы, если хотите. Илия, но немного позднее.
В принципе, ответ есть, хотя, как на мой вкус, не достаточно четкий.
Вопрос был: указать точку приложения силы и направление.
 
Цитата
Александр Ильич написал:
Чайник. Я ответил на ваш вопрос, не интересующий меня, жду честного ответа на мой вопрос, не интересующий вас.
Я принимаю Ваш ответ с некоторыми оговорками.
Вопрос был: указать точку приложения силы трения и направление.
Если Вы считаете, что на эти вопросы Вы ответили, то и ладно. Вы вовсе не обязаны отвечать на любые вопросы.
Я уже написал, что в задачу, которую Вы обсуждали с Герусом и другими, не вникал и делать это не собираюсь.
И я вам не арбитр.
 
Александр Ильич,
Отвечу комплексно, хотя сам не понимаю зачем? На счет ужа. Как было мной сформулировано условие задачи? Пустой тонкий высокий стакан небольшим порывом ветра опрокидывается, а не едет. Что это означает? Это означает, что, даже при действии ветра на всю боковую грань стакана, а не только на его верхнюю часть, сил трения достаточно для того, чтобы противодействовать ветру. Значит коэффициент трения заведомо не равен 0. После этого Вы к моему решению привели 3 возражения: 1 - я не учел в своей формуле силу трения; 2 - не учел подъема центра тяжести; 3 - я утверждал, что чем выше стакан, тем выше устойчивость. Все Ваши возражения были мной полностью разбиты. Аргументы против пунктов 2 и 3 Вы проигнорнировали, ничего не противопоставив им, а вот за первый попытались зацепиться, задавая бессмысленный вопрос, не имеющий отношения к постановке задачи: а что будет, если коэффициент трения равен 0? Или...или тоже, не решив задачу, сразу предложил рассмотреть ее модификацию, предлагая рассмотреть устойчивость стакана со льдом на боку. Я такие предложения всегда игнорирую. И не стал отвечать на Ваше совершенно тривиальное отвлечение. Но Вы с присущим Вам упорством задавали и задавали мне этот вопрос, на который я не отвечал. Так кто из нас вертится, как уж?

Продолжим про ужа. Чайник предложил Вам простейший вопрос из школьной программы, попросив указать точку приложения и направление силы трения для шарика, катящегося по ровной плоскости. Вы сходу дали абсолютно неверный ответ. А когда Вам Чайник на это указал, стали писать, что Вы имели в виду не свободно катящийся шарик, а колесо автомобиля, движущегося принудительно. Это как? Каким образом в Вашей голове свободно катящийся шарик странсформировался в принудительно движущееся колесо? К тому же и этот ответ не верен!!! Вовсе не всегда у принудительно движущегося колеса сила трения направлена вперед. Я понимаю, что Вы не водитель и, добавлю, - не железнодорожник, но знать что вовсе не всегда сила трения качения на автомобильном и железнодорожном транспорте направлена вперед, физику, к тому же обущающему детей, все же, знать необходимо.
Изменено: Gierus - 10.11.2021 11:15:37
 
Цитата
ili...ili написал:
Формула вроде правильна (если под mg понимать массу воды), а вывод принципиально неверный.
Это сильно. Так не бывает: либо одно, либо другое.
Цитата
ili...ili написал:
Именно поэтому свалить высокий стакан гораздо легче, чем приземистый.
Если взять высокий стакан с водой и расплющить его, превратив в приземистый, то, конечно, его опрокинуть труднее. В полном соответствии с моей формулой. В нем (стакане) масса останется прежней, а отношение а/Н изментся именно так, как требуется. Ты сравниваешь не то, что надо. С увеличение высоты заполненного водой стакана, с одной стороны падает отношение а/Н, что облегчает опрокидывание, а с другой - растет масса воды, что приводит к требованию бОльшего усилия. Эти два эффекта полностью компенсируются.
Изменено: Gierus - 10.11.2021 11:16:16
 
Теперь вернемся к постановке задачи Чайником - указать точку приложения и направление силы трения качения свободно катящегося шарика. Для простоты рассмотрим ситуацию, когда шарик значительно мягче поверхности. Обратный случай и случай одинаковой жесткости не намного сложнее в рассмотрении. Каковы причины возникновения трения качения? Основных причин две: не абсолютно жесткие материалы и адгезия, то есть, прилипание материалов друг к другу.

Рассмотрим сначала неподвижный шарик. Под действием силы тяжести он немного сминается - он касается поверхности не одной точкой, а некоторой областью. Его форма явлется уже не шаровидной, а более сложной - с плоским низом и немного спюснутыми соседними областями силами реакции опоры. Изменением его радиуса в других областях можем пренебречь, поскольку в реальности для достаточно твердых материалов эти области очень малы. Относительно вертикальной оси, проходящей через центр шарика картина деформации симметрична.

Теперь толкнем шарик так, чтоб он покатился вправо. Что произойдет? Правая часть низа шарика будет накатываться на части поверхности, передавая ей часть своего импульса. Из-за этого появляется увеличение реакции опоры в правой части шарика. Эта сила в крайней точке касания шарика с поверхностью направлена препендикулярно к поверхности шарика, то есть, имеет как вертикальную, так и горизонтальную составляющие. В итоге шарик в правой части сомнется немного сильнее, чем когда он просто лежал. Что произойдет с левой частью? Поскольку центр тяжести шарика не меняет свое высоты, а вертикальная часть реакции опоры справа возросла, то это неизбежно означает, что реакция опоры слева должна уменьшиться (иначе центр тяжести сместился бы по высоте). Это означает, что на правую смятую часть шарика в горизонтальном направлении действует бОльшая сила, чем на левую. Пропала симметрия деформации шарика. Другими словами, шарик справа накатывается на поверхность, а слева - укатывается от нее.

