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 ... 67 68 69 70 71 ... 316 След.
Ответы
 
Цитата
Gierus пишет:
при взрыве метеорита высвободилась определенная энергия Е, которая перешла в кинетическую энергию разлетевшихся обломков. Пусть метеорит разлетелся на i одинаковых обломков. Тогда i*Mi*Vi^2=2E. Поскольку сумма i*Mi=M(масса метеорита), то отсюда видно, что Vi является константой, от i не зависящей.
это верно для средней скорости, но не для максимальной. пусть у нас есть выборка некоторой мощности из некоторого рапспределения. среднее значение элементов всегда одно и то же ; но значение максимального элемента в выборке, вообще говоря, будет зависеть от ее мощности согласно "статистике предельных величин"... советую прочитать http://math-portal.ru/izdatelstvo/2262-statistika-ekstremalnyh-znacheniy-gumbel-e.html
 
Цитата
Gierus пишет:
На всякий случай еще поясню. На диполь, который не может поворачиваться, действует не само поле, а его производная в направлении оси.
Мне это утверждение кажется совершенно ошибочным.

И вопрос с дыркой ("То, что магнит не простой, а кольцевой с дыркой посередине, дело почти не меняет") не раскрыт. Дырка полностью меняет дело.
 
Не менее интересен и вопрос с "соскальзывание" волчка при изменении ориентации оси нижнего магнита. Соскальзывание происходит моментально, если ось не строго вертикальна. Но есть и альтернативная игрушка, сюжет №14 тут. Предлагаю описать конструкцию этой игрушечки.
 
Black&High,
Не буду я целую книжку скачивать и читать. Наверняка там обсуждается совсем не такой случай. Своими словами ты ничего обосновать не можешь. А то, что я тебе пишу, опровергать не пытаешься. Говорить про максимальное значение при статистическом распределении чего-либо вообще бессмысленно. Тем более, что ты про максимальное значение первый раз здесь заговорил.
 
Цитата
Gierus пишет:
ты про максимальное значение первый раз здесь заговорил.
да разве ?..

Цитата
l b пишет:
мелкие осколки достигли земли со скоростью 30 км/с.

Объясните, как там может быть?
что это, как не разговор и возможности (вероятности) таких экстрематьных значений ?..
 
Цитата
l b пишет:
Значит, половина метеорита улетела обратно в космос...
Да нет, далеко не значит. Это значит, что у кого-то проблемы с арифметикой.
С какой скоростью будут вылетать назад частицы в момент взрыва? Если средняя скорость прилетающих на землю мелких частиц 30 км/сек, а сам метеорит летел со скоростью 11 км/сек, то эту скорость легко посчитать: относительно метеорита эта скорость равна 30-11=19 км/сек. Значит относительно Земли эта скорость равна 19-11=8 км/сек. То есть, частицы, летящие строго в обратном направлении относительно Земли едва-едва наберут 1-ю космическую скорость и никак в космос попасть не смогут. Из тех частиц, которые не попадут в Землю, максимальную скорость SQRT (19^2+11^2) = 22 км/сек будут иметь частицы, летящие почти перпендикулярно Земле. То есть, половина частиц, летящих не к Земле, будут иметь распределение по скоростям между 8 и 22 км/сек. Что произойдет с кусками, летящими со скоростями, близкими к максимальным? Учитывая, что сам метеорит, летевший со скоростью 11 км/сек разогрелся от трения так, что взорвался, а также, учитывая, что сила трения о воздух пропорциональна квадрату скорости (при таких скоростях), а также то, что таким частицам придется лететь не поперек, а вдоль всей атмосферы, шансов вылететь из нее, не сгорев, практически нет. Таким образом, частицы, летящие строго назад, летят слишком медленно (значительно меньше 2-й космической скорости), а летящие перпендикулярно, летят слишком быстро, чтоб не сгореть. В итоге, может и найдутся какие-то отдельные сильно тугоплавкие частицы, летящие со скоростью, превышающую 11 км/сек, которые смогут покинуть атмосферу. Да и то, не уверен.

