Физика...

Наскочил на довольно глупое шоу на ТВ, но там оказались интересные жемчужены.

Чувак делает разные опыты, часто весьма впечатляюшие, при этом иногда задевая интересные физические феномены.

Вот один такой. Внутри автобуса сверху подвешен воздушный шар, надутый воздухом.

Снизу, к полу, привязан другой, надутый гелием.

Что с ними произойдет, когда автобус тронется с места? И почему?

Плотность воздуха (а значит и давление) в автобусе что-ли меняется от носа к корме при разгоне? Уж не опустится-ли гелиевый шарик от этого? Хотя интересно в таком случае, шарики из растягиваемой резины, или нерастяжимого полиэтилена какого.

Обычные резиновые шарики.

инерция - вроде как вектор - результат силы тяжести и других сил действуюших на тело? вроде бы насколько я помню очень смутно из школы. по идее этот вектор обычно направлен вниз - все падает.

в случае с гелием, этот вектор направлен вверх - архимедова сила преобладает над силой тяжести... по идее, процесс должен быть противоположным чем в обучном случае... но вот как это выражается, не уверен - вверх и вперед? вместо вниз и назад? или вверх и все же назад?

Вот другой вопрос из физики, более близкий к оружейной теме.
Почему при взрыве мы сначала видим вспышку, а только потом слышим звук взрыва?

Вопрос из биологии-как муха садится на потолок, с полупетли или боевого разворота?

C гелиевым нчего не произойдёт. Будет стремиться вверх. Если его отвязать -забьётся под потолок вертикально над точкой старта и там будет висеть.

Palmaris777
Вот другой вопрос

Неуклюжая попытка избежать простого признания "Я не знаю!", посредством перевода темы, не засчитана. 😊

Прием вариантов продолжается.

Palmaris777

с полупетли или боевого разворота?
#6

С полупетли или с полубочки! Боевой разворот это всего лишь набор высоты в развороте 😊)) смотрим оригинал из фильма "Торпедоносцы" 😊)

https://m.youtube.com/watch?v=e0tmErma8YI

Шатун Затворов
C гелиевым нчего не произойдёт. Будет стремиться вверх. Если его отвязать -забьётся под потолок вертикально над точкой старта и там будет висеть.

Гелиевый будет отклоняться в сторону поворота, либо в сторону разгона, либо в сторону торможения. То есть, как-бы против инерции.

Потому что газ внутри такого шара будет обладать меньшей инерцией чем воздух в салоне. Соответственно, при разгоне автобуса, шар будет разгоняться быстрее чем воздух в салоне, и тем самым отклонится вперед, а не назад.

bcc1357
Потому что газ внутри такого шара будет обладать меньшей инерцией чем воздух в салоне. Соответственно, при разгоне автобуса, шар будет разгоняться быстрее чем воздух в салоне, и тем самым отклонится вперед, а не назад

В теории - безусловно. А на практике автобус врядли может передвигаться с такими ускорениями 😊

Шатун Затворов

В теории - безусловно. А на практике автобус врядли может передвигаться с такими ускорениями 😊

Думаю что даже старого Икаруса хватит чтобы достичь "таких ускорений". 😊

Теперь я пол-дня буду думать о том где достать старый Икарус. Thank you!

Шарики в автобусе будут неподвижны

Шарики будут сдвигатся назад под силами ускорения. Как только ускорение прекратится будут висеть так как будто автобус неподвижен.

Foxbat

Неуклюжая попытка избежать простого признания "Я не знаю!", посредством перевода темы, не засчитана. 😊

Прием вариантов продолжается.

