Skočiť na obsah


Fotografia
* * * * - 1 Hlasov

Pád kameňa vo vode


  • Prosím prihláste sa ak chcete odpovedať
Téma má 10 príspevkov

#1 Sniper

Sniper

    Aim and Shoot

  • Retired Members
  • PipPipPipPipPipPipPipPipPip
  • 22 730 príspevkov
  • 1 069 tém

Príspevok bol napísaný: 27. august 2011 - 12:52:29

Prečo keď pustíme kameň na zem, tak vo vzduchu padá tak ako sme ho pustili, ale vo vode sa vždy otočí plochou? Zdalo by sa, že pád hranou bude logický, pretože tým má kameň menší odpor a na dno by mal dopadnúť skôr. Ale vždy sa otočí a padá plochou. Ako keby sa mu nechcelo padnúť na dno.


  • 0

#2 Tono

Tono

    Rear Admiral

  • Advanced Members
  • PipPipPipPipPipPipPip
  • 2 839 príspevkov
  • 1 tém

Príspevok bol napísaný: 27. august 2011 - 17:21:14

Príčina by mohla byť v Bernulliho rovnici. Padajúci kameň musí pri pohybe vytláčať objem kvapaliny, ktorý nahradí svojím objemom. Vytlačovaná kvapalina obteká kameň zo všetkých strán. Ak padá kameň v šikmej polohe, prúdnice majú rozdielnu dĺžku. Musí byť preto aj rýchlosť vytlačovanej vody v dlhšej prúdnici väčšia. Podľa Bernulliho rovnice je v tejto prúdnici nižší tlak vody a na kameň pôsobí sila s momentom. Tento moment natáča kameň do vodorovnej polohy. Vo vodorovnej polohe sú prúdnice rovnako dlhé a výsledný moment síl je nulový. Táto rovnováha by platila, aj keby padal kameň vertikálne, no to je nestabilná poloha, rovnako, ako keby sme ho chceli takto postaviť na podložku.

Priložený súbor(y)

  • Priložený súbor  kmen1.JPG   2,88K   1 Počet stiahnutí

  • 0

#3 secretka

secretka

    Celtic Woman

  • Moderators
  • 3 160 príspevkov
  • 3 tém

Príspevok bol napísaný: 29. august 2011 - 08:09:09

Opýtam sa ako úplný laik ... neovplyvňuje to rôzna špecifická hustota vody a kameňa?

Keď kameň padne do vody, vychýli sa zo zvislého smeru práve z dôvodu rôznej špecifickej hustoty a tým dochádza k zmene jeho ťažiska /to isté by sa asi stalo, ak by do vody padlo rôzne teleso tvaru hranola. Tiež by došlo k vychýleniu a k zmene smeru pádu tak, aby ťažisko hranola bolo čo najnižšie/.

Alebo zmenu smeru pádu kameňa, či vlastne jeho otočenie ovplyvňuje iba to prúdenie vody?

  • 0

#4 Tono

Tono

    Rear Admiral

  • Advanced Members
  • PipPipPipPipPipPipPip
  • 2 839 príspevkov
  • 1 tém

Príspevok bol napísaný: 29. august 2011 - 10:02:28

... Tiež by došlo k vychýleniu a k zmene smeru pádu tak, aby ťažisko hranola bolo čo najnižšie

Pri voľnom páde telesa k zemi (ak zanedbáme rozmery telesa vzhľadom na potenciál zeme, čo si môžeme dovoliť), tak sa teleso nemá dôvod natáčať tak, aby malo ťažisko bližšie k zemi. Laicky povedané, padajúce kladivo nebude padať „rúčkou hore“. To, že to tak je má „na svedomí“ odpor vzduchu. Podobne je to aj vo vode.
  • 0

#5 robopol

robopol

    Vice Admiral

  • Advanced Members
  • PipPipPipPipPipPipPipPip
  • 5 334 príspevkov
  • 12 tém

Príspevok bol napísaný: 30. august 2011 - 11:47:55

Tono má pravdu: je to dôsledok prúdenia vody alebo vzduchu. volný pád bez odporu vzduchu ti nespôsobí natáčanie objektu.

Len taka poznamka na tom obrazku. ta rýchlost v2 je väčšia ako v1 a to práve preto, lebo smerom hore je menšia hustota a tak sa rýchlejšie vytláča voda do priestoru s menšou hustotou.
  • 0

#6 D'Ady

D'Ady

    pozemský drak

  • Advanced Members
  • PipPipPipPipPipPipPipPip
  • 5 329 príspevkov
  • 10 tém

Príspevok bol napísaný: 5. september 2011 - 12:09:22

Pri voľnom páde telesa k zemi (ak zanedbáme rozmery telesa vzhľadom na potenciál zeme, čo si môžeme dovoliť), tak sa teleso nemá dôvod natáčať tak, aby malo ťažisko bližšie k zemi. Laicky povedané, padajúce kladivo nebude padať „rúčkou hore“. To, že to tak je má „na svedomí“ odpor vzduchu. Podobne je to aj vo vode.

mne ovsem z toho laicky vyplyva, ze odpor vzduchu je zanedbatelny oproti vplyvu ne-rovnovazneho stavu kladiva
  • 0

#7 Darkman

Darkman

    Winzárten

  • FS Members
  • PipPipPipPipPipPipPip
  • 4 583 príspevkov
  • 9 tém

Príspevok bol napísaný: 5. september 2011 - 12:26:45

Laicky povedane, kedze gravitacna sila posobi v tazisku, tak to, ze sa padajuce kladivo otoci nemoze byt nasledkom tejto gravitacnej sily.

