Банки из под пива, колготки и загадки для физиков...

[wegeras]

Банки из под пива, колготки и загадки для физиков...


Хотел продолжить серию, но не получилось пока. Но решил всё же рассказать и попросить помощи.

Этап первый: есть две пустых уже банки из под пива, "неповрежденные, не мятые совсем), колготки (как материал ..), гладкая доска и мобильный телефон.
Вопрос: какой опыт мог бы с этим всем поставить Бернулли?



Даю установку:
доску фиксируем наклонно, на верхний край её ставим банку и отпускаем.
Внизу мягкая поверхность, позволяющая не помять упавшую банку, например, одеяло. На одеяле- мобильный телефон.

 

[alinn]

без пива - никаких опытов!!!!!

 

[Алексич]

Норман расскажет, как из всего этого собрать вечный двигатель.

 

[wegeras]

Бросаем (катим) голую банку и отмечаем место падения при помощи мобильного телефона . Из того же места доски бросаем банку в колготках и смотрим место падения. Оно должно быть ближе к доске, чем первое, недолет!
Всё чисто по Бернулли должно быть, но у меня пока не получилось.
Почему?

 

[Алексич]

Это мне напоминает задачку о том, как измерить высоту от земли до окна при помощи секундомера и гальванометра.

Подсказка. Гальванометр можно заменить микроскопом.

 

[wegeras]

Это мне напоминает задачку о том, как измерить высоту от земли до окна при помощи секундомера и гальванометра.

Подсказка. Гальванометр можно заменить микроскопом.

В части мобилки это да, но есть же и серьезная часть. Разница теоретически должна быть, как ее "оттенить"?



Когда в воздухе падает вращающийся циллиндр, то скорости воздуха в прилегающем слое будут разными слева и справа цилиндра, если смотреть на рисунок. Слева скорость воздуха относительно поверхности цилиндра будет меньше, чем справа, а значит давление больше. Значит, вращающися цилиндр будет падать ближе к доске, чем не вращающийся.

Почему у меня пока не получился явный эффект??
Какие могут быть причины?

 

[Гість 3253]

В части мобилки это да, но есть же и серьезная часть. Разница теоретически должна быть, как ее "оттенить"?



Когда в воздухе падает вращающийся циллиндр, то скорости воздуха в прилегающем слое будут разными слева и справа цилиндра, если смотреть на рисунок. Слева скорость воздуха относительно поверхности цилиндра будет меньше, чем справа, а значит давление больше. Значит, вращающися цилиндр будет падать ближе к доске, чем не вращающийся.

Почему у меня пока не получился явный эффект??
Какие могут быть причины?

Данный эффект используется в теннисе, футболе и страйкболе.

В первых двух - используется в "кручёных" ударах, чтобы снаряд летел по сложной или обманной траектории.
Во втором - для придания медленно (ну 90 - 120м*с скорость вылета) летящему шарику настильной траектории (иначе он будет лететь по параболе и куёво будет целиться) .

Так вот - во всех трех случаях для заметного изменения траектории требуется достаточно приличная скорость вращения или скорость полёта (мячь подкручивается, к примеру, не сильно по оборотам, но летит бастро и соотношение масса/площадь у него маленькое - площадь выигрывает).

Ну вот сам подумай - на сколько отличается при скорости качения банки и малом коэффициенте трения об воздух (банка гладкая) скорость окружающего газа с разных боков?

Ото оно и не заметно.

 

[wegeras]

Данный эффект используется в теннисе, футболе и страйкболе.

В первых двух - используется в "кручёных" ударах, чтобы снаряд летел по сложной или обманной траектории.
Во втором - для придания медленно (ну 90 - 120м*с скорость вылета) летящему шарику настильной траектории (иначе он будет лететь по параболе и куёво будет целиться) .

Так вот - во всех трех случаях для заметного изменения траектории требуется достаточно приличная скорость вращения или скорость полёта (мячь подкручивается, к примеру, не сильно по оборотам, но летит бастро и соотношение масса/площадь у него маленькое - площадь выигрывает).