Вообще, более правильно рассматривать распределение не между 22 и 8 км/сек, а между 19 и 8. Поскольку частицы со скоростями 22 км/сек воткнутся в Землю. Это еще сильнее уменьшает шансы частицам покинуть Землю.
Изменено: Gierus - 16.11.2013 17:22:07
 
Gierus, ты не представляешь, как достал уже своими наездами.
Мне кажется, ты и шуток не понимаешь...
(К тому сам доказал, что значительная часть осколков будет иметь скорость более 11 км/час, а если они даже и сгорят, то не из-за "проблем с арифметикой").
 
Цитата
l b пишет:
ты не представляешь, как достал уже своими наездами.
А скажи, плз, это как, по-твоему, не похоже на наезды?

Что ж, надо признать, товарищ где-то видел конструкции УКВ антенн! Правда, никогда их не рассчитывал...

По сути хочется отметить два "недоразумения" (это чтобы не писать слова про откровенную чушь):

Заметим, это пишет человек, так подозреваю, не державший в руках ни одной СВ-антенны человеку, который их разрабатывал, изготавливал и эксплуатировал в огромных количествах. А теперь сравни с тем, что я написал тебе... Ну ладно, это все эмоции. Если обидел, прости. Но и сам тогда "следи за базаром".

Теперь по сути. Давай-ка я поточнее рассчитаю процент частиц, которые могут покинуть притяжение Земли. А то прикидывал как-то уж очень небрежно.
Итак. Рассчитаем, с какой скоростью могут лететь по касательной к Земле частицы. Относительно метеорита их скорость должна равняться минус 11 км/сек (поскольку сам метеорит летит к Земле со скоростью плюс 11. Поскольку полная скорость частиц относительно метеорита равна 19 км/сек, то касательная компонента скорости равна SQRT( 19^2-11^2)~15 км/сек. Таким компонентам скорости отвечает вылет относительно метеорита под углом ~37 град. к касательной.

Теперь посчитаем, под каким углом в системе координат метеорита должны лететь частицы, чтоб их скорость равнялась 11 км/сек относительно Земли. Касательная компонента Vt будет одинаковой в обеих системах координат, а нормальная Vn будет отличаться на 11 км/сек. Итак: в системе координат метеорита: Vt^2+ Vn^2=19^2. В системе Земли: Vt^2+(Vn-11)^2=11^2. Из этих двух уравнений легко найти: Vn=16 км/сек, Vt=10 км/сек. Этим скоростям отвечает угол вылета (относ. метеорита) 58 градусов. Таким образом, частицы, имеющие скорость выше 2-й космической должны лежать в угле 58-37=21 град. Таким образом, их доля составляет 21/180=12 процентов, а никак не половина.

Если теперь посмотреть на этот угол с Земли, то частицы должны вылетать от касательного направления до угла, тангенс которого равен (16-11)/10. Этот угол равен 27 градусов к касательному направлению (относительно Земли). То есть, как я уже отмечал, все эти частицы должны лететь под очень небольшим углом через всю атмосферу с весьма значительными скоростями, заметно большими, чем летел сам метеорит. Соответственно, поскольку путь в атмосфере будет куда большим, чем проделал метеорит, трение, а, значит и нагрев, так же будут значительно больше, и они попросту либо сгорят в атмосфере, либо затормозятся об нее, потеряв заметную часть скорости. Так что, за загрязнение космоса можешь не беспокоиться - ничего наружу не вылетит.
 
