задача по физике для 8-9 класса, имеющая некоторое отношение
Модераторы: трофи, DukeSS, KWAK
Господа, если есть кто силён в физике, помогите. Вот в голове зреет мысль, но как облечь её в формулу, ему не приложу. Задача по физике для 8-9 класса, имеющая некоторое отношение к дайвингу.
Группа весёлых дайверов (вероятно, находящихся под действием азотного наркоза), решила поэкспериментировать и ускорить своё транспортное средство - механическую тележку путём установки элементов на реактивной тяге, проще говоря баллонов.
ну не принципиально, сколько их: n или 8 (восемь). Баллон стандартный: ~12 л (11,3 л), аллюминий. Вес механической тележки - 1200 кг. Вес баллона известен, диаметр горловины тоже, давление - 200 бар.
Забыл про задачу то: До какой максимальной скорости разгонится тележка и как далеко она уедет.
Может кто помочь? Ну так, чисто из соображений отнечегоделать и разминкадлямозга.
Всем спасибо
Группа весёлых дайверов (вероятно, находящихся под действием азотного наркоза), решила поэкспериментировать и ускорить своё транспортное средство - механическую тележку путём установки элементов на реактивной тяге, проще говоря баллонов.
ну не принципиально, сколько их: n или 8 (восемь). Баллон стандартный: ~12 л (11,3 л), аллюминий. Вес механической тележки - 1200 кг. Вес баллона известен, диаметр горловины тоже, давление - 200 бар.
Забыл про задачу то: До какой максимальной скорости разгонится тележка и как далеко она уедет.
Может кто помочь? Ну так, чисто из соображений отнечегоделать и разминкадлямозга.
Всем спасибо
Последний раз редактировалось Vaga 24-07-2014 18:37, всего редактировалось 1 раз.
Ныряю
- ShurikK
- Активный участник
- Сообщения: 11485
- Зарегистрирован: 21-08-2009 13:29
- Откуда: Подольск. Александр Куликов. У меня IANTD, TDI и SDI. PADI, Господи прости! Вот хочу SNSI
- Контактная информация:
Есть.
"Может кто помочь?"
"Может кто помочь?"
Моя спарка развалилась. Танки на бока скатились
Так теперь вот и висят. Мне ж нырять не разрешат
Так теперь вот и висят. Мне ж нырять не разрешат
А! Ну да! отвлекли.
До какой максимальной скорости разгонится тележка и как далеко она уедет.
P.S. Ребят я задачу добавлю наверх, чтобы остальным было ясно!
До какой максимальной скорости разгонится тележка и как далеко она уедет.
P.S. Ребят я задачу добавлю наверх, чтобы остальным было ясно!
Ныряю
- Volontario
- Активный участник
- Сообщения: 506
- Зарегистрирован: 27-09-2010 23:37
- Откуда: Замкадыш
Ничего себе 8-9 класс.
Тут вообще-то газодинамика
Полагаю, что разгонится в сферическом вакууме до скорости истечения газов из горловины баллона.
А дальше надо уже учебник для десятого класса брать и уточнять условия задачи
Тут вообще-то газодинамика
Полагаю, что разгонится в сферическом вакууме до скорости истечения газов из горловины баллона.
А дальше надо уже учебник для десятого класса брать и уточнять условия задачи
Я - фольклорный элемент, у меня есть документ!
- Валерий Мухин
- Великий и Ужасный.
- Сообщения: 18971
- Зарегистрирован: 01-07-2003 00:01
- Откуда: Россия. Москва, Сочи. "Русский Ребризер"
- Контактная информация:
УИ двигателя на сжатом газе примерно 500-700 м/с
1000 нормолитров воздуха весят при 20 градусах 1.2 кг.
У нас 18 080 нормолитров, т.е. 21.696 кг воздуха.
Начальный вес тележки 1221.696 кг.
Конечный вес тележки 1200 кг.
Конечная скорость тележки (при отсутствии сопротивления) 600*ln(1221.696/1200)=10.75 м/с
1000 нормолитров воздуха весят при 20 градусах 1.2 кг.
У нас 18 080 нормолитров, т.е. 21.696 кг воздуха.
Начальный вес тележки 1221.696 кг.
Конечный вес тележки 1200 кг.
Конечная скорость тележки (при отсутствии сопротивления) 600*ln(1221.696/1200)=10.75 м/с
Последний раз редактировалось Валерий Мухин 24-07-2014 23:42, всего редактировалось 1 раз.
