Skočiť na obsah

Pád kameňa vo vode


Sniper

Odporúčané príspevky

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.

 

http://www.youtube.com/watch?v=LSPD2h0ELes

Odkaz na príspevok
Zdieľať na iných stránkach

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.

post-2515-0-69870400-1314462023_thumb.jpg

Odkaz na príspevok
Zdieľať na iných stránkach

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?

Odkaz na príspevok
Zdieľať na iných stránkach

... 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.
Odkaz na príspevok
Zdieľať na iných stránkach

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.

Odkaz na príspevok
Zdieľať na iných stránkach

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
Odkaz na príspevok
Zdieľať na iných stránkach

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.

Odkaz na príspevok
Zdieľať na iných stránkach

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.

Odkaz na príspevok
Zdieľať na iných stránkach

  • Pred 5 mesiacmi...

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.

Odkaz na príspevok
Zdieľať na iných stránkach

  • Pred 5 rokmi...

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.com/file/d/0B7BknNOgf2GlZ0VNdVpDYVZhbkk/view?usp=sharing

Odkaz na príspevok
Zdieľať na iných stránkach

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.

  • Pridať bod 1
Odkaz na príspevok
Zdieľať na iných stránkach

Vytvorte si účet alebo sa prihláste, aby ste mohli písať príspevky

Ak chcete odoslať príspevok, musíte byť členom

Vytvoriť konto

Zaregistrujte si nový účet v našej komunite. Je to ľahké!

Zaregistrovať si nové konto

Prihlásiť sa

Máte už konto? Prihláste sa tu.

Prihlásiť sa teraz
×
×
  • Vytvoriť nové...

Dôležitá informácia

Táto stránka používa súbory cookies, pre zlepšenie používania stránok tohto webu. Pre viac informácií kliknite sem. Ďalšie informácie nájdete na stránke Zásady ochrany osobných údajov