Цитата
Gierus пишет:
А скажи, плз, это как, по-твоему, не похоже на наезды?
Нет. Это симметричные ответы на твоё нежелание а) объяснить, б) понять (что тебя спрашивают). Например, по первой цитате это было в ответ на твоё: "Нее, это уже выше моих сил. Пусть тебе Чайник рассказывает, как сигналы детектируются, как автотрансформатор работает. А меня уволь". А ведь ты по сути так ДО СИХ ПОР и не смог признать, что нет там никакого автотрансформатора, что не бывает  автотрансформаторов с ортогональным расположением обмоток. И как антенна эта верхняя спираль не может выдать ничего в точке, подключенной строго в середине большой спирали. Если там что-то и происходит (кроме жульничества), то м.б. за счет постоянных магнитных полей. Но этого я не понимаю. Ну, а про детектирование лампочкой... хм, а что это, как ни чушь?
Пожалуйста, если по-прежнему не признаешься в ошибке - объясни же, как работает столь странный автотрансформатор и лампочка-детектор.

Цитата
Gierus пишет:
Заметим, это пишет человек, так подозреваю, не державший в руках ни одной СВ-антенны
Не могу тебя порадовать насчет твоей проницательности. В детстве, как и все, мотал катушки на ферритовые стержни, причем, конечно, с отводами для согласования. Во взрослом состоянии долгие годы разрабатывал специальные, особенно сверхширокополосные антенны. Рассчитывал, измерял их диаграммы направленности, поляризацонные характеристики, внедрял. Одно из изобретений касается излучателя неполяризованных волн.

Цитата
Gierus пишет:
Теперь по сути.
Молодец, серьезно подошел к решению задачи!
Однако я не смог вникнуть во все премудрости расчета... Ибо мне показалось (может, я неправ?), что ты считал лишь для одного случая отвесного падения метеорита. Увы, чаще всего они врезаются в атмосферу под углом. И если этот угол будет достаточно острый, то сноп осколков вылетит с нужными скоростями вертикально вверх.
Однако, более всего в этой задачке меня смущает сам зубодробительно прямолинейный метод расчета. Я совершенно не представляю, как там оно бывает на самом деле, но у меня возникает следующее подозрение. Не сравнимо ли падение метеорита в атмосферу с ударом по нему кувалдой? То есть, кроме разогрева, не действует ли ударный фактор трения об атмосферу? Возможно, при этом распределение скоростей и направления разлета осколков вовсе не изотропно! Может быть, вперед почти ничего и не летит, а разлетается веером в стороны? И тогда собственная скорость от взрыва будет не 19 км/с, а почти эти самые 30.
 
l b,
Да, я считал для отвесного падения. Но это мало что меняет. Если бы, как ты говоришь, вперед ничего не полетело бы, то и на Земле такие частицы не были бы зафиксированы. Я не могу представить себе взрыва от разогрева от трения метеорита (напомню, что плотность воздуха нарастает не скачком, а экспоненциально), чтоб он был сильно анизотропным. Считать цифры для наклонного падения мне не интересно. Если хочешь, можешь проделать это сам по аналогии. Но не вижу в этом особого смысла.
 
Gierus,так и по твоим расчетам (повернув систему координат) всё ясно. Например, ясно, что это твоё утверждение: "Если бы, как ты говоришь, вперед ничего не полетело бы, то и на Земле такие частицы не были бы зафиксированы" неверно. Как раз боковой разлет осколков и донесет их до земли. И диапазон углов 58 - 37 может выстрелить вертикально вверх, от -10,5 до +10,5 градусов от нормали.
 
