На какую высоту поднимится груз с веревкой?

Аватар пользователя my-world-russia

К грузу массы M привязана веревка линейной массы m.

Веревка смотана в бухту, длина бесконечная.

В начальный момент груз и бухта веревки находятся на высоте h0=0

Груз подбрасывают вертикально вверх со скоростью V в поле тяжести земли. Бухта остается на земле и начинает разматываться вслед за веревкой.

Найти на какую высоту h поднимется груз.

Для особо умных людей, которые могут в ОТО засунуть термодинамику предлагаю очень простой опыт.

Взять в руки шнурок и  держа его за один конец отпустить другой. Если бы шнурок был упругим/почти упругим - отпущенный конец вернулся вернулся бы к вам в руку. Но шнурок ведет себя по другому - максимум его конец из нижней точки поднимется на 25, ну пускай 50% от первоначальной высоты. То есть это не упругое взаимодействие.

ps

Если кому то не понятно.

Лучник стреляет стрелой массы M с начальной скоростью V вертикально вверх.

К стреле привязана веревка линейной массы m.

Длина веревки в бухте заведомо больше высоты поднятия стрелы.

Авторство: 
Авторская работа / переводика
Комментарий автора: 

ВладимирХ, преподаватель по физике, по крайней мере, как он сам о себе пишет, дал такой ответ:

уравнение Mx + mx^2/2 = MV^2/(2g) - правильное.

Ответ там x = (M/m)(-1 + sqrt(1 +  mV^2/(Mg)), переходит в x = V^2/(2g) при m -> 0

Мои подсказки на "3" не возымели действия.

Есть другие мнения?))

ps

pppppppo_98ru.gif если будете решать, пришлите решение в личку, чтобы других не смущать)))

Комментарии

Аватар пользователя DjSens
DjSens(5 лет 8 месяцев)

в этом опыте часть потенциальной энергии ушла на трение об воздух, что не так ?

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

в случае с ниткой да значительная часть... но если взять веревку это уже не будет определяющим

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 1 месяц)

? ну, предположим, что он отскочил от нижней точки на 10%. ииии? какое это отношение имеет к рассматриваемой задаче?

и ваще, не мучайте уже аудиторию. Вы же видите, что я- тупой доцент, к.ф.-м.н. и ортодокс, и в физике нихрена не понимаю, понимать не хочу, и своим умом думать не умею. Вы не можете натолкнуть меня на правильную мысль. Выложите уже свое решение, и посрамите меня наконец-то перед всем честным народом. Я все равно не пойму, но зато Вы покажете окружающим, насколько же я туп и дремуч.

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

ну а куда делать потенциальная энергия? 90% ?? в излучение каземира?

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 1 месяц)

Мусье обиделся за Казимира? забавно...

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

мне не понравился ваш апломб ,которого владимирХ не только меня оскорбил но и мою жену и далее...

и ничего забавного... тем более что вы были не правы именно в такой постановке задачи...

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 1 месяц)

оу. Я успел где-то сформулировать постановку задачи, да еще и как-то ассоциироваться с ВладимирХ-ом?

Вы меня простите великодушно. У меня образование- техническая физика. Меня преподы учили не в рамках дисциплины задачи решать, а в рамках здравого смысла и современных физических представлений отделить существенное от несущественного и существенное посчитать. И дисциплины мне рассказывали чтобы понимать, где когда и где это существенное лежит, а где и когда- нет, и как важное посчитать (или хотя бы оценить). Так вот в задаче про шары- ИК излучение существенное, а дефект массы- нет. А в задаче про веревку- существенное только механика, а тепловые явления- несущественные. А пальцы у меня веером потому что я всеми десятью печатаю, приходится растопыривать.

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

я уже объяснял это разные постановки задачи...

было прямого указания на ото

а если бы как вы хотите была жизненная зада была бы просто другая формулировка типа  найти наиболее значимый эффект из известных науке и дать формулу или численную оценку.

При этом вы не фанат такого подхода в предложенной мной задачи. А если бы не ваша "распальцовка" этот придурок возможно бы не дошел до оскорблений моей жены...

у образование у меня ФИЗИКА и красный диплом

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 1 месяц)

такая же херня. Магистр техники и технологии по направлению Техническая физика (Физика кинетических явлений), и тоже красный диплом. 2005 год выпуска.

И Вы соврали: в задаче про шары прямого указания на ОТО не было. там вообще никаких указаний не было. просто дан факт- шары нагрелись, как изменилась сила притяжения между ними. Мой математический "бекграунд" не позволяет мне так вольно обращаться с формулировками, как Вы.

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

Задачка по теории относительности

Для вас возможно не было, так как не понимаете что такое релятивизм (я вам кстати первым делом на это указал)

А для меня и любого нормального физики все однозначно.

