Головоломка по физике

Цитата Иваныч @ 14.11.08, 11:18

Цитата мыш @ 26.10.08, 21:35

в двух одинаковых циллиндрических емкостях (типа цистерн) полностью закрытых и представляющих собой замкнутые системы

Цитата TEMENb @ 14.11.08, 07:52

Народ, а ведь если система замкнута, значит никакие внешние силы на нее не действуют!!

ДВЕ замкнутые системы, которые никак друг на друга не влияют и совершенно ничего друг о друге не знают

И при том совершенно одинаковых. И положение (или даже движение) которых в окружающем их пространстве не играет никакой роли на процессы, происходящие внутри цилиндров )))

во черт, быстрый какой
Я там добавил

Цитата

И разница между системами есть - один шарик сверху, а второй снизу. Точнее шарики укреплены по-разному. Следует условия в системах разные

Неа, одиннаковые ))
на шарики действует только лишь гравитация самого цилиндра. А цилиндры, они как бы со всех сторон одинаковы => относительно шариков расположены ОДИННАКОВО. земного притяжения внутри цилиндров нету. так что цилиндрики можно смело вращать, что никак не повлияет на рашение задачи.
Систиемы замкнуты. Внешняя среда на них никакого воздействия не оказывает. а "укреплен сверху", "укреплен снизу" - это можно интерпритировать как положение ЦИЛИНДРОВ в пространстве. Перевернул цилиндрик и дело в шляпе ))

Добавлено 14.11.08, 11:36

Цитата

Замкнутая система (механика) — в механике — совокупность физических тел, у которых взаимодействия с внешними телами отсутствуют или скомпенсированы.
Замкнутая термодинамическая система — изолированная термодинамическая система, для которой невозможен обмен с внешней средой путем совершения работы.

Земное притяжение - это сила =)
так что:
1) цилиндр в космосе, вдали от звез и планет
2) сверху над цилиндром висит еще одна Земля )))

выбирайте любой понравившийся вариант

Сообщение отредактировано: TEMENb - 14.11.08, 11:45

Цитата TEMENb @ 14.11.08, 11:31

на шарики действует только лишь гравитация самого цилиндра

Вот именно - действует. Гравитация действут по-разному на шарики.

Вы уже сами почти ответили на вопрос задачи:

Цитата

Замкнутая термодинамическая система — изолированная термодинамическая система, для которой невозможен обмен с внешней средой путем совершения работы.

Работа совершается внутри цилидра...

Цитата Иваныч @ 14.11.08, 11:44

Цитата TEMENb @ 14.11.08, 11:31

на шарики действует только лишь гравитация самого цилиндра

Вот именно - действует. Гравитация действут по-разному на шарики.

Вы уже сами почти ответили на вопрос задачи:

Цитата

Замкнутая термодинамическая система — изолированная термодинамическая система, для которой невозможен обмен с внешней средой путем совершения работы.

Работа совершается внутри цилидра...

она не может действовать по разному, как бы обьяснить.
Вот представьте: Два идентичных цилиндра в космосе. В каждом цилиндре висит астронавт (причем заметте, висят-не падают, замкнутая (с точки зрения механики) система). Один астронавт висит вниз головой, а второй вверх головой.

На ваш взгляд, который из этих астронавтов доложит по связи, что он висит вниз головой?

Что касается работы - так ее не происходит. Ничто никуда не движется. а если цилиндр и действует на шарики - так это ещеничное воздействие, которое идентично и в первой, и во второй системе.

Добавлено 14.11.08, 12:04
Верх и низ - это понятие исключительно людей, которые стоят ногами на земле. Подразумевается, что сила притяжения Земли тянет нас ВНИЗ.
но стоит преобразовать декартовы координаты (повернуть их на 180 по часовой), в которых мы привыкли себя осознавать - то сила притяжения Земли начнет тяруть нас вверх ))

В данной ЗАМКНУТОЙ системе, систему координат (центр которой находиться на оси цилиндра) можно абсолютно безнаказанно вращать вокруг оси целиндра. и действия никаких сил мы не нарушим (вотличии, если б такой цилиндр мы вращали в поле притяжения Земли).