Ну вот сам подумай - на сколько отличается при скорости качения банки и малом коэффициенте трения об воздух (банка гладкая) скорость окружающего газа с разных боков?

Ото оно и не заметно.

Я подумал, что от состояния поверхности зависит насколько увлекается воздух вблизи поверхности вращающейся банки, а значит и разность скоростей у разных сторон банки, правой и левой (на рисунке). Но явного эффекта не увидел: либо его нет, либо он мал. Что делать?

Между прочим, скорее всего именно скорость подкручивания(вращения) и играет определяющую роль...



Для дополнительного подкручивания попробую проткнуть банку насквозь легкой осью (трубка для коктейля??) и буду катить банку не на доске, а по двум реечкам, расположенным шире, чем длинна баночки. Т.е. качение (вращение) будет на осях меньшего диаметра, а значит с большей частотой.
Вариант опыта: исключить вращение..
Проткнуть баночку двумя гладкими спицами и использовать их вместо доски...



Читал я где-то, что мысли рождаются и живут, примерно так же, как и любой живой организм и подчиняются принципу естественного отбора: они появляются случайно и в явно избыточном количестве, а потом совсем глупые отсеиваются и в остатке может быть что-то стоящее..

Вот кажется самый впечатляющий вариант этого опыта: изготовить такой не хитрый механизм для раскрутки банок при помощи небольшого электродвигателя. После раскрутки механизм этот должен вращающуюся банку освобождать, чтобы она падала вниз.. Но не тут-то было: она будет падать не совсем вертикально вниз.

 

[Алексич]

Вот кажется самый впечатляющий вариант этого опыта: изготовить такой не хитрый механизм для раскрутки банок при помощи небольшого электродвигателя. После раскрутки механизм этот должен вращающуюся банку освобождать, чтобы она падала вниз.. Но не тут-то было: она будет падать не совсем вертикально вниз.

В торцах банки сделай отверстия по оси вращения диаметром чуть более узла (см. далее).

Возьми два куска прочной, гладкой лески и свяжи их узлом. Узел должен быть прочным, но не слишком, а так чтобы при сильном натяжении лески он быстро развязался. С гладкой, скользкой леской это сделать будет несложно, – свойство узлов развязываться при натяжении у капроновых лесок типично.

Продень леску в отверстия торцов банки и расположи узел примерно в середине банки. Натяни леску и подуй струей воздуха на боковую поверхность банки по касательной. Как добыть сильную струю воздуха уже сам сообрази, может пылесос приспособишь на выдув или что-то другое. Чем выше скорость струи, тем соответственно быстрее сможешь раскрутить банку.

Когда скорость вращения банки достигнет максимума, потяни сильно за леску, чтобы узел развязался.

По идее, банка должна соскользнуть с концов лески и начать падать без помех.

 

[wegeras]

С воздухом идея отличнейшая!!!!!!
А леска не очень, но здесь варианов должно быть много, мне интуиция подсказывает.
А вот про воздух молчала, зараза!!

 

[Алексич]

Как более сложный вариант отпуска банки - синхронно расходящийся осевой зажим торцов с тонкой, слегка выступающей, осью. Вроде большой прищепки.

Взял пустую пластиковую бутылку; в две руки по иголке и сжал остриями торцы бутылки, как можно точнее к её оси вращения. Дунул по касательной к боковине и бутылка шустро завертелась. Развел руки, и она аккуратненько упала вращаясь.
Так что, экспериментальная база готова.

 

[wegeras]

Эврика!!!!!!!

Если есть воздух, то держать банку надо на воздушной подушке!!!!!!!!!!!!!!!
Внизу и вдоль банки пара трубочек (?) с дырочками направленными немного наискось, так чтобы струи воздуха поддерживали банку и одновременно закручивали её!!
После раскрутки трубочки быстро разводятся в стороны, а баночка падает!!

 

[Алексич]

В маркетах видел, так рекламировали какой-то навороченный и очень дорогой пылесос. В струе воздуха от пылесоса висел вращаясь мяч.