Метеоритная задача.
1) Есть такой Невский, автор гипотезы о взрывном распаде метеорных тел в результате электрического разряда. Эту гипотезу А. П. Невский впервые высказал еще в 1963 году в своем докладе на семинаре Комитета по метеоритам Академии наук СССР. По не совсем понятным причинам автор задержал свою публикацию на 15 лет. Только в 1978 году в «Астрономическом вестнике» (том 12, №4) появилась его публикация «Явление положительного стабилизируемого электрического заряда и эффект электроразрядного взрыва крупных метеоритных тел при полете в атмосферах планет»:
"Необходимо отметить и тот факт, что вещество особо крупных метеоритов, взорвавшихся на высотах 40—50 километров, может быть частично выброшено обратно в верхние слои стратосферы и даже космическое пространство. Это вызвано, в частности, тем, что метеорит взрывается с нижней стороны, а поэтому он сам или его крупные осколки получают мощный импульс в направлении от поверхности Земли".
2) Gierus, твой расчет углов и скоростей (для вертикального падения метеорита) неверен. Суммарная скорость определяется по теореме косинусов. Решением о равенстве скорости осколков 11 км/с является угол 30º,27. Таким образом, разлет в космос может осуществится от ~30 до 90 градусов, то есть в секторе почти 60º (30% массы метеорита улетает).
3) При падении метеорита под острым углом, скажем, в 10º, сектор улёта в космос составит от 40 до 170 градусов (относительно траектории метеорита), то есть 130º или 36% его массы. А по Невскому, конечно, гораздо больше, за счет "мощного импульса в направлении от поверхности Земли".
3) Я свой недоуменный вопрос про увеличение скорости частиц метеорита у земли по сравнения со скоростью при подлете задал из-за того, что недоумевал, какие милы могут разорвать метеорит, придав частицам такую дикую скорость. Тепловой взрыв меня не удовлетворял, невероятно, что из-за разогрева может быть такая катастрофическая добавка. С учетом электростатики объяснение становится лучше. Хотя всё равно, около 20 км/с... кажется чрезмерным.
 
И еще - очень хочется понять, как устроен этот левитрон (напомню, сюжет №14). Это явно не случай "уравновешивания магнитных и гравитационных сил". То есть одни лишь магнитные силы удерживают диск в заданной точке. Как?
 
Цитата

сюжет №14
В сюжете № 1 на 1мин 20 сек показано устройство левитрона  без волчка.Может № 14 разновидность.?
 
Цитата
l b пишет:

А вот не так давно передавали, что на землю
падал метеорит весом в несколько тонн, который приблизился к атмосфере планеты
со скоростью 11 км/с, в атмосфере взорвался, и мелкие осколки достигли земли со
скоростью 30 км/с.

Объясните, как там может быть?
Удивлен разгоревшейся дискуссией. Такое впечатление , что спорящие пытаются вывести « Закон сохранения кинетической энергии» , но такового не существует.    На самом деле закон сохранения механической энергии выглядит так:


mV²/2 – GMm/r = const


А отсюда следует , что если к Земле подлетело тело даже с нулевой скоростью , то к поверхности оно долетело бы со скоростью не меньше второй космической ( при отсутствии атмосферы). Потенциальная энергия переходит в кинетическую.  И обратный процесс – если мы хотим , чтобы аппарат покинул систему земли с нулевой скоростью , ему надо придать у поверхности скорость не меньше второй космической. А  в цитате сказано , что у метеорита при подлете уже была скорость больше десяти км в секунду.


В истории астрономии известны и болиды , которые ворвавшись в атмосферу Земли под углом , прогрохотав огненным шаром , улетали опять в космическое пространство. Во время бейсбольного матча в одной из школ США такой болид снят на видео, у меня есть этот фрагмент фильма
 
camus, там видно, как пластинка соскакивает при неосторожном движении. Аналогично, "волчок Геруса" - крайне неустойчивое создание. Основание с большим магнитом юстируют по горизонтали с помощью клинышков, а сам волчок - с помощью колец-насадок (по весу). Но в №14 поле умудряется поддерживать диск с боку! Причем без всякого смещения положения после поворота всей системы на 90 градусов. Какая же здесь может быть конфигурация полей?
 
Цитата
Александр Ильич пишет:
Такое впечатление , что спорящие пытаются вывести «Закон сохранения кинетической энергии» , но такового не существует.
Дельное замечание! Жаль, что его полностью поглощает другое: "(при отсутствии атмосферы)". Но атмосфера ведь есть. И она уменьшает скорость до установившегося значения, которое много, много меньше 30км/с! А это значит, что при взрыве обломки получили начальную скорость не 19 км/с, а больше. И при падении во всё более плотные слои атмосферы эта скорость падала, а не возрастала за счет притяжения.