Odbornejsie - gravitacna sila posobi roznou velkostou na rozne casti kladiva, a to tak, aby mala kazda cast zrychlenie presne 9.8 ms-2 (kedze gravitacne zrychlenie je pre vsetky telesa rovnake), a teda vsetky jeho casti padaju rovnako rychlo a teda nemoze dojst k otoceniu.
  • 0

#8 tyso

tyso

    Vice Admiral

  • Advanced Members
  • PipPipPipPipPipPipPipPip
  • 6 710 príspevkov
  • 1 tém

Príspevok bol napísaný: 5. september 2011 - 12:45:55

to je pravda, aj ked to nie je uplne presne, gravitacna sila posobi na kazdy hmotny bod, ale vysledok je rovnaky ako keby cela hmotnost bola v tazisku.
A tak nevznikne ziadny silovy moment, ktory by otacal teleso.
Dovod je teda urcite v odpore prostredia, a aj ked to vyzera protiintucii, tak mi tiez ine vysvetlenie ako rozdielnymi tlakmi nenapada.
Ale potom to musi platit aj vo vzduchu, len su tam sily mensie.
  • 0

#9 smiley

smiley

    Captain

  • Active Members
  • PipPipPipPipPip
  • 916 príspevkov
  • 6 tém

Príspevok bol napísaný: 7. február 2012 - 00:24:43

Ahoj,
co mna napadlo ako prve, je turbuletne prudenie vody. Za kamenom vznika turbulencia, ktora ho brzdi ako padak a nataca na plocho. Pri laminarnom prudeni (v nejakej viskoznejsej kvapaline) by podla mna padal dole hranou.
Vo vzduchu sa uplatnuju iba pri vyssich rychlostiach (napr. podanie pri voleybale), ale myslil, ze v pripade vody sa to bude tykat aj rychlosti padajuceho kamena.
  • 0

#10 Tono

Tono

    Rear Admiral

  • Advanced Members
  • PipPipPipPipPipPipPip
  • 2 839 príspevkov
  • 1 tém

Príspevok bol napísaný: 9. júl 2017 - 18:43:40

Príčina by mohla byť v Bernulliho rovnici. Padajúci kameň musí pri pohybe vytláčať objem kvapaliny, ktorý nahradí svojím objemom. Vytlačovaná kvapalina obteká kameň zo všetkých strán. Ak padá kameň v šikmej polohe, prúdnice majú rozdielnu dĺžku. Musí byť preto aj rýchlosť vytlačovanej vody v dlhšej prúdnici väčšia. Podľa Bernulliho rovnice je v tejto prúdnici nižší tlak vody a na kameň pôsobí sila s momentom. Tento moment natáča kameň do vodorovnej polohy. Vo vodorovnej polohe sú prúdnice rovnako dlhé a výsledný moment síl je nulový. Táto rovnováha by platila, aj keby padal kameň vertikálne, no to je nestabilná poloha, rovnako, ako keby sme ho chceli takto postaviť na podložku.

 

V rámci prevencie proti Alzheimerovej chorobe som sa pokúsil o výpočet. Vyšlo mi niečo takéto.

 

https://drive.google...iew?usp=sharing


  • 0

#11 Tono

Tono

    Rear Admiral

  • Advanced Members
  • PipPipPipPipPipPipPip
  • 2 839 príspevkov
  • 1 tém

Príspevok bol napísaný: 11. júl 2017 - 22:29:57

Pri výpočte kameňa som potreboval odvodiť nejaké rovnice. Výsledky sú celkom zaujímavé. Predstavme si kameň v tvare gule, s polomerom 5cm, vážiacim 1,36kg,  padajúci voľným pádom. Po asi 20 tich sekundách, dosiahne kameň rýchlosť 266,7km/h, ktorá je takmer rovná, jeho terminálnej rýchlosti 269.5km/h. Kameň dosiahne túto rýchlosť voľným pádom z výšky 1104m. Kameň po padne do vody, dosiahne vo vode terminálnu rýchlosť 7,6km/h, za asi 0,5s. Kameň vo vode preje za túto dobu dráhu 3,15m. Takže v takejto hĺbke, by pre nás kameň predstavoval rovnaké nebezpečenstvo, ako pád tohto kameňa vo vzduchu, z výšky 22,7cm. V tejto hĺbke, by sme to určite prežili.
Človek, vážiaci 80kg, padajúci voľným pádom vo vzduchu dosiahne terminálnu rýchlosť asi 197,7km/h. Na dosiahnutie tejto rýchlosti potrebuje výšku 343 m. Severná veža dvojičiek WTC, mala výšku 417m. Zúfalci, ktorý vyskočili z poschodí s výškou väčšou, ako 343m, dosiahli terminálnu rýchlosť. Voľný pád k dosiahnutiu terminálnej rýchlosti im trval asi 10s, čo je dosť dlhá doba hrôzy.


  • 1