CMAS/CRASA Three Star Instructor, +7 (916) 670-05-74
Отвечаю на вопросы в ВКонтакте, Телеграм и Whatsapp и по почте (в личку писать тут писать не надо)
Отвечаю на вопросы в ВКонтакте, Телеграм и Whatsapp и по почте (в личку писать тут писать не надо)
- Андрей СПб
- Активный участник
- Сообщения: 15524
- Зарегистрирован: 11-03-2009 09:51
До сферического коня в ваккуме, как в таких случаях говорят.Volontario писал(а):Тут вообще-то газодинамика
Полагаю, что разгонится в сферическом вакууме ....
Задача на реактивное движение (если предположить что трения нет) - закон сохранения импульса.
импульс масса на скорость для тележки = масса на скорость истечения для газа.
Скорость истечения газа неизвестна - кто имеет предположения за какое время стравиться баллон БЕЗ вентиля?? Кроме того она:
- быстро падает с давлением.
- зависит от формы дырки истечения - может у вас сверхзвуковое сопло и УИ соответственно??
Так что "сферический конь в вакууме" и фантазировать можно до дури, предполагая что угодно....
NDL Nitrox, AOWD PADI, OWD SSI, Подв. пловец ДОСААФ СССР
В рамках школы задача не решается, ф-ла Циалковского, которая приведена у в посте Мухина, является частным решение дифференциальной формы второго закона Ньютона для тел с переменной массой. В рамках школьной программы данное уравнение решаемо чуть более чем никак. А так результат в посте Валерия для сфереческой тележке в сфереческом вакууме в общем верен, если удельный импульс баллона взят верно. Правда для большей правдивости стоит заменить тележку на лодку, что бы убрать трение качения, которым пренебрегать ну вот ни разу не получится, заменив его трением скольжения, в виду малого коэффицеента трения о воду.
- Валерий Мухин
- Великий и Ужасный.
- Сообщения: 18971
- Зарегистрирован: 01-07-2003 00:01
- Откуда: Россия. Москва, Сочи. "Русский Ребризер"
- Контактная информация:
Что-то мне помнится в школе про ф-лу Циолковского рассказывали, да и своему ребенку её пришлось объяснять во время выполнения домашних заданий.arn писал(а):ф-ла Циолковского, которая приведена у в посте Мухина, является частным решение дифференциальной формы второго закона Ньютона для тел с переменной массой. В рамках школьной программы данное уравнение решаемо чуть более чем никак.
Я взял УИ именно полноценного двигателя на сжатом газе.arn писал(а):если удельный импульс баллона взят верно.
Последний раз редактировалось Валерий Мухин 25-07-2014 11:52, всего редактировалось 2 раза.
CMAS/CRASA Three Star Instructor, +7 (916) 670-05-74
Отвечаю на вопросы в ВКонтакте, Телеграм и Whatsapp и по почте (в личку писать тут писать не надо)
Отвечаю на вопросы в ВКонтакте, Телеграм и Whatsapp и по почте (в личку писать тут писать не надо)
В текущей школьной программе я не знаю уже, что в каком классе, в мое время механика как раздел физики проходилась в 9 классе, логарифмы в 11, так что исключено в принципе. Не получится воспользоваться даже готовой ф-лой, уже не говоря о ее выводе. Можно в принципе на пальцах объяснить либо упростив понятие рядов либо графически объяснить интегральную сумму, по другому никак, да и ребенок нужен с хорошей подготовкой и воображением.Валерий Мухин писал(а):Что-то мне помнится в школе про ф-лу Циальковского рассказывали, да и своему ребенку её пришлось объяснять во время выполнения домашних заданий.arn писал(а):ф-ла Циалковского, которая приведена у в посте Мухина, является частным решение дифференциальной формы второго закона Ньютона для тел с переменной массой. В рамках школьной программы данное уравнение решаемо чуть более чем никак.
Я взял УИ именно полноценного двигателя на сжатом газе.arn писал(а):если удельный импульс баллона взят верно.
Последний раз редактировалось arn 24-07-2014 23:57, всего редактировалось 1 раз.
Андрей СПБ
например, из этого видео http://youtu.be/ph4WYAJSQZQ опытным путём видно, что баллон из стандартного вентильного отверстия "истекает" за 8-9 сек в среднем
например, из этого видео http://youtu.be/ph4WYAJSQZQ опытным путём видно, что баллон из стандартного вентильного отверстия "истекает" за 8-9 сек в среднем
Ныряю
- Volontario
- Активный участник
- Сообщения: 506
- Зарегистрирован: 27-09-2010 23:37
- Откуда: Замкадыш
Массой баллонов пренебрегли. Непорядок!Валерий Мухин писал(а): Конечный вес тележки 1200 кг.