Ответ bcc1357 считаю верным. Наглядное объяснение дает представление Эйнштейна о неразличимости эффекта проявления гравитационного поля и действия "сил инерции" при ускоренном движении. Представьте себе, что просто "перекашивается" горизонт (это хорошо заметно, если в ускоренно движущемся автобусе поставить таз с водой - ее уровень перекосится). соответственно изменятся углы действия "силы тяготения" и, естественно, отвесы. Конечно это будет хорошо заметно, если наблюдатель жестко связан с неинерциальной системой отсчета - автобусом в данном случае 😊

Ну-ну... пока что очень холодно... блеснул один луч надежды, но его грубо затоптали смазными сапогами.

Думаю, что оба отклонятся назад, но гелиевый на значительно меньший угол:
Воздух в салоне "поедет" вместе с автобусом, а тк масса гелиевого шарика в разы меньше воздушного, то влияние силы, вызванной ускорением на него значительно меньше.
Завтра проверю в своем Ламборджини, если найду кусок сухого асфальта.

Я все-таки думаю, что оба останутся на месте. На висящий шарик действует сила земного тяготения, направленная вертикально вниз. На гелиевый шарик действует подьемная сила газа легче воздуха, направленная вертикально вверх. Система "точка крепления + шарик" не меняется от движения автобуса. Т.е. колебания корпуса автобуса относительно двух вертикальных векторов, конечно будут, но сами вектора от этого не изменятся.

Не знаю ответа, как влияет движение автобуса . Но шар с гелием должен подняться вверх, а с воздухом спустится вниз даж если привязан ... А вообще нутром чувствую , что автобус тут не при чем .

Может конвекция? Гелиевый немного опустится, а воздушный приподнимется?

hiursa
Может конвекция? Гелиевый немного опустится, а воздушный приподнимется?

Или +1 ... если не закрыты двери и открыты окна 😛

Холодно... очень холодно...

Сегмент короткий, наверное минуты 3, за это время хрен что надумаешь. Он потом об'ясняет, и его об'яснение выглядит правдоподобным. Когда народ будет готов, я его приведу.

Foxbat
Холодно... очень холодно...

Сегмент короткий, наверное минуты 3, за это время хрен что надумаешь. Он потом об'ясняет, и его об'яснение выглядит правдоподобным. Когда народ будет готов, я его приведу.

Foxbat Когда народ будет готов, я его приведу.

електрический разряд?

Шар с воздухом отклонится назад, тот, что с гелием - пойдет вперед.

При ускорении автобуса воздух в нем смещается назад, появляется градиент плотности.

Шару с воздухом это пофиг, он просто движется как и остальной воздух.

А вот шар с гелием движется против градиента плотности - точно так же, как он ведет себя в атмосфере, поднимаясь.

YuraLT
у кого-нибудь есть сомнения куда начнут двигаться части тела у обоих с началом движения?

Так я же так и писал. И предшественник, на которого я ссылался, об этом говорил.

Dalian
Так я же так и писал. И предшественник, на которого я ссылался об этом говорил.

Канонир правильно сказал о градиенте плотности, но не угадал смещения шаров. У Вас в ответе я тоже этого не нашел. Ответ bcc1357 я не считаю правильным, он только верно предугадал смещение гелиевого (правда, по неправильной причине), но это не все.

FoxbatА вот шар с гелием движется против градиента плотности - точно так же, как он ведет себя в атмосфере, поднимаясь.

Как, не нашел? А градиент за счет чего образуется? В атмосфере Земли - за счет тяготения, в движущемся с ускорением автобусе добавляется "сила инерции" - это и есть "перекос" горизонта. Предшественник четко сказал - смещение гелиевого шара против ускорения, что ж непонятного?

Да блин, возьмите такой шарик и выйдите на улицу где есть ветерок.... куда шар будет отклоняться?

Foxbat
Шар с воздухом отклонится назад, тот, что с гелием - пойдет вперед.

При ускорении автобуса воздух в нем смещается назад, появляется градиент плотности.

Шару с воздухом это пофиг, он просто движется как и остальной воздух.

А вот шар с гелием движется против градиента плотности - точно так же, как он ведет себя в атмосфере, поднимаясь.