Если есть отсылка к теории относительности и нет около световых скоростей (тем более здесь покой) то это ТОЛЬКО ОТО

вотесли бы шары двигались с около световыми скоростями нужно было уточнять это СТО или СТО+ОТО

Более того даже автор ждал решения именно в рамках ОТО, как как подтвердил правильность моего и еще одного решения.

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 1 месяц)

а расскажите мне, дремучему, чем отличается СТО от ОТО и в каком случае надо использовать их смесь (СТО+ОТО). Я то всегда думал, что СТО- это теория относительности в плоском пространстве-времени, а ОТО- это ее обобщение на искривленное гравитацией пространство-время. А Вы вот щас меня прям в тупик поставили. :-). глядишь, вы и убедите меня в том, что я- дебил :-))))

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

попробуйте излучение, может поймете

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

Это у вас возможно и херня, а у меня НГУ (новосибирск) и профильная кафедра.

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 1 месяц)

У меня не сходится картинка.

У Вас профильная кафедра по физике да еще и НГУ, но Вы считаете, что релятивистскими эффектами являются только те, которые проявляются при больших скоростях? Вообще, наоборот, это релятивистскими скоростями называются такие скорости, при которых проявляются эффекты ТО, то есть, релятивистские эффекты. Большая Советская Энциклопедия меня в этом вопросе поддерживает (Релятивистскими называются также эффекты общей теории относительности (релятивистской теории тяготения), например эффект замедления течения времени в сильном поле тяготения). Вы рассматривали эффект увеличения массы тел при увеличении их энергии и соответствующее изменение гравитационного поля этих тел, что явно говорит нам о том, что это именно эффект ОТО, то есть, релятивистский эффект, и пофиг нам, при каких скоростях он наблюдается.

Вы упорно пишете фамилию Казимира через "е".

Вы на полном серьезе пытаетесь убедить меня и окружающих, что при растяжении веревки, привязанной к стреле, какие-то там тепловые явления оказывают существенный вклад в динамику всей этой системы (при этом упорно отказываясь внятно изложить свою точку зрения).

Вы прям упираетесь, доказывая, что если у Вас где-то там сказано, что "задача на ТО", то и решать ее надо только в рамках ТО, и плевать на все остальные разделы физики, здравый смысл и прочее.

Вы прям настаиваете на том, что есть "масса в любых условиях", а массы покоя- нету.

тут что-то не так, я че-то переживаю за НГУ и его профильные кафедры.

 

Аватар пользователя mathworld1
mathworld1(8 лет 3 месяца)

Тепловые эффекты учитывать не надо. Надо записать ЗСИ и решить дифур. Потом, если хочется, записать ЗСЭ, как у вас, но с уже известными найденными скоростями и высотами. Лишняя энергия и будет тепловым эффектом.    

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

тут еще наверное срабатывает аналогия

например, V0=a*t0 => V1=a*t1

и по аналогии

Е0=м0*с2 => Е1=м1*с2

но последнее уравнение неправильно!

Так что надо каленным железом выжигать м0, а то потом начинается продольная и поперечная масса

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя mathworld1
mathworld1(8 лет 3 месяца)

а то потом начинается продольная и поперечная масса

Да, в статье Окуня "Понятие массы" этот аргумент подробна разбирался. Очень мозги прочищает. 

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

+++

ну я не стал давить таким авторитетом... тем более боюсь они все рано не знают)))

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 1 месяц)

я посмотрел на ваше дополнение к задаче про 25% и 50%. ни разу в жизни не видел такой веревки, и более того, сколько с физиками не общался, всегда жесткая веревка обладала одним свойством- она не растягивается никак никогда не насколько. Ваше допущение о том, что ее можно растянуть на Х, а потом она сократит длину на Х/2- в наших университетах называлось упруго-пластическая веревка. и для описания таких веревок строились всякие интересные модели типа Мизеса, Прагера-Друккера, Драгона-Мруза и всякие другие релаксационные изыски. А жеская веревка- это жесткая веревка, которая частный случай упругой веревки с бесконечным модулем упругости, то бишь, приближение, но для обычной джутовой веревки- очень хорошее приближение. и уж точно никакими 25% джутовая веревка не пахнет.

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

речь не идет о растяжении... просто проведите эксперимент!! напишиите нам...

Физики часто говорят о жестком подвесе (даже если это веревка), это несколько другое. Точнее совсем.

Вы можете подвесить на шнурке ботинок и он будет долго качаться, но свободной падение веревки одним концом... совсем другое...

я чувствую вы коллега... владимираХ ... пальцы веером... а элементарных вещей не знаете...

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

у вас что шнурка нет? столько слов...

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя DjSens
DjSens(5 лет 8 месяцев)

у меня есть автомобильный трос - вытягивается максимум на 3-5% потом рвётся

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

речь не о растяжении как таковом

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 1 месяц)

хорош. Вам привели несколько вариантов расчета, с аргументацией и экспланейшном. Давайте Ваши формулы в студию, вместо "веера". Пора уже посрамить доцентов с кандидатами не на словах, а на формулах.

