ликбез по аэродинамике

[Avex]

Физика 7 класс. 1. Вес тела
Теория:
Из-за притяжения Земли все тела имеют вес.
Сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес, называют весом.

Вес тела обозначают P и измеряют в ньютонах (H).

Вес неподвижного тела равен P=mg.
Формула определения веса неподвижного тела точно такая же, как и формула силы тяжести (см. предыдущую тему «Сила. Сила тяжести»). Однако вес тела и сила тяжести — не одно и то же.

Например, сила тяжести свободно падающего трёхкилограммового кирпича приблизительно составляет 30 H, (F=mg), а его вес P в момент падения равен 0 H (так как кирпич находится в состоянии невесомости).
Если помещённое на опору или подвешенное тело неподвижно по отношению к Земле или находится в равномерном движении вверх или вниз, тогда вес тела не меняется.
Вес меняется, когда тело перемещается вверх или вниз с ускорением.
Во время поездки в лифте, если мы двигаемся с ускорением вверх, наш вес увеличивается, хотя сила тяжести остаётся неизменной.

Вес тела — урок. Физика, 7 класс.

Урок по теме Вес тела. Теоретические материалы и задания Физика, 7 класс. ЯКласс — онлайн-школа нового поколения.

www.yaklass.ru

 

[Вуду]

- Итак, Вы мне рассказали, что формула веса и формула силы тяжести - идентичны. Но! Существуют перегрузки! Когда вес меняется!
Вы не поверите: я знал это и 60 лет назад... А так надеялся на новое, сокровенное знание. которое откроет мне свежий взгляд на тайны мироздания...

 

[Avex]

- Итак, Вы мне рассказали, что формула веса и формула силы тяжести - идентичны.

Ничего подобного.

- Формулу веса пожалуйста!!

Любой учебник физики откройте.Вот формула веса.
Как видите она отличается от формулы силы тяжести =mg.

А так надеялся на новое, сокровенное знание. которое откроет мне свежий взгляд на тайны мироздания..

Надеюсь теперь получили.

 

[Вуду]

Надеюсь теперь получили.

- О, да! Спасибо, что помогли мне проникнуть в фундаментальную тайну Вселенной! P=m(g-a)... Это даже шире и глубже, чем E=mc²... Интересно: успели про это проведать в США? Ведь это может сыграть решающую роль при создании нового супероружия: Резиновой Бомбы...

 

[Н И А]

- Минутку! Тут никто не повергал сомнению, что вес и масса - это разные вещи.

Дядь Миша, у нас все ходы...

вес - прямая функция от g, которое есть ни что иное как эквивалент силы тяжести на данной планете и на данном расстоянии от её центра масс...

 

[Н И А]

То, что у вас там называется "результирующая сила" (а обычно в механике - "равнодействующая") - для петли как раз центростремительная.

поправлю: "результирующая сила" это есть "равнодействующая" без учёта силы тяжести.

 

[Н И А]

Следующий ее вопрос был: хорошо, центробежная сила хочет разорвать веревочку и отбросить шарик. Так, давайте, отпустим веревочку! В каком направлении полетит шарик?

В связанной с шариком системе отсчёта шарик будет на месте, а место крепления верёвочки будет радиально удаляться от шарика (центробежать).

P.S. Елена Дмитриевна была суровая женщина. Могла и линейкой промеж глаз врезать. (Ну, может, и не промеж глаз, но линейкой).

судя по некоторым комментам её бывших учеников (не будем конкретно указывать) не слишком уж и усердствовала Елена Дмитриевна в этом виде образования..

 

[Kit.]

поправлю: "результирующая сила" это есть "равнодействующая" без учёта силы тяжести.

Да. Извиняюсь, был нетрезв.

 

[Аноним22]

- Минутку! Тут никто не повергал сомнению, что вес и масса - это разные вещи. Вы обещали мне продемонстрировать, что вес и сила тяжести (для одной и той же массы) - это разные вещи. Не надо передёргивать.