Ну блин. Опять Foxbat все сказал раньше, чем я успел ответить. Ладно. Попробую раскрасить картинку.

Гелиевый полетит вперед. С воздухом - назад, но не так сильно, как, вроде бы, должен. Заодно оба будут стремиться к центральной продольной оси автобуса (могли бы шарики и на резинках подвесить, кстати).

I.
Воздух под действием инерции сдвинется против движения -> усилится давление в задней части.
=>
Гелиевый поедет вперед под действием силы Архимеда.
Воздушный полетел бы полностью назад, но: 1. обладает какой-никакой массой и соответственно инерцией, 2. оболочка упругая и элластичная, поэтому шарик увеличится в объеме, 3. давление в салоне начнет нарастать градиентно от задней стенки, что даст шарику время увеличится в объеме.

II.
Воздух обладает вязкостью, поэтому будет трение о стенки автобуса с замедлением течения у этих самых стенок и, что бы там не говорили большевики про поверхностный слой, повышением давления.
=>
Еще и к центру от стенок стремиться будут.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D0%90%D1%80%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%B4%D0%B0
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D0%91%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%83%D0%BB%D0%BB%D0%B8
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82_%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D1%83%D1%81%D0%B0
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B9

При чем ветерок к силам инерции? Понятно, что сам опыт нужно ставить корректно, ускорение должно действовать хоть некоторое продолжительное время, чтобы эффект был четко различим и не смазывался колебаниями и т.п.

DalianПри чем ветерок к силам инерции?

К тому, что инерцией обладает только сам шарик своей массой, а не наполнитель.

DalianА что, массу воздуха уже отменили?

Принципиально отличаются. В автобусе не ветерок дует, а формируется градиент давления воздуха (причину я описал выше). Ветерок же - это как раз обратное явление - "разрядка напряжения" этого самого градиента давлений. Он дует из области повышенного давления в сторону пониженного. Да и ускоренного движения при нем мы не наблюдаем (ну не считая, конечно, флуктуаций давления).

DalianВ автобусе не ветерок дует, а формируется градиент давления воздуха

Каких приспособ? Никаких не надо. Плавно трогай себе и разгоняйся, вот и вся недолга. Просто интересный эффект, якобы противоречащий "здравому смыслу". Как бы нечасто встречающееся в обыденной жизни явление, но наверняка следует учитывать его там, где ускорения значительны.

DalianПлавно трогай себе и разгоняйся, вот и вся недолга.

Можно и руками подвигать, если затекли, но получится ли направить шары с разными газами в противуположных направлениях - это вопрос!

DalianМожно и руками подвигать, если затекли, но получится ли направить шары с разными газами в противуположных направлениях - это вопрос!

С эффектом понятно. Правда я сам бы не допер. Просто неожиданно, что его можно наблюдать визуально. Ну и автобус должен быть герметичным в задней части.

Канонир правильно сказал о градиенте плотности, но не угадал смещения шаров.

Показан реальный эксперимент, автобус на улице Лас Вегаса, поэтому никаких диких ускорений не было, визга шин не было, но шары отклонялись очень заметно - скажем, на 20см каждый, от состояния покоя.

Foxbat
скажем, на 20см каждый, от состояния покоя.

По-моему эксперимент нечистый. Шар привязан. Его "отклонение" возможно визуальный эффект разницы скоростей между плавающим в воздухе шаром и точкой его крепления, которая движется со скоростью автобуса. Интереснее было бы накачать щарик, но не полностью, а до "нулевой плавучести" в воздухе, чтоб он висел скажем в метре от пола автобуса ничем не закреплённый. И посмотреть что будет.

А в автобусе может быть может быть эффект отраженного от задней стенки воздуха при определённых скоростях и места расположения шарика.

Погуглил сейчас эту тему на форумах физиков. Оказывается это довольно бурно обсуждаемая тема.

Тех кто за горизонт/ускорение больше чем тех кто за градиент плотности.

Градиент есть, но он незначительный.

