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 ... 267 268 269 270 271 ... 316 След.
Ответы
 
Цитата
Gierus написал:
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.
Цитата
Gierus написал:
определения устойчивости ... мог бы сделать каждый решающий

Замечательно. Этим и займемся.
Рассмотрим одинаковые внешние условия для разных состояний заполненности стакана.
Условие одинаковое и такое: нажатие пальцем на верх стакана (толчок) с силой 5 г.
Определим толчок как усилие, сдвигающее верх стакана на 1 см за время 0,2 с.
Данные цифры приведены достаточно условно, но примем, что толчка достаточно, чтобы стакан по инерции прошел еще такую же часть пути при полной массе (заполненности).
Имеем стакан с тем же самым квадратным дном со стороной а = 2 см и высотой Н = 10 см с пренебрежимо тонкими стенками из крайне прочного стекла.
Тогда по имеющейся формуле нашего толчка достаточно (с некоторым запасом, достаточно силы в 4 г), чтобы опрокинуть полный стакан.
Если мы отольем половину воды и снова толкнем стакан, то произодут следующие события:
- стакан от толчка будет разгоняться быстрее, так как он будет легче,
- после прекращения воздействия стакан по инерции будет замедляться также быстрее, по той же причине,
- примем (по вышеобозначенному прецеденту: "Эти два эффекта полностью компенсируются"), что отклонение произойдет на то же расстояние, на 2...2,2 см,
- однако при наполовину налитом стакане требуемое смещение должно составлять не 2, а 4 см.
- стакан качнется и вернется в исходное положение.

В зависимости от силы и скорости толчка устойчивое состяние стакана может быть при разной его наполненности.
Точное и правильное решение возможно лишь при учете собственно веса стакана и сил инерции, то есть его поведении после толчка. Но такие задачи мы еще не решали. Но именно в этом случае можно говорить об устойчивости. Для статики, когда сила "приложена" и ничего не известно про нее дальше, термин "устойчивость" даже и применять неправомерно.
 
Да ничего я не блукаю в соснах. Разбирайтесь сами.
 
Gierus, а это что?
Цитата
Gierus написал:
С увеличение высоты заполненного водой стакана, с одной стороны падает отношение а/Н

Глупость же.
 
Цитата
ili...ili написал:
Gierus , а это что?

С увеличение высоты заполненного водой стакана, с одной стороны падает отношение а/Н
У тебя еще проблемы с русским языком? Рассматривается множество заполненных водой стаканов. Высота этих заполненных водой стаканов обозначена, как Н, а - размер ребра на дне. Если тебе непонятно, что чем больше высота, т.е. Н при неизменной а, тем меньше будет отношение а/Н, то скажи, чем я тебе могу помочь? У меня дочь (которая когда-то работала у тебя) преподает русский язык. Могу посоветовать обратиться к ней, чтоб пару уроков русского языка тебе дала за умеренную плату.
 
Цитата
Gierus написал:
стакана высоты Н, если он заполнен водой до высоты h
Цитата
Gierus написал:
Высота этих заполненных водой стаканов обозначена, как Н

Ну а ты меняй обозначения почаще и лови читающих на этом (как раньше менял местами v и u в задаче об электроне). И будет тебе счастье.
Да и речь давно уже не об этом.
 