Сила тяжести - результат гравитационного взаимодействия объекта с планетой и приложена к объекту. Определяется исключительно законом всемирного тяготения. Вес - это сила, с которой объект давит на опору. Зависит как от действующей на него силы тяжести, так и от движения самого объекта и опоры. И да, нигде не сказано, что опора должна быть твёрдой.

 

[Ariec 71]

Ускорения (перегрузки) боковом и продольном каналах пошто не рассматриваем?

 

[Н И А]

Ускорения (перегрузки) боковом и продольном каналах пошто не рассматриваем?

Рано, ...азбуку не все ещё выучили..

 

[Kit.]

- У шарика, вращаемого над головой на верёвочке, центробежная сила направлена из каждого атома шарика от центра, она стремится его оторвать и отбросить, а центростремительная - реакция веревочки, которая этому препятствует.
Без хреноплётства можно?

Попробуйте. Потому что "стремится" и "препятствует", это, извините, и есть, как вы выражаетесь, "хреноплётство". И "направлена от центра" тоже (у шарика есть центр - вы про него? Или, может, про центр верёвочки? Или про центр масс всей системы - где он, кстати?).

Для начала, когда вы говорите "сила", вы что имеете в виду?

Потому что в классической механике сила - это мера механического действия одного тела на другое. Именно это даёт возможность существования третьего закона Ньютона (когда тела меняются местами, а сила - направлением). Какое тело на какое действует в вашей "центробежной силе"?

И как эту "центробежную силу" измерить? С силой реакции опоры понятно - законом Гука, а вот с "центробежной" как?

 

[Вуду]

Попробуйте. Потому что "стремится" и "препятствует", это, извините, и есть, как вы выражаетесь, "хреноплётство". И "направлена от центра" тоже (у шарика есть центр - вы про него? Или, может, про центр верёвочки? Или про центр масс всей системы - где он, кстати?).

Для начала, когда вы говорите "сила", вы что имеете в виду?

Потому что в классической механике сила - это мера механического действия одного тела на другое. Именно это даёт возможность существования третьего закона Ньютона (когда тела меняются местами, а сила - направлением). Какое тело на какое действует в вашей "центробежной силе"?

- В цирке популярен такой несложный трюк: в две чашки, скреплённые гибкой связью (верёвкой) наливается жидкость - подкрашенная, чтобы лучше было видно зрителям, затем циркач/ка начинает плавно эту систему раскручивать до момента, пока система над его/её головой не вытянется в практически прямую линию. Так жидкость удерживается в чашках там за счёт центробежной силы - за счёт неё она давит на чашки, когда сила тяготения предлагает ей пролиться. Соответственно реакция чашек на жидкость, а так же связь между ними - там реакция, сила центростремительная, не дающая всему этому разлететься.
Аналогично "гонки в шаре смерти" - когда мотоциклисты начинают, ускорясь, описывать в прочном каркасе шара фигуры сродни фигурам высшего пилотажа - там от падения их при выполнении "петель Нестерова" удерживает центробежная сила, а реакция каркаса - сила центростремительная. Они не существуют друг без друга.

И как эту "центробежную силу" измерить? С силой реакции опоры понятно - законом Гука, а вот с "центробежной" как?

- Вы не представляете устройство и работу простейшего акселерометра?

http://waronline.org/fora/index.php?attachments/instrument_63-jpg.123492/&hash=b8ad5a4604e75f8037a05c3ddaaff67d

 

[Kit.]

- В цирке популярен такой несложный трюк: в две чашки, скреплённые гибкой связью (верёвкой) наливается жидкость - подкрашенная, чтобы лучше было видно зрителям, затем циркач/ка начинает плавно эту систему раскручивать до момента, пока система над его/её головой не вытянется в практически прямую линию. Так жидкость удерживается в чашках там за счёт центробежной силы - за счёт неё она давит на чашки, когда сила тяготения предлагает ей пролиться. Соответственно реакция чашек на жидкость, а так же связь между ними - там реакция, сила центростремительная, не дающая всему этому разлететься.
Аналогично "гонки в шаре смерти" - когда мотоциклисты начинают, ускорясь, описывать в прочном каркасе шара фигуры сродни фигурам высшего пилотажа - там от падения их при выполнении "петель Нестерова" удерживает центробежная сила, а реакция каркаса - сила центростремительная. Они не существуют друг без друга.