Основное влияние именно из за закона Архимеда и наклона горизонта.

Так что кто написал выше про горизонт по ходу дела прав.

Хотя людей кто пишут про градиент тоже много. Но не увидел ни одного опровержения от сторонников градиента по поводу горизонта. Так что на данном этапе склонен верить в описание с горизонтом.

Интересно, спасибо!

Надо же 30 лет прошло а вопрос всё не решён.
Этот вопрос задал мне,как дополнительный на экзамене по физике преподаватель при поступлении в институт.

Звучал он так
Куда отклонится шарик с водородом привязанный посреди пустого вагона при начале движения.?
Шансов у меня было поровну, и я изобразив усиленную работу мозга ответил, и угадал.
Второй вопрос был "обоснуйте почему?"
На что я честно ответил ,что не знаю, и попросил объяснить.
Препод заржал ,аки конь египетский, и говорит, да я и сам не знаю.
4 поставил, хватало мне для проходного балла.

Автобус поехал, воздух в нём не поехал, шары.... останутся с воздухом. Но вроде утверждается что гелиевый пойдёт в перёд. Или не пойдёт......

Я думаю будет как с чаинками, при вращении чая в стакане - плотность их меньше чем у воды, и их выжимает к центру.
Гелиевый шарик отожмёт вперёд, по направлению ускорения, воздушный - назад.

Тех кто за горизонт/ускорение больше чем тех кто за градиент плотности.

Я думаю не в плотности дело, а в выталкивающей силе.
Если заменить шарик несжимаемым поплавком, а воздух почти несжимаемой водой, поплавок также отклонится вперёд.
Задавая ускорение мы получаем дополнительную силу к силе тяжести, и вектор по которому возрастает давление (ро-же-аш) станет не вертикальным.

to6a

Я думаю не в плотности дело, а в выталкивающей силе.

Это и есть объяснение про горизонт/ускорение.

Foxbat
Шар с воздухом отклонится назад, тот, что с гелием - пойдет вперед.

При ускорении автобуса воздух в нем смещается назад, появляется градиент плотности.

Шару с воздухом это пофиг, он просто движется как и остальной воздух.

А вот шар с гелием движется против градиента плотности - точно так же, как он ведет себя в атмосфере, поднимаясь.

Моё мнение:
Оба шара при начале движения отклонятся назад. Т.е. сработает ИНЕРЦИЯ ПОКОЯ.
висящий с воздухом - отклонится больше, т.к. тяжелее.

А если принять ваш вариант, то получается, что гелиевый шарик, если окажется на воздухе, будет сдвигаться против ветра.
А это как-то неправильно.

На гелиевый шар (на его подъём) действует архимедова сила, т.е. он весит меньше, чем вытесняемый им воздух.
А при сдвиге автобуса - на все предметы внутри подействует инерция покоя. все предметы сдвинутся назад.

Я б рассмотрел заднюю стенку автобуса(вагона) как дно обычного поршня начинающего при движении сжимать находящийся в нём воздух, так как трение пристенного слоя воздуха о стенки вагона исчезающе мало и не может передаваться на весь объём находящегося в нём воздуха.
Вес шарика с водородом (1) ничтожен по сравнению с весом воздуха, поэтому его энергией покоя можно пренебречь.
Поэтому он и отклонится вперёд в сторону меньшего давления.

бах-тарабах
Я б рассмотрел заднюю стенку автобуса(вагона) как дно обычного поршня начинающего при движении сжимать находящийся в нём воздух

Foxbat
При ускорении автобуса воздух в нем смещается назад, появляется градиент плотности.

При ускорении автобуса воздух в нем смещается назад, появляется градиент плотности.

Двигаться будет лишь пристенный слой, который на основную массу не окажет никакого влияния.

Кстати, если воздух внутри смещается, то это скорее усилит отклонение обоих шариков назад, так как к инерции приплюсуется ещё и парусность.