Еще раз о задачке с шариком и силе трения.
Условия повторять не буду, добавлю только, что задачка по своей постановке (предложена на устном экзамене по физике) является модельной, т.е. предложено ответить на конкретные вопросы, а не исследовать явление трения со всеми вариантами за те несколько минут, которые даны на ответ.
Поскольку модель, то всё считается идеальным -- шарик твердый и круглый, дождя, снега и ветра нет, и вообще не учитывается ничего, что прямо не указано в условии.
Итак: плоскость под шариком прогибается -- прогиб есть всегда, иначе отсутствовала бы "реакция опоры". Соответственно, шарик выкатывается из ямки и точка приложения силы смещается в сторону движения (для определенности, считаем вправо). При этом под ним уже не горизонтальная опора, а слегка наклонная.
Значит, сила, действующая на шарик, будет иметь наклон влево. Что здесь важно, и на что часто не указывают -- линия действия силы проходит несколько выше центра шарика.
Вертикальная составляющая силы просто компенсирует вес шарика, а горизонтальная -- это и есть то, что, что обычно называют трением качения.
Кажется, всё. О трении можно говорить долго и интересно, но это уже совсем другой разговор.
Добавлю только для школьников: трение скольжение возникает только тогда, когда есть трение, а трение покоя (название крайне неудачное) когда есть другая сила, для которой трение покоя есть просто реакция опоры по третьему закону гениального Ньютона. В нашей конкретной задачке трением покоя вполне можно назвать вертикальную составляющую рассмотренной выше силы.
 
Chaynic,
А куда приложена сила, не указал...
 
Цитата
Chaynic написал:
И я вам не арбитр.
Разумеется, не арбитр. Мне и в голову не пришло бы считать вас арбитром. Выслушать - да, согласиться или не согласиться - да.  Но не более. Для меня арбитры - Фейнман и Парселл, которые однозначно утверждают об электронейтральности проводника с током. Меня просто интересовало ваше мнение об этом. Так же как вас вдруг заинтересовало мое понимание трения качения, которое в данный момент меня не интересовало. Вы отвечать отказались. И мне понятно, почему. Меня не вводят в заблуждение ваши слова о том, что это вам не интересно.  1000% за то, что вы внимательно читали и Фейнмана, и Парселла, иначе какой же вы были бы редактор научных изданий?  И ваше молчание красноречивее всяких слов - вы с Gierusом друзья и портить с ним отношения не хотите. А как же научная честность? Поэтому я больше не требую у вас ответа на этот вопрос, хотя вы обязаны были на него ответить на основе взаимности, иначе где же ваша честность?
Теперь по сути моего ответа на ваш вопрос, в посте 8018
Цитата
Александр Ильич написал:
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
Сравниваю с вашим ответом в посте 8046
Цитата
Chaynic написал:
Вертикальная составляющая силы просто компенсирует вес шарика, а горизонтальная -- это и есть то, что, что обычно называют трением качения.
По-вашему это не одно и то же?
Да и вообще любая сила трения  - это горизонтальная составляющая реакции опоры, что сила трения покоя, что сила трения скольжения. Так что с вашим утверждением
Цитата
Chaynic написал:
В нашей конкретной задачке трением покоя вполне можно назвать вертикальную составляющую рассмотренной выше силы.
я не согласен. Не вертикальную, а горизонтальную. Хотя, это скорее всего описка. Gierus бы вцепился.
Не согласен я и с вашим утверждением о неудачности термина
Цитата
Chaynic написал:
Добавлю только для школьников: трение скольжение возникает только тогда, когда есть трение, а трение покоя (название крайне неудачное)
Есть принятая терминология, которой придерживаются физики, чтобы однозначно понимать друг друга. Лошадиная сила - вовсе не сила, однако все понимают друг друга. Неудачный термин - это ваше личное мнение, или мнение еще кого-либо, которое вы прочитали , или услышали. Поэтому, доносить ваше мнение до школьников я не буду, пусть привыкают к принятой терминологии.
Ваш выпад меня удивил, мы вроде раньше обсуждения вели без выпадов и нравоучений.  
 
Цитата
Chaynic написал:
шарик выкатывается из ямки
За здорово живёшь он не выкатится. Значит на него подействовала сила  Предположим её вектор находится на прямой, параллельной плоскости стола, проходит через центр шарика  и направлен вправо.
Таким образом в наличии пара сил ,а, следовательно ,будет и равнодействующая.
Вопрос ,куда она будет направлена?
 
