Шарик в метро

[Evgeniy Sklyarevskiy]

В вагоне метро ребенок держит воздушный шарик, стремящийся вверх, но не касающийся потолка.

При торможении вагона куда отклонится шарик, вперед или назад?

[Dilya Hasanova]

воздушный шарик, стремящийся вверх, шарик на ниточке, а ниточка на руках ребенка?

[Talgat Ravilov]

При торможении вагона куда отклонится шарик, вперед или назад?
Вперед, если на него не действуют другие силы (ветер, перемещение ребенка).

[Evgeniy Sklyarevskiy]

шарик на ниточке, а ниточка на руках ребенка? Да. Ребенок условно неподвижен, не отклоняется. То есть шарик можно привязать за поручень.

[Dilya Hasanova]

назад. :)

[Sergey Kelner]

А шарик сумку на входе милиционерам показывал?

[Timofeus]

Вперед, но незначительно. А если сферический шарик в вакууме, то значительно.
В общем, вперёд.

[Evgeniy Sklyarevskiy]

так что, опрос запустим?

Хорошо бы услышать аргументы как за назад так и за вперед чтобы было о чем говорить.

[Shahodat]

по-моему будет неподвижен по отношению к мальчику

[Timofeus]

по-моему будет неподвижен по отношению к мальчику

В принципе да, т.к. мальчика тоже отклнит вперед. Опять же в вакууме.

[Vitaliy Fioktistov]

В вагоне метро ребенок держит воздушный шарик, стремящийся вверх, но не касающийся потолка.

При торможении вагона куда отклонится шарик, вперед или назад?

А что, шарик безынерционный? :to_become_senile:

[Shahodat]

При чем здесь вакуум. Просто шарик воздушный, он все время будет тянутся к потолку.

[Evgeniy Sklyarevskiy]

А что, шарик безынерционный? Хороший вопрос. Предлагаю рассмотреть два варианта.

Блин, ну все надо вытягивать :-0))) Какие рассуждения-обоснования?

[Fidel Kastro]

Как милиционер смог пропустить воздушный шарик в метрополитен? не порядок.

[b_a_lamut]

Хороший вопрос. Предлагаю рассмотреть два варианта.

Рассмотрим реальный вариант. Чем тяжелее предмет, тем сильнее сила инерции. Шарик легче воздуха, раз уж болтается под потолком. Значит, воздух при торможении, двигаясь вперёд, оттеснит шарик назад. Или ошибаюсь?

[b_a_lamut]

Рассмотрим реальный вариант.

Движение воды в Анхоре слева направо. Вода увлекает за собой воздух, находящийся над водой. Воздух обтекает шарик и отталкивает шарик назад. Это видно по ленточке, находящейся в воде, к которой привязан шарик.

https://img.uforum.uz/images/euvrjuf7424244.jpg

[Abdurohman]

отвечу когда буду экспериментировать в метро...

[Timofeus]

Чем тяжелее предмет, тем сильнее сила инерции. Шарик легче воздуха, раз уж болтается под потолком. Значит, воздух при торможении, двигаясь вперёд, оттеснит шарик назад. Или ошибаюсь?

Думаю, вы правы.

[Husan Berdiev]

Шарик не будет отклонятся не куда, если только мальчик с поводком не потянет. Так как при торможении воздух не смешается. Мы всегда отклоняемся в метро относительно своей стояшей точке.

[Evgeniy Sklyarevskiy]

Воздух обтекает шарик и отталкивает шарик назад. ??? какето?

[dmitry.uz]

Рассмотрим реальный вариант. Чем тяжелее предмет, тем сильнее сила инерции. Шарик легче воздуха, раз уж болтается под потолком. Значит, воздух при торможении, двигаясь вперёд, оттеснит шарик назад. Или ошибаюсь?
Категорически верно. Подобная задачка была у меня на олимпиаде по физике. За счет более высокой плотности воздуха, сила инерции шарика будет меньше выталкивающей силы. Поэтому шарик полетит назад при торможении и вперед при ускорении.

[Evgeniy Sklyarevskiy]

сила инерции шарика будет меньше выталкивающей силы с чего это вдруг?

[Timofeus]

Можно подойти с такой стороны: почему шарик стремится вверх? Потому что есть ускорение свободного падения. В момент торможения появляется горизонтальное ускорение, на шарик и воздух оно действует в сторону движения, сл-но шарик двинется назад.

[Nadir Zaitov]

Вперед и вниз (при условии, что мальчик не стоит у краев вогона (спереди, сзади, по бокам)
1. Воздушные массы в тормозящемся вагоне устремляются вперед (по инерции) и соответственно толкают шар вперед (который впрочем и сам бы пошел вперед по инерции).