А когда фокусник в цирке из шляпы вытаскивает кролика - это какая сила?

- Вы не представляете устройство и работу простейшего акселерометра?

Акселерометр измеряет равнодействующую. Как вы предлагаете измерять центробежную?

Или вы хотите сказать, что то, что вы пытаетесь выдать за "центробежную" - это на самом деле и есть равнодействующая (с точностью до знака)?

 

[Вуду]

Акселерометр измеряет равнодействующую. Как вы предлагаете измерять центробежную?

Или вы хотите сказать, что то, что вы пытаетесь выдать за "центробежную" - это на самом деле и есть равнодействующая (с точностью до знака)?

- А что Вас так изумляет? Когда Вы становитесь на свои напольные весы, чтобы измерить вес (силу тяжести, с которой на них давит масса Вашего тела, стремясь к центру Земли) - что они измеряют??
А если Вы будете стоять на этих же весах в лайнере, выполняющим вираж с креном 45° и они покажут ваш вес, умноженный на 1.414 - это и будет тот же акселерометр, только чуть побольше размером.

 

[Kit.]

- А что Вас так изумляет?

Ничего. Я говорю вам, что вы плодите излишнюю сущность и называете её "силой", хотя технически (в смысле применимости в законах Ньютона) она силой не является.

Когда Вы становитесь на свои напольные весы, чтобы измерить вес (силу тяжести, с которой на них давит масса Вашего тела, стремясь к центру Земли) - что они измеряют??

Вы, возможно, будете удивлены, но - массу. "Вес" - это такой способ измерения массы: сначала преобразовать массу в силу тяжести, действующую на тело (используя известную константу - g), потом эту силу тяжести в силу, с которой неподвижное тело действует на неподвижные выровненные весы в инерциальной системе отсчёта (вес), а потом измерить уже эту силу с помощью закона Гука.

А если Вы будете стоять на этих же весах в лайнере, выполняющим вираж с креном 45° и они покажут ваш вес, умноженный на 1.414 - это и будет тот же акселерометр, только чуть побольше размером.

Если пользоваться измерительным прибором (в данном случае весами) не по назначению, он может показывать ерунду, да.

Впрочем, если хотите, можем продолжить. Итак, мы в лайнере, выполняющем вираж с креном 45°. Сколько, по вашему, покажет акселерометр, какова, по-вашему, величина "центробежной силы", и куда эта "сила" направлена?

 

[Вуду]

Ничего. Я говорю вам, что вы плодите излишнюю сущность и называете её "силой", хотя технически (в смысле применимости в законах Ньютона) она силой не является.

- З... Так что не является силой - вес, или сила тяготения?

Вуду сказал:

Когда Вы становитесь на свои напольные весы, чтобы измерить вес (силу тяжести, с которой на них давит масса Вашего тела, стремясь к центру Земли) - что они измеряют??

Вы, возможно, будете удивлены, но - массу. "Вес" - это такой способ измерения массы: сначала преобразовать массу в силу тяжести, действующую на тело (используя известную константу - g), потом эту силу тяжести в силу, с которой неподвижное тело действует на неподвижные выровненные весы в инерциальной системе отсчёта (вес), а потом измерить уже эту силу с помощью закона Гука.

- Я понял: когда Вы встаёте на весы в своей комнате - они измеряют Вашу массу. Ладно.

Вуду сказал:

А если Вы будете стоять на этих же весах в лайнере, выполняющим вираж с креном 45° и они покажут ваш вес, умноженный на 1.414 - это и будет тот же акселерометр, только чуть побольше размером.

Если пользоваться измерительным прибором (в данном случае весами) не по назначению, он может показывать ерунду, да.