Но есть еще и адгезия. Она приводит к тому, что отрыв частей с левой стороны шарика от поверхности затруднен прилипанием. Это приводит к тому, что край левой части шарика оказывается не сплюснутым, а наоборот, вытянутым. И это приводит к дополнительной силе, горизонтальная часть которой, направлена назад.

Таким образом, сила трения является результатом сложения горизонтальных проекций двух сил, одна из которых приложена к правой нижней части шарика, а вторая - к левой.  
 
Цитата
Gierus написал:
А не могли бы рассчитать, какую силу надо приложить к середине верха квадратного стакана высоты Н, если он заполнен водой до высоты h, чтоб его начать заваливать?? Сторона квадратного основания равна a.  

Цитата
Gierus написал:
F> mg/2*(a/H).

Цитата
Gierus написал:
С увеличение высоты заполненного водой стакана, с одной стороны падает отношение а/Н, что облегчает опрокидывание, а с другой - растет масс воды, что приводит к требованию бОльшего усилия. Эти два эффекта полностью компенсируются.

Видно, что у тебя возникли какие-то проблемы с обозначениями, а возможно и с рассуждениями. Ведь очевидно, что от заполнения водой стакана отношение а/Н измениться не может. Повторю твоё обозначение: стакан "заполнен водой до высоты h".

Теперь по поводу неправильного решения.
Повторю еще раз твою задачу:
Цитата
Gierus написал:
Пусть имеется тонкий, узкий, но высокий стеклянный стакан, который стоит на столе на открытом воздухе. Понятно,, что он не сильно устойчив - порывом не самого сильного ветра он может опрокинуться. Нальем в него немного воды. Он явно станет устойчивее. Потом добавим воды. Интуитивно кажется, что когда мы водой его полностью заполним, он опять станет неустойчивым.
Вопрос. При каком уровне заполнения стакан будет максимально устойчивым? И почему?

И повторю еще раз, что у тебя нет определения устойчивости. Да и в принципе его дать чрезвычайно трудно. В одной математике для этой устойчивости имеется не менее десятка вариантов определений. Так вот, в твоей задаче присутствует важный момент к определению устойчивости - это слово "порыв" (порыв ветра). И если это, наконец, понять, то сразу решение в статике можно отправлять на помойку. Решать нужно сложную динамическую задачу. И для нее последнее предположение, скорее всего, будет справедливым: "Интуитивно кажется, что когда мы водой его полностью заполним, он опять станет неустойчивым". Не то что неустойчивым, а менее устойчивым, чем заполненный наполовину или на треть.

Объяснения, думаю, тебе и самому понятны. Порыв ветра имеет достаточно силы, чтобы наклонить полный стакан до начала его опрокидывания. Наполовину наполненный стакан этот же самый порыв отклонит не 2 раза дальше (что привело бы к таким же последствиям, то есть к опрокидыванию), а несколько меньше. И за счет снижения центра тяжести этого порыва окажется недостаточно. Всё дело в учете этих порывов, их длительности.

А если рассматривать устойчивость стакана не к ветру, а к тряске (как например, в поезде), то решение будет еще более определенным в пользу неполно налитого стакана.
 
Не ,
Цитата
Gierus написал:
квадратного стакана высоты Н,
Н -- это параметр стакана и он не меняется от количества влитой воды.
Тогда с уменьшением веса воды (числитель) при постоянной Н (знаменатель) сила ,необходимая для переворота ,уменьшается..
 
ili...ili,
У меня время заканчивается. Тем не менее, отвепчу.
Цитата
ili...ili написал:
И повторю еще раз, что у тебя нет определения устойчивости.
Конечно нет. Это мог бы сделать каждый решающий, если бы имело смысл. Но рассматриваются одинаковые внешние условия - порывы ветра или постоянный ветер, нажатие пальцем на верх стакана и др. для разных состояний заполненности стакана. И требовалось указать, какая степень заполненности стакана более устойчива к внешнему воздействию. Ведь, не хочешь же ты сказать, что существуют такие типы воздействия, при которых максимальная устойчивость будет разной для разной степени заполнения?

Все. Мое время истекло. Очень жаль, что такая элементарная задача вызывает столько споров и непониманий. Но таков уровень нашей КиН ныне...
 
Цитата
Gierus написал:
Но таков уровень нашей КиН ныне...
Ну, это хорошо, что ты зеркало перед собой поставил.
 
Цитата
Gierus написал:
Ведь, не хочешь же ты сказать, что существуют такие типы воздействия, при которых максимальная устойчивость будет разной для разной степени заполнения?

Кстати, не могу не обратить внимание на совершенно неграмотную фразу. Максимальная устойчивость U - это решение уравнения U=f(h). Как можно при это писать, что максимум будет разный для разных h?
 
ili...ili, camus,
Ну как же так можно заблудиться в трех соснах? Ну посмотрите вывод формулы. Все станет очевидным. Зависимость от h никуда не пропала - она перешла на массу m!!! В формулу входит и высота стакана и степень заполнения. Дальше сражайтесь сами.
Страницы: Пред. 1 ... 266 267 268 269 270 ... 316 След.