2. Разрез шарика по плоскости (вертикаль + направление движения) имеет обычно форму перевернутой груши. Т.е. воздушные массы снизу шар обтекают медленнее, чем сверху - в результате получаем антикрыло и шар воздушными массами бьет вниз в момент натяжения нити.

[b_a_lamut]

с чего это вдруг?

Воздух тяжелее шарика - это мы выяснили. При торможении и воздух и шарик, по инерции стремятся вперёд, но, т.к. воздух тяжелее... В общем, если Ваш шкаф положить в проходе вагона, где-нибудь в середине, то при торможении он уползёт вперёд и вытеснит воздух. Воздух будет вынужден уступить место Вашему шкафу и отодвинется назад. А шарик просто уступит место воздуху, как более сильному и весомому :shok:

[Evgeniy Sklyarevskiy]

Предположим, что через нитку горизонтальные силы не передаются. Как это повлияет на ответ?

[dmitry.uz]

с чего это вдруг?
Ну вроде как был такой деятель - Архимед, может слышали ?

[Evgeniy Sklyarevskiy]

с чего это вдруг?
Ну вроде как был такой деятель - Архимед, может слышали ?

Мой вопрос относился к утверждению

сила инерции шарика будет меньше выталкивающей силы
1. что за сила инерции?
2. Как она воздействует на шарик?
3. Вообще нет такого понятия в физике «сила инерции» — есть действующая на тело сила, придающая телу ускорение, что в нашем случае происходит?
4. Что значит сила инерции меньше выталкивающей? С чего это взято? Вдруг больше? Какие доводы?

[Vitaliy Fioktistov]

Предположим, что через нитку горизонтальные силы не передаются. Как это повлияет на ответ?

Имеете в виду, что нитки нет, а шар наполнен азотом или его смесью с воздухом таким образом, что свободно плавает в воздухе (выталкивающая сила уравновешивает силу притяжения)?

[b_a_lamut]

3. Вообще нет такого понятия в физике «сила инерции» — есть действующая на тело сила, придающая телу ускорение, что в нашем случае происходит?
Происходит то, что инерция проявляется в том, что при торможении, и шарик, и воздух в вагоне продолжают движение, а величиной инерции является его масса. Пример со шкафом приведён выше, как частный случай. На ответе не настаиваю. Подозреваю, что Вы знаете правильный ответ и он не совпадает с этим.

[Nadir Zaitov]

1. что за сила инерции?
2. Как она воздействует на шарик?
3. Вообще нет такого понятия в физике «сила инерции» — есть действующая на тело сила, придающая телу ускорение, что в нашем случае происходит?
4. Что значит сила инерции меньше выталкивающей? С чего это взято? Вдруг больше? Какие доводы?5. Почему инерция (в смысле mv, горизонтальная в данном случае) может быть в принципе меньше или больше выталкивающей силы (вертикальной в данном случае)? Получилось типа "прибавлять к стульям апельсины с бантиками". Не определишь что больше или меньше или сколько получится итого по апельсиностульям.

[dmitry.uz]

1. что за сила инерции?
2. Как она воздействует на шарик?
3. Вообще нет такого понятия в физике «сила инерции» — есть действующая на тело сила, придающая телу ускорение, что в нашем случае происходит?
4. Что значит сила инерции меньше выталкивающей? С чего это взято? Вдруг больше? Какие доводы?
Насчет силы инерции вы конечно меня убили.
1. F=ma (сила инерции действующая на тело равна массе тела умноженной на ускорение). Закон Ньютона №1
2. Вектор силы противоположен вектору ускорения.
3. В нашем случае происходит грубо говоря борьба закона Архимеда против закона Ньютона связанная с удельным весом.
4. Это значит именно то что написано. Если шарик "летучий" - его удельный вес меньше воздуха и сила выталкивания (архимедова сила) больше силы его инерции. Если рассматривать вектор сил - то получается что сумма векторов по горизонтали будет при отрицательном ускорении направлена против движения.
PS - Вы что, ребенку в школе помогаете домашнее задание писать ?

[dmitry.uz]

5. Почему инерция (в смысле mv, горизонтальная в данном случае) может быть в принципе меньше или больше выталкивающей силы (вертикальной в данном случае)? Получилось типа "прибавлять к стульям апельсины с бантиками". Не определишь что больше или меньше или сколько получится итого по апельсиностульям.
Здесь вертикальные силы можно не рассматривать вообще. А Архимедова сила возникает за счет того что при изменении скорости на жидкость ( в данном случае газ) действует сила инерции, по воздействию аналогичная силе земного притяжения, только по вектору ускорения - в нашем случае горизонтально.