как пример для наглядности - колесо велосипеда. Для наглядности вместо спиц натянем резиовые жгуты. обод - срез поверхности цилиндра Ось - собственно шарик. жгуты - силы действующие на ось.
теперь закрепим обод ГОРИЗОНТАЛЬНО (что бы исключить силу притяжения) И будем вращать.
Как бы вы его не вращали - положение оси не измениться. Кто не верит - может прийти домой, снять колесо с велика....

Если некоторые некоторые жгуты перетянуть - то оська сдвинеться.. но эфект останеться тем же. При вращении она смещаться не будет (если не будете крутить слишком быстро.. центробежная сила. ее по условии задачи тоже быть не должно... Хотя, если мы будем вращать два таких одиннаковых колеса, с одинаковой, какой угодно скоростью - то ось на обоих колесах сместится одиннаково )))

Сообщение отредактировано: TEMENb - 14.11.08, 12:14

Система замкнута и находится в равновесном состоянии (стационарным). Любые возмущения на объекты отсутствуют, значит в таком состоянии система будет пребывать сколь угодно долго. Шары вообще не остынут.

остынут. Поверхность целиндра абсолютно черное поглощающее тело. вся потенциальная (тепловая) энергия будет поглощена.

Кстати сразу могу заметить - воздух вокруг поверхности, где закреплена ось, нагреваться не будет. т.к. поверхность ничего не нагревает, а только поглащает.

Сообщение отредактировано: TEMENb - 14.11.08, 12:15

Цитата AntiAspirant @ 14.11.08, 12:04

Система замкнута и находится в равновесном состоянии (стационарным). Любые возмущения на объекты отсутствуют, значит в таком состоянии система будет пребывать сколь угодно долго. Шары вообще не остынут.

Мдя, вы меня убиваете.

ппц.. я вот думаю, если запостить это на форуме физиков - они докопаются до влияния положения на скорость прохождения ядерных реакций, и влияния реакций на температуру подвешенного и стоячего тела?

Цитата progman @ 13.11.08, 01:02

в условии задачи не сказано что прут из диэлектрика.

А ты сказал про тела вообще. Ладно, принимаю это как просто нечетко сформулированное высказывание (оговорку).

Цитата progman @ 13.11.08, 01:02

я согласен что гравитация мизерный вклад внесет с скорость перемещения электронов. но лично я со своим багажом знаний физики в рамках физмата вуза не вижу иных различий.

КОН-ВЕК-ЦИ-Я - это из школьного курса физики.

Цитата progman @ 13.11.08, 01:02

кстати не смог вспомнить - а на атомарном уровне гравитация действует?

Суммарное гравитационное воздействие на тело складывается из воздействий на составляющие его частицы. Напомню также, что атмосфера удерживается у Земли силой гравитации. И, кстати, сами элементарные частицы в составе вещества испытывают гравитационное притяжение друг к другу.

Цитата progman @ 13.11.08, 01:02

квантовая физика вроде как стороной обходит сей вопрос. так что вполне возможно что элеткронам пофиг на гравитацию и тогда хз

Не обходит. Но внутренние силы взаимодействия между относительно близко расположенными элементарными частицами в веществе, в том числе и гравитационные, настолько принципиально сильнее внешней гравитации далекого тела, что учитывать земную гравитации в данной задаче - бредовая идея. Тогда уж при прочих равных (если в цистернах вакуум) действительно можно попробовать количественно оценить влияние нагрузки на теплопроводнось. Но сдается мне, что все равно это влияние будет меньше влияния случайных факторов (такой вариант ответа предусмотрен).

Цитата Pacific @ 13.11.08, 06:59

Перечитал еще раз условие. Там не сказано, какой размер у цистерн. Про длину и толщину стержня - есть, а про цистерны - ни слова. Если предположить, что цистерны очень высокие (относительно стержня), то один шар висит сверху, а второй стоит на стержне снизу. Естественно, тот, который снизу (закреплен на стержне), остынет быстрее за счет конвекции - нагретый воздух будет скапливаться наверху, а там другой шар (который висит).