- Это Вы только что сплели ерунду: напольные весы дома Вам показывают массу, а те же самые весы, на которых стоит та же самая Ваша масса, - но в самолёте, выполняющим вираж с креном 45° - это чёрте что, это не "по назначению", это прибор, показывающий ерунду! Вам не стыдно, господин академик?!

Впрочем, если хотите, можем продолжить. Итак, мы в лайнере, выполняющем вираж с креном 45°. Сколько, по вашему, покажет акселерометр, какова, по-вашему, величина "центробежной силы", и куда эта "сила" направлена?

- Давайте уж закончим предыдущую фигню, - итак: напольные весы, на которые Вы становитесь дома - они показывают Вашу массу. Те же напольные весы, на которые Вы же встали в самолёте, выполняющим вираж, - что они показывают?! Как оно называется??

 

[Kit.]

- З... Так что не является силой - вес, или сила тяготения?

Вы уже забыли, про что идёт речь?

"Центробежная сила", которой вы не можете дать корректное определение, но думаете, что знаете, что она "существует", не является силой с точки зрения использования в законах Ньютона.

- Это Вы только что сплели ерунду: напольные весы дома Вам показывают массу, а те же самые весы, на которых стоит та же самая Ваша масса, - но в самолёте, выполняющим вираж с креном 45° - это чёрте что, это не "по назначению", это прибор, показывающий ерунду! Вам не стыдно, господин академик?!

Ничуть. Если вы берёте стрелочный вольтметр и начинаете его трясти, что вам показывает его скачущая стрелка? Неужели напряжение?

Не надо пытаться использовать прибор не по назначению, и тогда он не будет показывать ерунды.

 

[Вуду]

Не надо пытаться использовать прибор не по назначению, и тогда он не будет показывать ерунды.

- Хватит крутиться как угорь на сковородке: весы дома - показывают Вашу массу, весы в самолёте на вираже, на которых Вы стоите - показывают ЧТО?? (Их никто не трясёт, болтанка отсутствует. )

 

[Прочнист]

- Да, за счёт инерции. Поскольку центробежная сила и центростремительная существуют только в связке. И как только связь прекращается, прекращается и действие центробежной силы на шарик, она исчезает. И он летит дальше с той скоростью, которая была у него в момент разрыва связи.

Не-не, Михаил Исакович, вилаяние филеем у вас не пройдет!
1. Нарисуйте силы действуюшие на грузик при его вращении на веревке.
2. Напишите уравнение движения грузика. Не надо дифференциальных уравнений, в обычной школьной форме: ma = сумма всех внешних сил.
Тогда и будет видно, что никаких центробежных сил нет.
С инерцией у вас нехорошо получается. То она у вас действует по радиусу, то, вдруг начинает действовать тангенциально... Как говориться, или трусы наденьте, или крестик снимите... А наличие нестыка говорит об ошибочности гипотезы о наличии некоей центробежной силы.
Опыт с грузиком на веревочке демонстрирует, что инерция проявляет себя в этом случае тольк,о заставляя грузик двигаться с тангенциальной скоростью. В соответствии с первым законом Ньютона. На грузик в плоскости вращения (если она горизонтальна) действует только одна внешняя сила - сила натяжения нити, которая направлена внутрь описываемой грузиком окружности. Которая сообщает грузику ускорение, изменяющее траекторию. В соответствии со вторым законом Ньютона. А то, что вы называете "центробежной силой" на самом деле является всего лишь реакцией силы натяжения нити на вашу руку. В соответствии с третьим законом Ньютона. Вот эта реакция как раз, действительно, направлена направлена по радиусу. Но приложена она не к грузику, как вы ошибочно утверждали, а к вашей руке. В этом случае "центробежная сила" - это ваша мышечная иллюзия. Никакой силы, стараюшейся отбросить грузик радиально не существует. Именно поэтому при отпускании нити грузик летит тангенциально.

Короче, рисуйте диаграмму приложенных сил и разбирайте ее до прояснения.