[b_a_lamut]

Здесь вертикальные силы можно не рассматривать вообще.

Точно. Вопрос поставленный задачей гласит:
При торможении вагона куда отклонится шарик, вперед или назад?

Допустим, что шарик лежит на потолке и не на привязи.

[Shahodat]

Допустим, что шарик лежит на потолке и не на привязи. прочтите условие. Шарик воздушный стремится не достает потолка, и при чем здесь Анхор. Здесь нет течения . В метро постоянная температура. В вагоне если закрыто окно нет даже ветра.
Допустим, что шарик лежит на потолке и не на привязи. Если допустить, то условие задачи будет совсем другим. И скорее всего ваш шарик будет двигаться в любую сторону в зависимости от движения выходящих

[Dilya Hasanova]

я не знаю физические свойства, просто в таких случаях наш шарик уходил назад. :girl_hide: :biggrin:

[b_a_lamut]

прочтите условие. Шарик воздушный стремится не достает потолка, и при чем здесь Анхор. Здесь нет течения . В метро постоянная температура. В вагоне если закрыто окно нет даже ветра.

Эх, я ещё и про шкаф (http://farm03.photoload.ru/data/f5/5b/4c/f55b4c9da40aef45cf3e59734ec6660c.jpg) говорил :)

[b_a_lamut]

я не знаю физические свойства, просто в таких случаях наш шарик уходил назад.

Практика, - она сильнее теории :)

[dmitry.uz]

Да ладно, я на все 100% процентов уверен в верности решения - кстати, я скептикам профанам в основах физики реально демонстирировал, правда не в метро а в машине, но в принципе на чистоту результата это не влияло нисколько. Посему не пойму скепсиса ЕС просящего доказать что 2х2=4. Это же классическая задача по элементарной физике.

[Nadir Zaitov]

Здесь вертикальные силы можно не рассматривать вообще. А Архимедова сила возникает за счет того что при изменении скорости на жидкость ( в данном случае газ) действует сила инерции, по воздействию аналогичная силе земного притяжения, только по вектору ускорения - в нашем случае горизонтально.Согласен... но тут принципиально открыты ли окна в передней части вагона.

Если окна закрыты, то возникает указанный Вами эффект - передняя часть вагона - зона повышенного давления (воздух не свободно уходит вперед) и выталкивает более "пустой" (на самом деле легкий) шарик.

Если передние окна открыты (а задние могут быть открыты и закрыты, но для простоты понимания - пусть закрыты), тогда воздух, внезапно пришедший в движение вперед, начинает увлекать за собой шарик и эффект противоположный.

А толчёк вниз в любом случае? Кто наблюдал?

Да ладно, я на все 100% процентов уверен в верности решения - кстати, я скептикам профанам в основах физики реально демонстирировал, правда не в метро а в машине, но в принципе на чистоту результата это не влияло нисколько. Посему не пойму скепсиса ЕС просящего доказать что 2х2=4. Это же классическая задача по элементарной физике.
А вы откройте в машине все окна - гидродинамика будет вообще другая. Шарик уже будет постоянно сзади и при остановке потока воздуха ЕСТЕСТВЕННО двинется вперед :) Тоже как 2 + 2 = 4.

Тут есть ограничения задачи "которые прошли по умолчанию" и приняты по-разному. В моем понимании в метро окна открыты, а в Москве в метро закрыты.

[Evgeniy Sklyarevskiy]

Имеете в виду, что нитки нет, а шар наполнен азотом или его смесью с воздухом таким образом, что свободно плавает в воздухе (выталкивающая сила уравновешивает силу притяжения)? В идеале так, но в пределах вагона вряд ли это достижимо. Но как модель пойдет.


F=ma (сила инерции действующая на тело равна массе тела умноженной на ускорение). Закон Ньютона №1 Вообще-то это 2й закон есличо (проходил в 8 классе в 1970 году)


Если шарик "летучий" - его удельный вес меньше воздуха и сила выталкивания (архимедова сила) больше силы его инерции Брррр


Если рассматривать вектор сил - то получается что сумма векторов по горизонтали будет при отрицательном ускорении направлена против движения. Ну так рассмотрите... :-0)



А Архимедова сила возникает за счет того что при изменении скорости на жидкость ( в данном случае газ) действует сила инерции, по воздействию аналогичная силе земного притяжения, только по вектору ускорения - в нашем случае горизонтально. Вот это теплее, наряду со шкафом Баламута предлагаю считать решением задачи.