В условии сказано про абсолютно поглощающую внутреннюю поверхность цистерн. Это можно трактовать и так, что теплый воздух, едва коснувшись такой поверхности, мгновенно охлаждается до температуры стенки цистерны в месте касания и криминального скапливания теплого воздуха происходить не будет. Это вполне разумное условие, т.к. теплоемкость воздуха мала, а теплопроводность и теплоемкость металлов велика и без всяких абсолютно поглощающих оболочек.
Хотя совсем сбрасывать со счетов геометрию цистерн не стоит.

Цитата Бустер @ 13.11.08, 12:59

Свинцовый шар массивный (данные есть - 20 кг), диаметр стального прута незначителен, значит имеет место быть деформация растяжения и сжатия, как говорили выше.

Еще один чукча-не-читатель из политеги? Результаты расчета деформации прутов были приведены выше.

Цитата Бустер @ 13.11.08, 12:59

Поэтому остынет быстрее установленный шар - термодинамическое равновесие достигнется быстрее, так как его площадь сечение больше а длина меньше, в результате деформации сжатия.

Охлаждение за счет конвекции воздуха внутри цистерны забьет этот фактор напрочь.

Цитата TEMENb @ 14.11.08, 07:52

ведь если система замкнута, значит никакие внешние силы на нее не действуют!!

То, что система замкнута, означает, что не происходит обмена энегрией и веществом между системой и внешней средой. А гравитация, кстати, не экранируется вообще ни чем, даже такими массивными телами, как Солнце - гравитация Солнца и нажодящейся за ним планеты просто складываются. Так что конвекция как результат нахождения системы в гравитационном поле будет иметь место.

Цитата Бустер @ 14.11.08, 08:49

А теперь возми два металлических прута, один длиною 30см возми в левую руку а другой, длиною 60см - в правую. Включи камфорку и засунь эти пруты тудЫ! Результат эксперемента запиши в тетрадь.

Речь идет о прутах длиной 200.004 и 199.996 мм соответственно. Ты не измеряешь даже разницу в их длине, не то что теплопроводности.

А теперь возьми кусок толстой стальной проволоки, две зажигалки и помошника. Сначала нагревай проволоку двумя зажигалками с одного конца, удерживая, за противоположный, затем двумя зажигалками с двух сторон, удерживая за середину. В каком случае ты сможешь удерживать проволоку дольше?

Цитата TEMENb @ 14.11.08, 10:10

электроны никуда не перетекают. они лишь ускоряют движение. а ввиду того, что движуться они хаотично - совместный результат их движения (пройденый путь) стремится к нулю.

Я дополню примером, что в электрическом токе в поводнике, который проискодит под дейтвием изменяющегося электрического поля (гораздо более значимый для элементарных частиц фактор, чем гравитация), само взаимодействие (напряжение) передается со скоростью света, а вот сама масса электронов движется весьма медленно.

Добавлено 14.11.08, 13:06
Тут модератор удалил бредовое сообщение Дрункарда, в котором он в том числе вместо ответа на элементарный вопрос из школьного курса физики посоветовал мне завести девушку (хорошо еще, что не трахнуть козу). ИМХО, зря - народ должен знать своих героев в лицо. Ну да ладно.

Для внесения полной ясности позволю себе процитировать сообщение Дрункарда (под ником Валенок) в недавнем обсуждении в политеге:

Цитата Валенок @ 17.10.08, 18:20

Ты как "суперметаллург" мартенсит от ледебурита без Яндекса отличить сможешь?
Или может расскажешь чем измерения твёрдости чугуна отличаются от Виккерса и от Роквелла?
Может ты теорию сплавов когда-то в жизни изучал?
...
На 100 % уверен, шо такое понятие как Эвтектика - тебе не знакомо. И шо такое заэвтектоидная сталь, к примеру, тебе даже в страшном сне не приснится.
...
ЗЫ. Для азов местных сталеваров предлагаю выяснить, шо це таке Линия ликвидуса и Линия солидуса. (из теории сплавов)

Думаю, все ясно...

Добавлено 14.11.08, 13:10

Цитата TEMENb @ 14.11.08, 12:23

я вот думаю, если запостить это на форуме физиков - они докопаются до влияния положения на скорость прохождения ядерных реакций, и влияния реакций на температуру подвешенного и стоячего тела?

