Булижники стрибають по воді. фізика процесу
Напевно, багато хто в дитинстві займалися такою фігньою:
# XA0; береться кругляк, не сильно важкий, плоский хоча б з одного боку, і кидається майже паралельно воді, при цьому закручується в горизонтальній площині. При наявності невеликого досвіду він падає на воду, далі незрозумілий фіз. процес, і отпригівает від неї під тим же кутом, під яким падав, але, ессно, з меншою швидкістю. На стоячій воді без твані він може підстрибнути рази чотири-п'ять, у професіоналів - може, і десять :)
# XA0; Яка фізична сила (або яка чортівня :) змушує кругляк отпригівать від води, як тенісний м'ячик від асфалюта.
# XA0; З огляду на те, що для досягнення ефекту каменюка повинна летіти зі обертанням, можна було б подумати, що та ж сила, яка заставдяет злітати вертоліт. Але вертольота не вилетить за межі атмосфери, якого б горизонтального прискорення у нього не було (Землю вважаємо плоскою, що в даній задачі доречно, та й взагалі порядки відстаней / швидкостей не ті :)
# XA0; Так чому ж булижники стрибають по воді (фізика процесу :)?
Чому? З "ілюстрації" думаю зрозуміло :) Якщо розставити сили. і врахувати що опору води набагато менше опору повітря. Правда я не фізик :)
> З огляду на те, що для досягнення ефекту каменюка повинна
> Летіти зі обертанням
що то я не впевнений, що камінчик (на рахунок кругляка ти загнув. Або у нас різні уявлення про бруківці ;-)) обов'язково повинен обертатися для достіщенія ефекту. тут головне
> Кидається майже паралельно воді,
а обертання - це лише засіб для досягнення цієї умови ..
Хм, я думаю варто звернути увагу на закон Архімеда і силу поверхневого натягу?
Каменю обертатися необов'язково.
Для цього фокусу важливі кут польоту каменя відносно поверхні і швидкість. Ці два параметри можуть змусити стрибати не тільки плоский камінчик, а що завгодно. Бачили як стрибає по воді упавщій на великій швидкості лижник? Деякі навіть серйозні травми отримують.
так. Тобто, ми відкрили нову теорію - якщо предмет важча за воду, то будучи зануреним у воду сила Архімеда на нього не діє, правильно?
P.S. На мою думку, пояснення сабжа зі шкільного курсу фізики.
# XA0; Якщо його покласти на воду і відпустити, то «не натягне"
# XA0; Хоча, можливо, напрямок пошуку вірне (я відповіді не знаю)
І поверхневий натяг тут ні прчем. Якщо метеор по дотичній з маленьким кутом на великій швидкості зачепить атмосферу планети він отскочет по за таким же принципом. ИМХО.
> Якщо "покласти", тобто лише mg, вона і потягне камінь вниз.
тобто якщо якщо камінь по дотичній летить, то mg не діє, так чи що?
МММ так! Згоден. -) Чет не подумав про це.
А якщо акуратно покласти на воду голку і відпустити, то натягне.
> Чим більше швидкість, тим непомітно mg.
що означає "тим непомітно mg". У тя що при великій швидкості g змінюється? Або m? Реляційні ефекти> за умовою (неявному :) не враховує.
Якщо ж ти маєш на увазі ставлення mg до горизонтальної состовляющей сили, то яке це має значення?
До речі, навіть дуже здорові булижники (кілограмові) підстрибують, якщо правильно кинути. Їх можна сильно і не закручувати. Закручування, мабуть, потрібно для збереження постійного кута між площиною каменю і поверхнею води за рахунок гіроскопічного ефекту і важливо саме для маленьких камінчиків. Саме підстрибування пояснюється тривіально - сила лобового опору води розкладається на дві складові: одна уповільнює поступальний рух рух каменю в площині обертання, а інша - виштовхує його вгору. Лобове опір виникає тому, що вода володіє масою. Камінь, частково занурений у воду і зберігає площину обертання працює так само, як крило підводного човна, що готується до спливання і нахилене під кутом до горизонталі. Не будь тертя, камінь міг би підстрибувати вічно. Архимедовой силою тут можна знехтувати. Для розрахунку цього завдання, я б спочатку подумав, як вирішити більш просту задачу: припустимо, ми опустили під воду долоню під деяким кутом, скажімо, перпендикулярно. Площа долоні така-то. Яке опір буде надавати вода, якщо ми намагаємося рухати долоню з певною швидкістю? Адже саме це робить рука плавця або весло човняра. Отже, від води можна "відштовхнутися". Тепер уявімо собі, що буде з веслом, яке занурене у воду під кутом? Воно може просто "вискочити" з води точно так же, як це робить наш камінь. Все дуже просто.
# XA0; А ось є ще одне явище, пов'язане зі стрибками по воді, фізика якого мене набагато більше цікавить: мильні бульбашки, якщо їх впустити на поверхню води, починають підстрибувати, що не змочуючи, як м'ячі на асфальті. Спробуйте - ефект приголомшливий. Коли я, побачивши це явище, запитав у дітей: "Що, вони на воді підстрибують." - мені відповіли з таким виглядом, ніби я з Місяця звалився: "А ти що, не знав?".
Чим дліньше вектор швидкості, тим їх сума (швидкості і mg) становить з ним менший кут.
це в МГТУ вчать швидкості з силами складати?
Це просто плоске крило під малим кутом.
Нетривіальністю: гіроскопічскій ефект для збереження площині обертання, складність розрахунку лобового опору при русі у воді. Решта - просто сили і вектори.
Загалом три сили є - Архимедова, сила поверхневого натягу і як влучно зауважив Кайф сила опору, коли камінь входить в воду. Ці три сили і підкидають камінь вгору, сила опору ще його і гальмує.
Архимедовой силою можна знехтувати, щодо поверхневого натягу не знаю - ну думаю теж
хто тобі сказав, що сила опору спрямована строго вгору.
До того ж камінь має свою швидкість в площині паралельної землі, тому він полетить далі, при цьому на нього ще й mg діє через що він знову впаде на воду і знову підстрибне.
не отримаєш ти ніяку вертикаль.
Тут ще як мінімум форму каменю треба враховувати і його орієнтацію в момент занурення, що більше він плоский - тим більше його буде пружинити, при цьому правда є ймовірність скотитися в хаотичне перекидання через самого себе :)
Якщо впасти в воду з великої висоти то розіб'єш точно також як про землю
А ще додати літак і транспортер.
> # XA0; А ось є ще одне явище, пов'язане зі стрибками по воді,
> Фізика якого мене набагато більше цікавить: мильні
> Бульбашки, якщо їх впустити на поверхню води, починають підстрибувати,
»Не змочуючи, як м'ячі на асфальті.
А тут уже сили поверхневого натягу діють.
Мильна плівка тришарова: два шару молекул мила і шар води між ними. Молекули мила занурені у внутрішній шар води # XA0; гідрофільними групами, тому зовнішня поверхня міхура гидрофобная, несмачіваемих.
стара інститутська ілюстрація архимедова закону для "чайників":
"Якщо тіло вперто в воду,
Чи не потоне воно зроду.
Його випре звідти
Силою випирання води "
(С)