Подозреваю, что Вы знаете правильный ответ и он не совпадает с этим. Нет, задачу придумал я сам, «правильного» ответа не знаю, дело не в ответе а в правильных рассуждениях :-0)

[Evgeniy Sklyarevskiy]

Посему не пойму скепсиса ЕС просящего доказать что 2х2=4. Это же классическая задача по элементарной физике. Скепсис основан на нечетких рассуждениях и ненаучной терминологии, хотя двигались интуитивно в правильном направлении :-0)))

[dmitry.uz]

Здесь вертикальные силы можно не рассматривать вообще. А Архимедова сила возникает за счет того что при изменении скорости на жидкость ( в данном случае газ) действует сила инерции, по воздействию аналогичная силе земного притяжения, только по вектору ускорения - в нашем случае горизонтально.Согласен... но тут принципиально открыты ли окна в передней части вагона.

Если окна закрыты, то возникает указанный Вами эффект - передняя часть вагона - зона повышенного давления (воздух не свободно уходит вперед) и выталкивает более "пустой" (на самом деле легкий) шарик.

Если передние окна открыты (а задние могут быть открыты и закрыты, но для простоты понимания - пусть закрыты), тогда воздух, внезапно пришедший в движение вперед, начинает увлекать за собой шарик и эффект противоположный.

А толчёк вниз в любом случае? Кто наблюдал?

Да ладно, я на все 100% процентов уверен в верности решения - кстати, я скептикам профанам в основах физики реально демонстирировал, правда не в метро а в машине, но в принципе на чистоту результата это не влияло нисколько. Посему не пойму скепсиса ЕС просящего доказать что 2х2=4. Это же классическая задача по элементарной физике.
А вы откройте в машине все окна - гидродинамика будет вообще другая. Шарик уже будет постоянно сзади и при остановке потока воздуха ЕСТЕСТВЕННО двинется вперед :) Тоже как 2 + 2 = 4.

Тут есть ограничения задачи "которые прошли по умолчанию" и приняты по-разному. В моем понимании в метро окна открыты, а в Москве в метро закрыты.

:) верно подмеченно - можно и окна открыть и прочее, но согласитесь - глупо было-бы менять условия КЛАССИЧЕСКОЙ задачи, если только не пытаясь поиздеваться над участниками форума.
Тогда скажем так:
1. Если окна открыты - то при торможении шарик будет стремиться вперед.
2. Если мальчик с шариком пьян - то при торможении он дернет его в люборм направлении.
3. Если в момент торможения земля резко меняет ось вращения или направление - то извините, всем ..... куда полетит шарик.

[dmitry.uz]

Посему не пойму скепсиса ЕС просящего доказать что 2х2=4. Это же классическая задача по элементарной физике. Скепсис основан на нечетких рассуждениях и ненаучной терминологии, хотя двигались интуитивно в правильном направлении :-0)))

При всем уважении, если Вы не можете понять рассуждения - это не означают что они не четкие. Ненаучная терминология - это Вы о чем конкретно ? О силе инерции ?
Тем паче что двигался я не по "интуиции" а по знаниям которые заложили в меня еще в школе (180 шк, класс углубленного изучения физики и математики). Тем паче что задачка за восьмой класс. Или даже еще раньше - так как в 9-10 классе мы рассматривали более существенные задачи.
ЗЫ - именно первый закон Ньютона о инерции. Второй за уши притянуть можно - но тогда здесь не физика а философия будет.

[b_a_lamut]

Скепсис основан на нечетких рассуждениях и ненаучной терминологии, хотя двигались интуитивно в правильном направлении :-0)))

Евгений Семёнович, согласитесь ли Вы с тем, что если вагон герметичен, этот шарик находится в свободном полёте в вагоне, а вагон, набрав скорость резко затормозит, то в какой-то момент времени после торможения, шарик, мало того, что окажется в конце вагона, но и увеличится в размере? Или будете опровергать? :)

[Evgeniy Sklyarevskiy]

ЗЫ - именно первый закон Ньютона о инерции. Второй за уши притянуть можно - но тогда здесь не физика а философия будет. То, что привели Вы, с формулой, именно 2й закон. Про инерцию (в Вашем понимании) вообще нет ничего в физике, это обывательское понятие.


Евгений Семёнович, согласитесь ли Вы с тем, что если вагон герметичен, этот шарик находится в свободном полёте в вагоне, а вагон, набрав скорость резко затормозит, то в какой-то момент времени после торможения, шарик, мало того, что окажется в конце вагона, но и увеличится в размере? Или будете опровергать? Еще и охладится! Все верно. Кстати,можно запатентовать способ перемещения летучих тел в вагоне :-0)))

[b_a_lamut]

Еще и охладится! Все верно. Кстати,можно запатентовать способ перемещения летучих тел в вагоне :-0)))

Мдааа, а ещё задачи задаёте :( А если серьёзно и по науке? Патентовать не получится. Эффект давно известен, нужно только вспомнить.