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

формул не будет... от меня... но когда их кто-то напишет, все знатоки ОТО и термодинамики излучения, а так же преподы-репититоры поймут насколько все просто и очевидно... и может хоть тогда им станет немного стыдно... хотя не уверен... как говорил эйнштейн... есть две бесконечности... дальше знаете?

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 1 месяц)

формул не будет... от меня...

народ, нас нае..ли, можно расходиться. классическая физика только что была опровергнута, но пруфов не будет. 

Аватар пользователя DjSens
DjSens(5 лет 8 месяцев)

забанить его на годик, пусть подумает

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

То есть когда меня оскорбляли вы не предлагали забанить оскорблявших, а я всего лишь не хочу (теперь) писать решение это повод для бана?

 

банте...))) можете даже туалетить

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя Rinat Sergeev
Rinat Sergeev(7 лет 3 месяца)

в данном случае веревка неупругое тело

В условиях задачи никакого коэффициента трения веревки/блока не предусмотрено. Если хотите решить задачу с "выделением тепла" - обоснуйте в ее условиях в рамках каких предположений и с какими коэффициентами идет поиск решения.

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

это фантастика, это чудо, но этого не требуется!))

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя DjSens
DjSens(5 лет 8 месяцев)

передавай привет Эйнштейну, он у тебя в соседней палате :)

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

понятно... что когда не хватает мозгов решить задачу, всегда хватает на перезох на личности....

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя kv1
kv1(8 лет 3 недели)

Удара нет, причем тут упругое-неупругое? Потерями в веревке можно смело пренебречь. А то давайте еще трение о воздух считать.

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

Вы будете удивлены но иногда считают и трение о воздух.... то что этого не делают в школе, не значит что этого вообще не делают...

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя Old Piligrim
Old Piligrim(8 лет 10 месяцев)

В первой строчке  h  надо делить на 2 так как для потенциальной энергиии высоту берем центр массы h:2  будет   mghg:2  

Аватар пользователя DjSens
DjSens(5 лет 8 месяцев)

ага, просмотрел

Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 1 месяц)

mghg:2 

mghh/2!

Аватар пользователя Old Piligrim
Old Piligrim(8 лет 10 месяцев)

   Да опечатался

Аватар пользователя oracle
oracle(6 лет 6 месяцев)

h = ( M*V2 ) / ( 2 *g *(M + m / 2) )

Комментарий администрации:  
*** Распространяю не рефлексируя ***
Аватар пользователя Old Piligrim
Old Piligrim(8 лет 10 месяцев)

У меня такой же ответ получился

Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 1 месяц)

М- в килограммах, а m- в кг/м. (М+m/2)- размерности не сходятся. сорян.

Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

закон сохранения не выполняется

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя oracle
oracle(6 лет 6 месяцев)

Задача решена в соответствии с поставленными вами условиями.

Особенно учитывая вот это

Лучник стреляет стрелой массы M с начальной скоростью V вертикально вверх.

К стреле привязана веревка линейной массы m.

И при некоторых вполне нормальных ограничениях на порядок величины m

Чего там у вас не выполняется это ваши проблемы

Комментарий администрации:  
*** Распространяю не рефлексируя ***
Аватар пользователя my-world-russia
my-world-russia(4 года 5 месяцев)

этого нет в задачи. Когда такие условия есть так и пишут не учитавать или считать много меньше...

Комментарий администрации:  
*** Отключен (СЕО-спам) ***)
Аватар пользователя oracle
oracle(6 лет 6 месяцев)

этого нет в задач

Чего именно нет?

Слово "этого" в вашем комментарии лишено  всякой конкретики 

Комментарий администрации:  
*** Распространяю не рефлексируя ***
Аватар пользователя ctrl_points
ctrl_points(8 лет 9 месяцев)

Масса веревки - переменная, пропорциональна высоте подъема

Аватар пользователя oracle
oracle(6 лет 6 месяцев)

И что?

 

Комментарий администрации:  
*** Распространяю не рефлексируя ***
Аватар пользователя ctrl_points
ctrl_points(8 лет 9 месяцев)

Да пес иво знаит. Но чую, что подброшенная масса возрастает на величину m*t к концу полета

Тоись, m*h конешно жэ

Аватар пользователя oracle
oracle(6 лет 6 месяцев)

А зачем вообще лишний параметр - время t?

Не нужно ничего усложнять.

В момент достижения высоты h, если скорость V позволит массе М оторваться от поверхности, система стационарна. И требуется лишь элементарная  арифметика

Комментарий администрации:  
*** Распространяю не рефлексируя ***
Аватар пользователя ctrl_points
ctrl_points(8 лет 9 месяцев)

А зачем вообще лишний параметр - время t?

Да я там исправил на длину веревки h

В момент достижения высоты h, если скорость V позволит массе М оторваться от поверхности, система стационарна.

Подчеркнутое - лишне. Но в момент достижения высоты h, когда система наконец стабильна стационарна, масса уже равна М+m*h

Страницы