Надо заметить, что интернет не хочет давать никаких теоретических материалов на тему взрывов метеоров. Наверное, специальная литература не оцифрована...
 
Цитата
l b пишет:
Тепловой взрыв меня не удовлетворял, невероятно, что из-за разогрева может быть такая катастрофическая добавка.
Ученый назвал взрывы метеоритов термоядерной реакцией
 
Пофантазируем. Лучше бы нарисовать конечно
Судя по тому ,что к подставке подходят провода ,в ней возможен тор  из проводов  обмотки (.как соленоид) .Диаметр этого тора (по картинке) где-то 80 -90 мм Максимальное поле сосредоточено вокруг тора ,а в месте, где находится пластинка, образуется как бы воронка из  магнитных силовых линий.
В пластинке находится магнит в виде кольца ,полюса которого расположены на внешнем и внутреннем диаметре кольца.
Фантазии кончились.
 
Цитата
l b пишет:
метеорит весом в несколько тонн, который приблизился к атмосфере планеты со скоростью 11 км/с, в атмосфере взорвался, и мелкие осколки достигли земли со скоростью 30 км/с
Обычная опечатка, думаю. У известного Челябинского метеорита скорость осколков, достигших земли, была в диапазоне 30-300 м/c.
При взрыве метеорита невозможно получить скорость осколков, сравнимую с космическими скоростями. Даже при ядерном взрыве скорость ударной волны - это первые километры в секунду.
И ещё - в сети есть инфа, что до земли долетают те небесные тела, скорость которых не более 5 км/c. Иначе, видимо, горят.
Клюква, в общем.
Изменено: Мендель Штамм - 17.11.2013 20:19:33
 
Цитата
Мендель Штамм пишет:
Обычная опечатка, думаю.
Слава богу и Менделю Штамму! Наконец-то это слово прозвучало! Спасибо!

(вот теперь, думается, задачка решена)
 
Цитата
l b пишет:
Наконец-то это слово прозвучало!
Он знал! Он знал! :-)
 
Цитата
l b пишет:
Gierus пишет:
На всякий случай еще поясню. На диполь, который не может поворачиваться, действует не само поле, а его производная в направлении оси.
Цитата
l b пишет:
Мне это утверждение кажется совершенно ошибочным.
Докажи, плз.
 
Цитата
Gierus пишет:
Докажи, плз.
Это осталось единственное, что вызывает вопрос? Это хорошо.
Мне кажется, для магнитного (да и для электричесого) поля  это не надо доказывать, оно так по определению. Если бы было иначе, две бесконечные заряженные пластины и не притягивались бы друг к другу, и не отталкивались. И магниты с плоскими краями, как например, наши любимые кольцевые магниты не "прищелкивались" бы друг к другу, ведь при приближении поле становилось бы всё более однородным. Ан, всё наоборот.
 
l b,
Чтоб тебе было легче доказывать, приведу тебе пару соображений.

1. Что такое магнитный диполь? На языке магнитных зарядов это два одинаковых разноименных заряда (полюса) q (в идеале точечных), разнесенных на малое (по сравнению с характерными размерами задачи) расстояние l.

2. Пусть на такой диполь вдоль его оси действует магнитное поле H(x). В соответствии с принципом суперпозиции эта сила действует на каждый из зарядов. Пусть один из зарядов расположен в точке х. Тогда другой заряд будет расположен в точке x+l. Поскольку заряды разноименные, то силы будут направлены в противоположные стороны. Суммарная сила будет равна: H(x)*q-H(x+l)*q ~ dH/dx*q*l = dH/dx*p, где p - дипольный момент. Что такое dH/dx, надеюсь, догадаешься сам.
 
