Физика, 7 класс...

[Teddybear]

Дочка недавно озадачила вопросом из учебника физики за 7й класс.
Суть задачи такова. Имеется сосуд (см.рис), частично заполенный жидкостью. Сверху сосуд закрыт резиновой мембраной. В жидкость помещено тело такой плотности, чтобы оно было частично погружено в жидкость. Вопрос заключается в том, как будет себя вести тело, если надавить на мембрану сверху.
По идее, на тело действует сила тяжести и архимедова сила. Нажимая на мембрану, мы увеличиваем давление воздуха над поверхностью жидкости. Это избыточное давление прикладывается к телу, создавая силу дельта F. С другой стороны, это давление воздействует на поверхность воды. Но, как следует из закона Паскаля, жидкость передает давление одинаково во всех направлениях, следовательно такая же сила будет приложена к телу снизу вверх. Таким образом, тело должно оставаться в покое. Однако, на практике оно все же погружается в жидкость при надавливании на мембрану.
Такой вот парадокс.

[vi0]

Если частично погружено - то погрузится. Если нет - нет.

[Xenon]

Сообщение от Teddybear

Нажимая на мембрану, мы увеличиваем давление воздуха над поверхностью жидкости. Это избыточное давление прикладывается к телу, создавая силу дельта F. С другой стороны, это давление воздействует на поверхность воды. Но, как следует из закона Паскаля, жидкость передает давление одинаково во всех направлениях, следовательно такая же сила будет приложена к телу снизу вверх. Таким образом, тело должно оставаться в покое. Однако, на практике оно все же погружается в жидкость при надавливании на мембрану.
Такой вот парадокс.

Создаваемое давление по разному действует на объекты. Тело при возникшем давлении понгрузится в воду, уровень воды повысится, повысится давление воздуха под мембраной.

[Teddybear]

Сообщение от Xenon

Тело при возникшем давлении понгрузится в воду

Как раз и непонятно, почему оно погружается. Ведь избыточное давление воздуха одинаково действует как на тело, так и на воду, в результате силы должны бы уравновеситься..

[Xenon]

Жидкости практически несжимаемы, а газы - легко. Teddybear, попробуй сжать закрытую пластиковую бутылку воды.

[Teddybear]

Сообщение от Xenon

Жидкости практически несжимаемы, а газы - легко.

Это я в курсе. Именно из несжимаемости жидкостей вытекает закон Паскаля, гласящий, что жидкость передает давление одинаково во всех направлениях.

[Xtnshtcgjkjdbyjq]

Куда пропал рисунок?

[Teddybear]

Сообщение от Xtnshtcgjkjdbyjq

Куда пропал рисунок?

Загадко, однако.

[qWWq]

Может так (если я правильно понял условие)?

[JUNGHEINRICH]

ответ - ничего не произойдет.
Опять же, в задаче ничего не сказано про свойства тела, погруженного в жидкость, стало быть, тело несжимаемо, то есть его объем постоянен. Стало быть, при нажатии на мембрану сила Архимеда тоже не изменится.
qWWq, по Вашем расчётам, если над поверхностью жидкости будет вакуум, то тело вообще будет парить над зеркалом жидкости???

Сообщение от Teddybear

Однако, на практике оно все же погружается в жидкость при надавливании на мембрану.

Вопрос, какой именно практический эксперимент проводился, и что за тело использовалось в качестве опытного? Попробуйте использовать в качестве тела кусочек льда ( он несжимаем ).

[Part!zan]

Сообщение от JUNGHEINRICH

если над поверхностью жидкости будет вакуум, то тело вообще будет парить

Это из чего сделан такой революционный вывод?

[stern]

Блин, тело должно погрузиться - оно же не сжимает воду, а погружается в нее. Увеличивая давление воздуха, создаем давление на тело - оно погружается. Вода не сжимается, поэтому ее уровень повышается. Никаким законам это не противоречит.

[DeniSS1]

stern, тогда получается, что вода сжиммается телом. :-)

[Teddybear]

Сообщение от JUNGHEINRICH

Вопрос, какой именно практический эксперимент проводился, и что за тело использовалось в качестве опытного

В качестве тела используется герметически закрытый пузырек, частично заполненный водой.
qWWq, рисунок правильный. Только в ваших выкладках никак не участвует давление воздуха на тело и жидкость. У вас погружение тела в жидкость как бы происходит само по себе.
Вот и пропавший рисунок

[Part!zan]

Сообщение от Teddybear

не участвует давление воздуха на тело и жидкость

У него изменяется ро газа.

[Teddybear]

Сообщение от Part!zan

У него изменяется ро газа.

Но это ро газа он привязывает к архимедовой силе, действующей на надводную часть тела в воздухе. ИМХО, это настолько малая величина, что ей можно пренебречь в расчетах.

[Server]

Задача сформулирована некорректно - при разных условиях: тело может погружаться, оставаться неподвижным и всплывать. Играет роль материал "тела" и какую площадь поверхности воды оно закрывает.