 

[wegeras]

В маркетах видел, так рекламировали какой-то навороченный и очень дорогой пылесос. В струе воздуха от пылесоса висел вращаясь мяч.

То видимо для уборки промышленных помещений.
Или мяч не обычный, а легкий, специальный...
А банку , думаю раскрутит и обычный пылесос. В крайнем случае можно вместо банки сделать цилиндр бумажный.

 

[Drema]

По-моему, лучше сделать очень скользкую подставку на скользком ровном покрытии. На этой подставке что б была жесткая вертикальная ось, на которой может крутиться цилиндр (банка, гладкая банка, банка в колготке) и желательно, что бы его можно было раскрутить как юлу - быстро. Итак: раскручиваем цилиндр и запускаем прямолинейно его, крутящегося вертикально, по столу. И смотрим как будет искривляться траектория. Такой себе классический аналог спин-орбитального взаимодействия

 

[wegeras]

По-моему, лучше сделать очень скользкую подставку на скользком ровном покрытии. На этой подставке что б была жесткая вертикальная ось, на которой может крутиться цилиндр (банка, гладкая банка, банка в колготке) и желательно, что бы его можно было раскрутить как юлу - быстро. Итак: раскручиваем цилиндр и запускаем прямолинейно его, крутящегося вертикально, по столу. И смотрим как будет искривляться траектория. Такой себе классический аналог спин-орбитального взаимодействия

По столу вряд-ли получится: трения о стол "передавит" эффект Бернулли, скорее всего.
Можно было бы бросать бешено вращающуюся банку вертикально вниз.. Но, между прочим...
Как она себя будет вести при этом??? Сначала хотел сказать, что по спирали будет закручиваться, да и заткнулся..

 

[Гість 3253]

По столу вряд-ли получится: трения о стол "передавит" эффект Бернулли, скорее всего.
Можно было бы бросать бешено вращающуюся банку вертикально вниз.. Но, между прочим...
Как она себя будет вести при этом??? Сначала хотел сказать, что по спирали будет закручиваться, да и заткнулся..

Она не по спирали будет На неё ещё g действует. Хотя - смотря как повернуть банку...

Если боком - сместится вбок. Если вращать вокруг оси, перпендикулярной земле, - будет прямо лететь. Пули не раскручиваются по спирали, эффект бернулли будет проявляться только если ось паралельна фронту перемещения, то есть - перпендикулярна направлению полёта.

 

[wegeras]

Она не по спирали будет На неё ещё g действует. Хотя - смотря как повернуть банку...

Если боком - сместится вбок. Если вращать вокруг оси, перпендикулярной земле, - будет прямо лететь. Пули не раскручиваются по спирали, эффект бернулли будет проявляться только если ось паралельна фронту перемещения, то есть - перпендикулярна направлению полёта.

Да понятно, что имелось в вид - будет падать, одновременно описывая спираль в горизонтальной плоскости.
А разве в реальном опыте можно избежать того, чтобы пуля (банка) случайно сместилась перпендикулярно направлению полета, а значит начал работать эффект Бернулли? Правда, нет положительной обратной связи вроде бы...

 

[Гість 3253]

Да понятно, что имелось в вид - будет падать, одновременно описывая спираль в горизонтальной плоскости.
А разве в реальном опыте можно избежать того, чтобы пуля (банка) случайно сместилась перпендикулярно направлению полета, а значит начал работать эффект Бернулли? Правда, нет положительной обратной связи вроде бы...

Ну изза смещения не прецизионные пули собсно и летят по спирали, но с постоянным радиусом при постоянной скорости. Вернее радиус - функция скорости, так как линейную скорость пуля теряет быстрее, чем вращательную.
Этим, собственно, и обеспечен разброс выстрела на дальних дистанциях. Если бы все пули были одинаковые, пусть даже не идеально симметричные, - не было бы разброса. Вернее он был бы, но все пули летели бы по одной и той же спирали и он был бы не заметен. Был бы не разбросом, а отклонением, систематическим и вполне компенсируемым.