Цитата
Gierus написал:
Chaynic,
А куда приложена сила, не указал...
Вы о чём? Если о задаче с шариком, то к шарику в точке касания. И как направлена тоже написал.
Или Вы о чем-то другом?
Цитата
Александр Ильич написал:
Неудачный термин - это ваше личное мнение
Вы совершенно правы, это мое личное мнение. И то, что это общепринятый термин вовсе не означает, что он удачный -- трения при этом ведь нет, а термин только приводит к путанице, вот и Вы запутались.Есть и другие общепринятые термины, которые мне представляются крайне неудачными, но об этом как-нибудь в другой раз.
Если Вам интересно, подумайте на досуге: что такое "закон природы" -- термин, гораздо более распространенный, чем "трение покоя".

Цитата
Александр Ильич написал:
1000% за то, что вы внимательно читали и Фейнмана, и Парселла
Не хотелось бы Вас огорчать, но Вы ошибаетесь.  
 
Цитата
Chaynic написал:
И то, что это общепринятый термин вовсе не означает, что он удачный -- трения при этом ведь нет, а термин только приводит к путанице, вот и Вы запутались
С чего это вы взяли, что я запутался? Трение покоя и трение скольжения разные силы, разве я утверждал, что это одна сила?
Все я высказал правильно. И та, и другая - это горизонтальная проекция реакции опоры. И это важнее тактильных ассоциаций. Под это же определение подпадают и силы трения качения, и силы "жидкого трения" :)  Вот уж раскритикуйте и термин "жидкое трение", вот уж где ничего друг о друга не трется. Так что ваши философские упражнения меня не впечатляют. Тем более, даже вредно продвигать ваши размышления в массы. И роль силы трения в переворачивании бруска Gierus  так и не понял. Если и вы не поняли, могу объяснить подробнее.
Цитата
Chaynic написал:
Если Вам интересно, подумайте на досуге: что такое "закон природы" -- термин, гораздо более распространенный, чем "трение покоя".
Досуга у меня практически нет.  А по поводу "закона природы" - может вы неудачно выразились? Вы имели в виду "фундаментальные законы природы"? Так могу сказать (и на уроках так же говорю), что это экспериментально обнаруженные законы, отклонения от которых в настоящее время  пока не обнаружены, несмотря на громадное количество экспериментов. Причем законы эти выполняются только в определенных границах. Например, закон всемирного тяготения выполняется только в инерциальных системах отсчета.для точечных неподвижных масс, закон Кулона - в инерциальных системах отсчета для точечных неподвижных зарядов в вакууме и т.д.
Цитата
Chaynic написал:
ЦитатаАлександр Ильич написал:1000% за то, что вы внимательно читали и Фейнмана, и Парселла
Не хотелось бы Вас огорчать, но Вы ошибаетесь.  
Как говорил Станиславский, не верю. В вузах это проходят. Или вы хотите сказать, что читали невнимательно? Как Gierus? Я сейчас занимаюсь олимпиадой. Проверять 800 работ. На это дана неделя. В следующий перерыв постараюсь описать доступный всем опыт по опрокидыванию бруска, при котором определяется коэффициент трения.
 
Цитата
Chaynic написал:
Если о задаче с шариком, то к шарику в точке касания.
Мне в Вашем объяснении не все нравится. Во-первых, поскольку шарик или поверхность не абсолютно жесткие, то касаются друг друга не точки, а зоны. Во-вторых, из Вашего огбъяснения неясно, почему Вы учитываете реакцию опоры в правой части, а игнорируете - в левой. Ведь, когда шарик стоит, обе реакции есть. Вернее, в каждой точке соприкосновения. Мое объяснение мне нравится больше - корежится симметрия деформации при движении. И возникает разность сил, действующих на разные части шарика, направленная против движения. То есть, суммарная сила состоит из двух компонент, направленных в разные стороны и приложенная к разным частям шарика.
Изменено: Gierus - 10.11.2021 22:14:07
 
Таким образом, решена задача об опрокидывании, но и близко не решена задача об устойчивости.
 