И обязательно приплетут теорию относительности!

Сообщение отредактировано: Bug Hunter - 14.11.08, 13:55

Цитата TEMENb @ 14.11.08, 11:56

Вот представьте: Два идентичных цилиндра в космосе. В каждом цилиндре висит астронавт (причем заметте, висят-не падают, замкнутая (с точки зрения механики) система). Один астронавт висит вниз головой, а второй вверх головой.
На ваш взгляд, который из этих астронавтов доложит по связи, что он висит вниз головой?

Все зависит от системы координат и если космонавт знает где ее начало, то доложит правильный ответ.

Цитата TEMENb @ 14.11.08, 11:56

В данной ЗАМКНУТОЙ системе, систему координат (центр которой находиться на оси цилиндра) можно абсолютно безнаказанно вращать вокруг оси целиндра.

Если шарики в точности по-центру цилиндра, то да. В этом случае сила пртяжения со стороны цилиндра будет воздействовать равномерно и шарик будет в состоянии покоя. Но стоит его только сдвинуть от центра (скажем влево), как сразу все меняется - "левая стенка" притягивает сильнее чем "правая" и шарик начнет двигаться приобретая некоторое ускорение по направлению к "левой" стенке. В условии задачи сказано:

Цитата мыш @ 26.10.08, 21:35

Но один шар подвешен на стальном пруте (длинна 20 см, толщина - 8 мм), а второй укреплен сверху на таком же стальном пруте

Я полагаю, что гравитация в системе есть ("верх" и "низ"), иначе теряют смысл понятия "подвешен" и "укреплен/установлен". Как раз для того, чтобы шарики "не дергались" из-за притяжения со стороны цилиндра (т.е. шарики не в центре системы). Ну, а раз есть сила притяжения, есть и противоположная сила ( =работа ) для ее преодоления...

Народ, вы так сильно углубились в часть.. вспомните саму историю задачи. Ее дал препод потоку "на слабо". Если бы это была мегасложная задача - то ботаны бы ее решили бы.. Препод не дал бы такую задачу. Да и половины условия казалось бы нету ))
Задачка с подвохом. А подвох в том, что система замкнута не только с точки зрения термодинамики, но еще и с точки знерия механики )))Ну нету там притяжения и понятий "верх", "низ" нету. Это взгляд извне.

Добавлено 14.11.08, 13:31

Цитата Иваныч @ 14.11.08, 13:16

Если шарики в точности по-центру цилиндра, то да. В этом случае сила пртяжения со стороны цилиндра будет воздействовать равномерно и шарик будет в состоянии покоя. Но стоит его только сдвинуть от центра (скажем влево), как сразу все меняется - "левая стенка" притягивает сильнее чем "правая" и шарик начнет двигаться приобретая некоторое ускорение по направлению к "левой" стенке. В условии задачи сказано:

А если не по центру, то сместятся одинаково... Два одиннаковых колеса с двумя одиннаково прикремленными оськами, на одиннаковых резиновых жгутах при раскручивании на одной скорости, сместяться одинаково.. в одну сторону, с одной скоростью, на одно и то же расстояние... ужас ))))

Добавлено 14.11.08, 13:33

Цитата Иваныч @ 14.11.08, 13:16

Все зависит от системы координат и если космонавт знает где ее начало, то доложит правильный ответ.

Стоп, что значит, если знает?? Система замкнута! Он о врешенм мире абсолютно ничего не знает. Его ориентиры - стенки цилиндра. как хочешь - так и верти. А поскольку его никуда не притягивает, отсутствуют все пространственные ориентиры "верх-низ", которыми привыкли пользоваться на земле, то каждый соорентирует себя как "вниз ногами". Между прочим, если кто почитает про выходы в космос - никто ниразу не позиционировал себя вверх-ногами ))
Даже, когда тянут трос, что б вернуться в шатл - возникает впечатление подтягивания шатла к себе поближе. т.е. центр координат - не шатл, а тело астронафта =)
А вы говорите - "знает" ))))))

Добавлено 14.11.08, 13:38

Цитата Бустер @ 14.11.08, 08:49

То, что система замкнута, означает, что не происходит обмена энегрией и веществом между системой и внешней средой. А гравитация, кстати, не экранируется вообще ни чем, даже такими массивными телами, как Солнце - гравитация Солнца и нажодящейся за ним планеты просто складываются. Так что конвекция как результат нахождения системы в гравитационном поле будет иметь место.