И где ответ на вопрос ТС сколько этот автоваз проедет?
Я - фольклорный элемент, у меня есть документ!
- ShurikK
- Активный участник
- Сообщения: 11485
- Зарегистрирован: 21-08-2009 13:29
- Откуда: Подольск. Александр Куликов. У меня IANTD, TDI и SDI. PADI, Господи прости! Вот хочу SNSI
- Контактная информация:
Ну скорость истечения газа через трубу известного сечения, имея диаметр трубы, её длинну, плотность газа и разницу давлений на входе и выходе, вычислить можно. Но мы не в состоянии поддерживать эту разницу давлений постоянной. Для каждого момента времени она будет своя. Так что интрегал, господа, в уравнении присутствоваять должен. Хотя.... если снижение давления происходит линейно, что на самом деле не так, то можно найти и частное решение
Моя спарка развалилась. Танки на бока скатились
Так теперь вот и висят. Мне ж нырять не разрешат
Так теперь вот и висят. Мне ж нырять не разрешат
- Андрей СПб
- Активный участник
- Сообщения: 15524
- Зарегистрирован: 11-03-2009 09:51
Если исключать сопловые эффекты, т.е. дозвуковое истечение, то истечение газа линейно падает во времени в соответствии с давлением.ShurikK писал(а):. Так что интрегал, господа, в уравнении присутствоваять должен.
Значит за указанный ТС интервал истечения 8 секунд средняя скорость истечения через 25 мм равна скорости при 100 баррах на 4ой секунде. Кто посчитает?
Аналогично линейно падает и масса баллона.
Для тележки - масса газа также уменьшается линейно, посему можно считать импульс газа на 4ой секунде действует на массу тележки-баллона на 4ой секунде и так 8 секунд.
NDL Nitrox, AOWD PADI, OWD SSI, Подв. пловец ДОСААФ СССР
да никуда тележка не уедет. Тяги не хватит.
- Павел.bard.ru
- Активный участник
- Сообщения: 8233
- Зарегистрирован: 19-12-2007 14:07
- Откуда: Москва
- Контактная информация:
Я не физик ни разу А как математик скажу, что задача поставлена некорректно. А именно, отсутсвуют данные, необходимые для решения. Если воспользоваться подсказкой, что задачка для 8го класса, можно сделать вывод: при решении надо использовать какие-то упрощения, не имеющие к реальной ситуации никакого отношения (например, пренебречь массой используемого воздуха (воздуха ли? может, найтрокс? тримикс? ) по сравнению с массой тележки, трением качения, трением о воздух и т.п.), тогда задача решается в одно действие. Но поскольку, повторюсь, в физике я явный профан, оценить уровень и количество таких допущений не в состоянии Вспомнил пассаж на эту тему:ocean07 писал(а):Ну, несколько метров проедет.
Надо ждать Павла-барда. Он уточнит, 8 или 13
В.И.Арнольд писал(а):Возвращаясь к непонимаемым задачам, упомяну — замечательную — задачу физического стиля из старого учебника арифметики. «Гребец плыл на лодке вверх по Неве. Под Троицким мостом у него сшибло шляпу. Поднявшись до Литейного моста, он встретил друга, который ему на это указал. Тогда гребец поплыл вниз, вслед за шляпой (с такой же, как прежде, скоростью относительно воды), и догнал ее через 20 минут, под Дворцовым мостом. Определите скорость течения Невы».
Математику ясно, что эта задача неразрешима. Но составители были лицемерами (или физиками?). Они решали ее так: «согласно принципу относительности Галилея, гребец отплывал от шляпы вверх и догонял ее вниз одинаковое время — те же 20 минут. Значит, шляпа проплыла от Троицкого моста до Дворцового за 40 минут. А так как расстояние между этими мостами составляет одну милю, то...».Все физические задачники и учебники построены по этому образцу: неявно предполагаются известными какие-то расстояния между мостами или иные обстоятельства, о которых «нет нужды» говорить (это всегда напоминает мне старую статью в ДАН СССР «О фонтанирующей деятельности китов», в которой участвовала, при вычислении цилиндрического объема кита, формула, содержащая величину «пи»—«константу, которая для гренландских китов равна трем»)
Divers do it better and deeper
http://pavel.bard.ru
http://pavel.bard.ru
ИМХО До первого ментаVaga писал(а):...как далеко она уедет.