Цитата
Александр Ильич написал:
Или вы хотите сказать, что читали невнимательно? Как Gierus?

Сколько же ехидства в этом человеке...
 
Цитата
Александр Ильич написал:
В следующий перерыв постараюсь описать доступный всем опыт по опрокидыванию бруска, при котором определяется коэффициент трения.
Цитата
ili...ili написал:
Таким образом, решена задача об опрокидывании, но и близко не решена задача об устойчивости.
Описываю опыт по определению коэффициента трения. Ставим спичечный коробок (или любой другой однородный параллелепипед) на торец. Предварительно измеряем ширину боковой стороны, которую обозначаем буквой а. Посередине широкой грани проводим карандашом линию на всю высоту. Острием карандаша прикладываем горизонтальную силу сначала вблизи поверхности стола, добившись равномерного движения бруска. В этом случае брусок опрокинуть не удается, а сила, с которой мы давим, равна силе трения скольжения μ. В этом случае брусок устойчив, т.к. момент силы тяжести mgа/2 больше момента приложенной силы. Постепенно перемещаем вверх точку приложения силы, пока не дойдем до точки, с которой начинается опрокидывание. Высоту этой точки обозначим буквой h. Т.к. при достижении этой точки начинается опрокидывание, то в этой точке сила трения скольжения сменяется максимальной силой трения покоя, которые с достаточной точностью примерно равны друг другу. В этой точке происходит переход от состояния устойчивости к опрокидыванию. Момент силы тяжести равн моменту горизонтально приложенной силы.      μmgh=mgа/2 .  mg сокращается  μ=а/2h. Из этой формулы видно, что при увеличении высоты точки приложения горизонтальной силы, опрокидывание происходит при все меньших значениях коэффициентах трения, т.е. при этом теряется устойчивость. от массы результат не зависит.

 
Цитата
Gierus написал:
Замечу, что ни Вы, ни АИ своего решения так и не смогли представить
Вот мое решение. Я пытался добиться от Gierusа пояснения роли силы трения, но он так и не смог этого сделать.
 
Цитата
Александр Ильич написал:
(или любой другой однородный параллелепипед)

К сожалению, стакан с водой разного уровня - не однородный параллелепипед. И приведенное решение на случай стакана с водой - а именно про него спрашивал Герус - не распространяется.
 
Цитата
Gierus написал:
Мне в Вашем объяснении не все нравится
Я предложил простейшую модель, и привел решение для этой модели.
Вы предлагаете другую модель, мотивируя это тем, что она ближе к реальности.
Приведите решение задачи  для этой своей модели и посмотрим, насколько эти два решения отличаются
 
Цитата
Chaynic написал:
Я предложил простейшую модель, и привел решение для этой модели.
Попробуйте для своей модели описать движение мягкого шарика по твердой поверхности. Не уверен, что так же легко сможете описать этот случай.

Тем более, что в Вашей модели непонятен момент, на который я уже указывал: когда шарик неподвижен, то реакция опоры действует на все точки касания шарика поверхности. А когда он у Вас начал двигаться, то, почему-то, Вы рассматриваете только правую часть шарика, наползающую на наклонную плоскость. А уползающую левую сторону игнорируете. А ведь там реакция опоры есть, и проекция этой силы толкает шарик вперед.
Изменено: Gierus - 11.11.2021 16:05:20
 
Цитата
Chaynic написал:
Приведите решение задачи  для этой своей модели и посмотрим, насколько эти два решения отличаются
Легко. Пусть поверхность намазали тонким слоем эластичного клея. Для Вашей модели шарик никак клей не почувствует и будет катиться по-прежнему. А в моей -  левая часть шарика при отлипании (именно левая) будет дополнительно тормозиться из-за того, что поверхность будет тянуть шарик назад..
Изменено: Gierus - 11.11.2021 16:06:12
 