то, что система замкнута как раз таки и означает отсутствие в ней внешней гравитации. Это следует из определения замкнутых систем
Замкнутых систем в природе не существует, так что про антигравитационные экраны можно не рассказывать.. это рас..
а вовторых - гравитацию в реальном мире вполне можно погасить, если уронить целиндр на солнце. Находясь в свободном падении - на шарик не будет воздействовать притяжение планеты (звезды), относительно цилиндра, т.к. падать они будут с равным ускорением и скоростью (падение тел в вакууме).
кому не понятно - скорость (и ускорение) падения шарика будет такая же как и у целиндра. т.е. если смотреть изнутри целиндра - создастся впечатление, что шарик неподвижно висит в воздухе.


Добавлено 14.11.08, 13:55
АААААААААААААААААААААААААААААААААа

Я ХОЧУ ПЕРЕГОЛОСОВАТЬ!!!! Я БЫЛ ЕДИНСТВЕННЫМ КТО ТКНУЛ НА УГАД И ПРОГОЛОСОВАЛ ЗА

Цитата

Может остыть первым подвешенный, а может - установленный, очередность остывания - это случайная величина

Сообщение отредактировано: TEMENb - 14.11.08, 14:24

Цитата Иваныч @ 14.11.08, 13:16

Я полагаю, что гравитация в системе есть ("верх" и "низ"), иначе теряют смысл понятия "подвешен" и "укреплен/установлен". Как раз для того, чтобы шарики "не дергались" из-за притяжения со стороны цилиндра (т.е. шарики не в центре системы). Ну, а раз есть сила притяжения, есть и противоположная сила ( =работа ) для ее преодоления...

не цепляйтесь к словам, когда есть вполне конкретные физические определения.
Верх-низ - это просто система координат - взгляд извне на оба этих целиндра. Но сами цилиндны внешний мир не видят и им неважно как видит внешний мир их самих ))

Цитата Bug Hunter @ 14.11.08, 12:48

Цитата Бустер @ 13.11.08, 12:59

Свинцовый шар массивный (данные есть - 20 кг), диаметр стального прута незначителен, значит имеет место быть деформация растяжения и сжатия, как говорили выше.

Еще один чукча-не-читатель из политеги? Результаты расчета деформации прутов были приведены выше.

И где твои рассчеты? Что-то я их в упор не вижу? Озвучь свой ответ, о наш физический светоч.

Цитата TEMENb @ 14.11.08, 14:28

Задачка с подвохом. А подвох в том, что система замкнута не только с точки зрения термодинамики, но еще и с точки знерия механики )))Ну нету там притяжения и понятий "верх", "низ" нету. Это взгляд извне.

Получается, что ни у шарика ни у цилиндра нет массы (взгяд изнутри)?! Странно... Как же он остывать будет, без массы?

Цитата TEMENb @ 14.11.08, 14:28

гравитацию в реальном мире вполне можно погасить, если уронить целиндр на солнце

Это невесомость, а гравитация (сила притяжения) остается прежней.

Я вот так думаю (теоретически):

Скрытый текст

Примем длину стального прута равной L. Она одинакова в обеих системах и остается неизменной.
Диаметр нагретого шара - D1, а остывшего - D2. Ясно, что D1>D2, т.к. в процессе остывания объем вещества уменьшается (термодинамика).

Следует, что L+D1 > L+D2, а так шар подвешен, то суммарная длина будет уменьшаться наверх. Шар "будет подниматься" - точнее центр его тяжести, преодолевая гравитацию и совершая работу.
Со вторым шаром (который установлен), наоборот - суммарная длина будет уменьшаться вниз, но в отличии от первого шара он не совершает никакой работы (центр его тяжести "падает" по направлению силы притяжения)

Подвешенный шар совершает дополнительную работу по сравнению с установленным