Gierus, тут не так давно криут (столь же) убедительно доказывал что 4 = 5. Таким примерам несть числа.
В то же время ожидают решения животрепещущие, а не вымышленные задачи! Как-то: автотрансформатор с антенной на боку, магнитная ловушка №14...
 
l b,
Как я тебе могу что-то объяснять, если ты не соглашаешься с очевидными истинами, описанными во всех учебниках по электромагнетизму, в том числе, школьных? Если для тебе закон Кулона - математический фокус?

Если ты такой недоверчивый и не веришь учебникам, спроси у гугла: например, сила, действующая на диполь. Сейчас стало модно учиться не по учебникам, а по гуглу.
Изменено: Gierus - 17.11.2013 22:25:04
 
Gierus, ответь сам на вопрос: "Что такое магнитный диполь?" - Например, является ли линейный магнитик магнитным диполем? Как линейный магнитик будет вести себя в однородном магнитном поле, например, внутри соленоида? Подумай о поведении силовых линий магнитного диполя и магнита непосредственно между полюсами.
 
l b,
Ответь, подумай...

Я уже приводил определение, в каких ситуациях намагниченную "штуку" можно считать диполем. Диполь это - приближение. Если имеется система зарядов, расположенных в определенной области пространства, то, если суммарный заряд не нулевой (это может быть в случае электрических зарядов), тогда на расстояниях, значительно превышающих размер этой области, эта система будет "видна", как точечный заряд. Слово "видна" означает, что поле от системы будет сильно похоже на поле точечного заряда. Если суммарный заряд равен 0, то на этом же расстоянии система будет "видна", как диполь. Если дипольный момент (как он определяется, можешь спросить у гугла) системы равен 0, то, - как квадруполь. И т.д. Что касается нашего примера, то если на размерах магнитика волчка поле от синего магнита на заданной высоте меняется не слишком быстро, то он будет похож на диполь. Поскольку размер этого магнитика не бесконечно мал по сравнению с геометрическими размерами задачи, то он не будет чистым диполем. К основному дипольному взаимодействию добавится небольшой "привесок" от квадрупольного взаимодействия. Но нас интересует качественная картина, поэтому этим привеском мы может смело пренебречь.

По поводу твоих примеров. Я уже не один раз говорил, что если система зарядов похожа на диполь в соответствии с данным определением, то постоянная сила на систему действовать не будет. Может действовать вращательный момент, но, если мы не позволим системе вращаться, как например, запустив волчок, то система не сможет вращаться. Прочитай еще раз по-внимательнее, что я писал: в постоянном поле сила, действующая на один заряд в точности равна силе на другой заряд и равнодействующая сила равна 0!

Два плоских магнита, когда их подносят друг к другу, на диполь совершенно не похожи. Поэтому и не ведут себя, как "порядочные" диполи. Из-за сильных краевых эффектов. А если  поднести к большому плоскому магниту к его середине маленький магнитик, то он будет вести себя в точности так диполь в постоянном или убывающем (если его достаточно сильно приподнять) поле.

Если поместить маленький "линейный" магнит в соленоид, то он сначала развернется так, чтоб его поле стало противоположным полю соленоида, а затем потихоньку начнет двигаться к центру соленоида, где поле максимально. Поскольку в реальности поле не бывает совершенно однородным, а потенциальная энергия системы соленоид - магнит в этом случае будет минимальной. Все, ликбез окончен. Надеюсь, вопросов не осталось?
Изменено: Gierus - 18.11.2013 17:03:21
 
Цитата
Gierus пишет:
Поскольку размер этого магнитика не бесконечно мал по сравнению с геометрическими размерами задачи, то он не будет чистым диполем. К основному дипольному взаимодействию добавится небольшой "привесок" от квадрупольного взаимодействия. Но нас интересует качественная картина, поэтому этим привеском мы может смело пренебречь.
Да как раз качественной картины и не получается. На мой взгляд, не будет там никогда диполя.
То есть это приближение помогает не объяснить картину, а лишь затемнить ее.
Страницы: Пред. 1 ... 67 68 69 70 71 ... 316 След.