Цитата
Gierus написал:
Попробуйте для своей модели описать движение мягкого шарика по твердой поверхности
Вы предложили модель, Вы и описывайте. Если это сложно, значит модель неудачная, нужно её упростить, чтобы описание было возможным. Вперед!
Цитата
Gierus написал:
когда шарик неподвижен, то реакция опоры действует на все точки касания шарика поверхности
Когда шарик неподвижен, то совсем другой расклад сил. Я рассматривал, как поставлена задача -- шарик движется...

Как я понял, Вы для своей задачи указать приложение и направление силы трения не хотите или не можете. А я и пробовать не буду.
 
Цитата
Chaynic написал:
Когда шарик неподвижен, то совсем другой расклад сил. Я рассматривал, как поставлена задача -- шарик движется...
Не понимаю, почему. Что, в этой задаче нет плавного перехода? Или на левую часть области касания не действует реакция опоры как во время движения, так и в неподвижном состоянии?
Цитата
Chaynic написал:
Как я понял, Вы для своей задачи указать приложение и направление силы трения не хотите или не можете.
Ну как же "не хочу или не могу"?  Я ведь в своем решении написал, что сила трения состоит из геометрической суммы двух горизонтальных компонент реакции опоры в разных точках. Первая более сильная компонента приложена к правой стороне области касания и направлена назад. А вторая, меньшая по величине - к левой и направлена вперед.
Изменено: Gierus - 11.11.2021 16:19:27
 
Цитата
Gierus написал:
Первая более сильная компонента приложена к правой стороне области касания и направлена назад. А вторая, меньшая по величине - к левой и направлена вперед.
Хорошо. И, если я правильно понял, расстояние между точками приложения этих сил не слишком велико, существенно меньше радиуса шарика.
Тогда можно заменить их разностью, приложенной в точке между ними. Или такое упрощение что-то принципиально меняет?
 
Цитата
Chaynic написал:
Или такое упрощение что-то принципиально меняет?
Меняет. Я же написал, в чем отличие наших решений. Неучет влияния левой части шарика не позволяет понять, как влияет прилипание. Тем более, я не понимаю чисто логически Ваше решение. Меня учили, что нужно учитывать все (существенные) силы, действующие на тело. А Вы почему-то, левую часть шарика проигнорировали, хотя реакция опоры там практически такая же.
 
Gierus, Что это меняет в балансе действующих сил?
 
Chaynic,
Это - ничего. Если Вы имеете в виду, что точки приложения сил находятся почти рядом. Для этих целей (для баланса сил) разницы нет.
Но Вы сами просили указать точку (точки) приложения сил. Но если учитывать прилипание, то в этом слоучае очень важно, в какой точке оно происходит. Вот тут стягивание двух точек в одну уже не правомерно.

О чем спорим? Мое решение Вас чем-то не устраивает?
Изменено: Gierus - 11.11.2021 17:58:58
 
Gierus, Вы опять ушли куда-то в сторону. Я решал конкретную задачку, в ней "прилипание" не предусмотрено. Вам решение не понравилось, как выясняется, потому, что Вы считаете, что я должен решать совсем другую задачку, которая Вам, видимо, нравится больше. Если с первой можно считать вопрос закрытым, другой мы займемся в другой раз, если Вы не возражаете.
 
Chaynic,
Не, не возражаю.
 
Цитата
Gierus написал:
Мое решение Вас чем-то не устраивает?
Полностью устраивает. Осталось только уточнить, почему возникающий момент сил относительно центра шарика, этот самый шарик не закручивает.
 
Цитата
Вопрос красивый. Браво. Думаю.
Изменено: Gierus - 11.11.2021 18:51:34
Страницы: Пред. 1 ... 267 268 269 270 271 ... 316 След.