Человек едет вниз на лифте, поставив на пол ведро цилиндрической формы, доверху наполненное водой. Расплескается ли вода из-за остановки лифта на первом этаже? Изменится ли ответ, если форма ведра будет не цилиндр, а усеченный конус?
P.S. Все физические и геометрические параметры системы следует считать идеальными: все поверхности - без шероховатостей (в точности соответствуют форме, оговоренной в условии), лифт движется строго вертикально, пол и дно ведра абслютно плоские и расположены строго горизонтально, ось симметрии ведра расположена строго вертикально, все твердые тела не поддаются деформации, вода не сжимается под давлением, поверхностное натяжение воды отсутствует.

задан 4 Окт '12 10:59

изменен 5 Окт '12 14:42

1

А какое ведро: резиновое, стальное, медное, алюминиевое, пластмассовое? А лифт какой: скоростной, отечественный, ИНОСТРАННЫЙ,правительственный? А какой конус - стандартный, с нормальным углом, с более пологим, чем обычно? А какой пол в лифте - резиновый, деревянный, с напольным покрытием? А когда производился последний ремонт лифта - месяц, год , два года назад? А человек, который едет, имеет нормальную психику, не пьяный ли, не случаются ли с ним припадки? А тормозная система лифта в порядке ли_- колодки тормозные, барабан? А трос давно ли меняли? Вот пока все, навскидку, вопросы

(4 Окт '12 13:28) nikolaykruzh...
1

В задачах физику принято все условия, не оговоренные в тексте задачи, считать идеальными: лифт движется строго вертикально, пол в лифте идеально гладкий и горизонтальный, ведро без шероховатостей, пол и ведро абсолютно твердые, все материалы абсолютно жесткие, поверхность воды изначально идеально гладкая. А про человека вообще забудьте - он тут нужен только для того, чтоб критик не воскликнул: "А как же лифт едет, если в нем только ведро?". Все остальные факторы, перечисленные Вами, на ответ никак не влияют.

(4 Окт '12 17:19) chameleon
10|600 символов нужно символов осталось
1

Считая, что условия идеальные, произойдет следующее:

  1. Если ведро строго цилиндрическое то при остановке лифта возникнет ускорение направленное строго вниз, что приведет к эффективному увеличению давления ведра на пол. Но, поскольку ускорение будет направлено только вертикально и не будет передаваться в горизонтальном направлении (потому что стенки ведра не упругие и вертикальные), то волн не возникнет, следовательно вода не расплескается.
  2. Во втором случае, если ведро имеет форму усеченного конуса, то часть ускорения вызванного торможением лифта, а именно пропорционально тангенсу угла наклона конуса передастся горизонтально воде, следовательно возникнут волны. Стало быть вода расплескается.
ссылка

отвечен 5 Окт '12 17:52

изменен 5 Окт '12 17:53

Верно, так и должно произойти. Только поправка: если во втором случае радиус верхнего основания ведра меньше радиуса нижнего (такие ведра реально выпускаются, пусть не такой идеальной формы), то волны не образуются по той же причине, что и в первом случае.

(5 Окт '12 19:19) chameleon
10|600 символов нужно символов осталось
0

Расплескается и в том и в другом случае, если торможение жёсткое, потому что упругие стенки получат при торможении энергию движения, а затем отдадут её, возвращая воде. В результате в центре ведра возникнет симметричный всплеск, который при оседании и создаст условия для выливания воды через края ведра. Если, конечно, условия идеальные (состояние человека в лифте вопрошаемо в качестве шутки)... Надо начать обсуждение, чтобы к вопросу не "привыкли".

ссылка

отвечен 5 Окт '12 8:31

Ведро после торможения лифта остается абсолютно неподвижным относительно лифта (никаких деформаций, в том числе). Импульс получает только вода.

(5 Окт '12 13:03) chameleon

@Anatoliy, да. Читайте комментарии к вопросу.

(5 Окт '12 13:31) chameleon
10|600 символов нужно символов осталось
0

Моя предварительная оценка ситуации:

  1. Все зависит от скорости движения лифта.
  2. Величины поверхностного натяжения.
  3. Деформации слоев жидкости. По пункту 1 и 2. При очень маленькой скорости и наличии достаточного поверхностного натяжения выплескивания воды не произойдет (практический опыт). При какой-то минимальной скорости этот процесс произойдет (выбрасывание воды). Если нужно оценить количество выливаемой воды от скорости движения лифта, то здесь нужно создать и рассчитать модель, учитывая закон сохранения импульса, закон сохранения энергии и др.
ссылка

отвечен 5 Окт '12 14:11

Возможно, я всё-таки недостаточно конкретно расписал условия задачи... Поверхностное натяжение пренебрежимо мало. Поверхность воды изначально идеально плоская. Т.е., суть задачи заключается в том, чтоб определить, появятся ли волны на воде в результате толчка.

(5 Окт '12 14:34) chameleon
10|600 символов нужно символов осталось
Ваш ответ

Если вы не нашли ответ, задайте вопрос.

Здравствуйте

Математика - это совместно редактируемый форум вопросов и ответов для начинающих и опытных математиков, с особенным акцентом на компьютерные науки.

Присоединяйтесь!

отмечен:

×140

задан
4 Окт '12 10:59

показан
880 раз

обновлен
5 Окт '12 19:19

Отслеживать вопрос

по почте:

Зарегистрировавшись, вы сможете подписаться на любые обновления

по RSS:

Ответы

Ответы и Комментарии

Дизайн сайта/логотип © «Сеть Знаний». Контент распространяется под лицензией cc by-sa 3.0 с обязательным указанием авторства.
Рейтинг@Mail.ru