[Teddybear]

Сообщение от Server

Задача сформулирована некорректно - при разных условиях: тело может погружаться, оставаться неподвижным и всплывать.

Все претензии к А.В. Перышкину - аффтару учебника.

[xxx-men]

Сообщение от Server

Играет роль материал "тела"

ну во всех задачах был "несжимаемый" материал

Сообщение от Teddybear

В качестве тела используется герметически закрытый пузырек, частично заполненный водой.

Сообщение от Server

и какую площадь поверхности воды оно закрывает.

это пофиг

[Астроном]

Итак, есть пузырёк, наполовину погруженный в воде. И на него действует сила Архимеда со стороны воды. А про Архимедову силу со стороны воздуха все забыли. А кто не забыл - считает её слишком малой. А напрасно! Возьмём частный случай - несжимаемый пузырёк наполнен водородом, его масса чуть больше массы воздуха в том же объеме. Соотв. очень ненамного погдужен в воде. И вот мы давим на мембрану. Происходит не только рост давления, но и плотности воздуха. И наступает момент, когда наш несжимаемый пузырек становится легче сжатого воздуха, и потому он оторвётся от воды и взлетит. Ну а если пузырёк тяжелее - то он будет немного всплывать по мере роста давления. Чтобы воспарил тяжелый пузырек - плотность воздуха должна быть равна плотности пузырька, это наверно за 200 атм.

[xxx-men]

может туплю,

если плотность жидкости величина НЕ постоянная
плотность тела постоянная точно
при увеличении давления , возростает плотность газа+плотность жидкости,
тогда тело должно всплывать...

допустим если давление газа хорошенько увеличить то тело даже взлетит....

[xxx-men]

Астроном, опередил сцук

[JUNGHEINRICH]

Сообщение от Астроном

Ну а если пузырёк тяжелее - то он будет немного всплывать по мере роста давления. Чтобы воспарил тяжелый пузырек - плотность воздуха должна быть равна плотности пузырька, .

Глупость написали. Посудите сами: если плотность газа при давлении, как вы пишете прибл. 200 ат., станет равна плотности воды, то на пузырёк больше не будет действовать архимедова сила со стороны воды, и пузырёк просто тупо в ней утонет под действием силы тяжести ( ведь вы сами написали, что массой он всё же обладает.
Попробую объяснить доступнее : гипотетически представим, что всё пространство в космосе заполнено не вакуумом, а водой, и так же в нём плавают планеты, с их гравитацией. и я вас тогда спрошу, куда должен в таком случае будет "всплывать" пузырёк ? )))) Вот именно, он никуда не всплывёт, а притянется к телу с большей силой тяжести. Поэтому рассматривая наш примет нужно учесть и этот момент, что последней определяющей силой будет гравитация., а следовательно, если силы архимеда уравнены, то пузырёк будет тонуть в направлении действия силы притяжения.

Сообщение от Астроном

это наверно за 200 атм.

плотность воздуха 1, 29 кг/м3 при 1 ат, эт так, для справки.

[Teddybear]

Сообщение от JUNGHEINRICH

не будет действовать архимедова сила со стороны воды

Архимедова сила не зависит от атмосферного давления. Ибо закон Паскаля.

[xxx-men]

Сообщение от JUNGHEINRICH

пузырёк просто тупо в ней утонет под действием силы тяжести

всплывет

Сообщение от JUNGHEINRICH

гипотетически представим, что всё пространство в космосе заполнено не вакуумом, а водой, и так же в нём плавают планеты, с их гравитацией.

в невесомости не так...
допустим плотность солнца больше плотности воды
плотность планет меньше
тогда планеты по "всплывают" относительно солнца

и ваще если этот опыт проводить в невесомости, пузырек будет и тонуть, и летать

[JUNGHEINRICH]

Сообщение от Teddybear

Архимедова сила не зависит от атмосферного давления. Ибо закон Паскаля.

но вы-то пытаетесь доказать обратное

Тогда давайте прведём опыт по-другому, возьмём воду, емкость, заполненную керосином, плавающую в воде, и что-нибудь легче керосина, например, эфир. Так?
зальём эфиром поверхность воды, с плавающей в ней ёмкостью с керосином так, чтобы её скрыло. а сверху всё та же мембрана и воздух. Что теперь будет происходить с ёмкостью с керосином при надавливании на мембрану? Вот вам и ответ на задачу.

[xxx-men]

Сообщение от JUNGHEINRICH

будет происходить с ёмкостью с керосином при надавливании на мембрану?

будет вода->керосин->эфир, что должно произойти?

[DeniSS1]

Сообщение от xxx-men

будет вода->керосин->эфир

Правильно! Будет Кефир! Правда, с водой его мешать не советую...

ИМХО, тело погрузится. Потому что вода всё-таки сжимается хуже, чем тело.

[xxx-men]

Сообщение от DeniSS1

Потому что вода всё-таки сжимается хуже, чем тело.

ахренеть..., тело не сжимаеца ваапще

[Teddybear]

М-даа.. А темка-то еще жива, смотрю. Народ уже скоро начнет релятивистские эффекты учитывать )