При ускорении автобуса воздух в нем смещается назад, появляется градиент плотности.

Мы видимо в разных системах координат это всё рассматриваем, не договорившись предварительно где находится наблюдатель, внутри или вне автобуса, оттого и непонятки.

Всё !
Дух из меня спорный вышел, дальше пусть ещё кто нибудь попробует.

так как к инерции приплюсуется ещё и парусность.

какая парусность? воздух остается на месте.

Foxbat
При ускорении автобуса воздух в нем смещается назад

Если же воздух внутри неподвижен, то просто - оба шарика отклонятся назад.

Кстати, если воздух внутри смещается, то это скорее усилит отклонение обоих шариков назад, так как к инерции приплюсуется ещё и парусность

Опыт с банкой с водой - самый показательный.
И для понимания первого опыта точнее сказать - воздух "перетекает" назад и выдавливает шарик вперед.

Не знаю, какой опыт с банкой и водой вы имели ввиду, искать лень.
Но не лень мне было отрезать кусок пробковой пробки, натереть воском и привязать к гайке.
Это все утоплено в 2-х литровой банке, доверху наполненной водой. закрыта герметично.
Действительно очень наглядно, пробка прям прыгает по направлению ускорения, при отрицательном ускорении (остановке) - отклоняется в обратную сторону.

То есть об изменении плотности можно и не думать, перемещение масс воды - ничтожно и вторично, вода перемещается только в объёме пробки, когда та "всплывает" в новом положении, обусловленном сложением ускорения свободного падения и задаваемым мной.

о боже мой.

градиент плотности - полная ерунда (если есть сомнения - прикиньте порядок величин на досуге).

угол отклонения (для легкого шарика вперед, для висящего с воздухом - назад) = arctg(a / g), где a - ускорение автобуса, g - ускорение свободного падения

дополнительные условия - достаточное время равномерного разгона (чтобы система стабилизировалась) и замкнутая система.

угол не зависит от того, что там - человек, пытающийся удержать равновесие (наклон вперед), гиря на веревочке (наклон назад) или просто поверхность жидкости

говорить о том, что физики об этом спорят - это как биологи, спорящие об эволюции.

сорри что мешаю развлекаться, но после "30 лет прошло а вопрос всё не решён" не сдержался

Palmaris777
Вот другой вопрос из физики, более близкий к оружейной теме.
Почему при взрыве мы сначала видим вспышку, а только потом слышим звук взрыва?

Глаза находятся впереди ушей.

Sobaka1970Глаза находятся впереди ушей.

боже мой.
градиент плотности - полная ерунда (если есть сомнения - прикиньте порядок величин на досуге).

угол отклонения (для легкого шарика вперед, для висящего с воздухом - назад) = arctg(a / g), где a - ускорение автобуса, g - ускорение свободного падения

дополнительные условия - достаточное время равномерного разгона (чтобы система стабилизировалась) и замкнутая система.

угол не зависит от того, что там - человек, пытающийся удержать равновесие (наклон вперед), гиря на веревочке (наклон назад) или просто поверхность жидкости

говорить о том, что физики об этом спорят - это как биологи, спорящие об эволюции.

сорри что мешаю развлекаться, но после "30 лет прошло а вопрос всё не решён" не сдержался

[B][/B]

to6a
Не знаю, какой опыт с банкой и водой вы имели ввиду, искать лень.
Но не лень мне было отрезать кусок пробковой пробки, натереть воском и привязать к гайке.
Это все утоплено в 2-х литровой банке, доверху наполненной водой. закрыта герметично.
Действительно очень наглядно, пробка прям прыгает по направлению ускорения, при отрицательном ускорении (остановке) - отклоняется в обратную сторону.

Я имел в виду опыт с банкой с водой, в которой оставлен пузырь воздуха.
При сдвиге банки - вода внутри сдвигается назад, а находящийся пузырь воздуха (аналог лёгкого шарика) сдвигается вперёд.