ЗАДАЧКА

[piden 2 874]

3 minutes ago, karachun said:

Если в емкости есть один атом газа, то его воздействие векторное.

Давайте уже определимся, учитываем ли мы силу трения (shear force) или только нормальную составляющую (pressure)?

As the gas molecules collide with the walls of a container, as shown on the left of the figure, the molecules impart momentum to the walls, producing a force perpendicular to the wall. The sum of the forces of all the molecules striking the wall divided by the area of the wall is defined to be the pressure. The pressure of a gas is then a measure of the average linear momentum of the moving molecules of a gas. The pressure acts perpendicular (normal) to the wall; the tangential (shear) component of the force is related to the viscosity of the gas.

where the f is the left of the figure

[Ветерок 2 155]

Так, стоп. С этими шутками у меня ум за разум зашел. Перестал понимать физику процесса. Объясните что будет происходить.

Если на глубине 30м полностью заполнить водой жесткую ёмкость. Герметично закрыть эту ёмкость. И начать всплывать до поверхности. Что будет происходить с этой ёмкостью?

По идее в ней вода под давлением 4атм. При всплытии давление снаружи уменьшается, но, поскольку вода несжимаема, разность давлений внутри и снаружи никак не влияет на ёмкость? Или ёмкость будет распирать внутренним давлением? Но ведь вода не меняет свой объем от давления.

А если на поверхности открыть эту ёмкость будет фонтан под давлением или вода просто выльется?

У меня ступор.

[piden 2 874]

13 minutes ago, k_v said:

получается что вектор силы давления берется только из нормали площадки если пренебречь трением?

[karachun 2 038]

6 минут назад, soklakov сказал:

то не стоит приделывать к этой ситуации механику сплошных сред. даже когда атома три.

То есть вопрос в выборе приемлемых допущений для того, чтобы все работало.

Абстрактный пример - был бы у меня супер-пупер-квантовый компьютер, я бы мог считать газодинамику, через DEM моделирование с прикрученными силами межатомного взаимодействия.

Тогда получается нужно заглянуть в учебник по газодинамике.

@piden Ну пока у нас гидростатика - ничего никуда не течет, касательной составляющей можно пренебречь.

[piden 2 874]

3 minutes ago, Ветерок said:

Или ёмкость будет распирать внутренним давлением?

Ее децл разопрет, ты даже не заметишь.

[Ветерок 2 155]

1 минуту назад, piden сказал:

ты даже не заметишь.

Не важно замечу я или нет. Важна физика.

Можно поменять глубину на 3км. Чтобы заметить.

[k_v 301]

6 минут назад, piden сказал:

Давайте уже определимся, учитываем ли мы силу трения (shear force) или только нормальную составляющую (pressure)?

вот эти оговорочки о составляющих силы давления всех и путают)

[piden 2 874]

9 minutes ago, Ветерок said:

Не важно замечу я или нет. Важна физика.

Как раз пытаюсь объяснить физику, которая важна, понятными тебе терминами.

15 minutes ago, Ветерок said:

но, поскольку вода несжимаема,

Она сжимаема. Не так хорошо, как воздух, конечно.

9 minutes ago, Ветерок said:

Можно поменять глубину на 3км. Чтобы заметить.

Если ты опустишь брусок алюминия на 3км под воду, он тоже сожмется. Даже алмаз. Даже Аллах.

И потом можно снова поднять его на поверхность. Что с ним будем? Он превратится в фонтан? Или в полицейского Барбреди? Или...

Ну вот с банкой воды будет то же самое.

Изменено 20 июля 2018 пользователем piden

[soklakov 1 485]

8 минут назад, Ветерок сказал:

Если на глубине 30м полностью заполнить водой жесткую ёмкость. Герметично закрыть эту ёмкость. И начать всплывать до поверхности. Что будет происходить с этой ёмкостью?

По идее в ней вода под давлением 4атм. При всплытии давление снаружи уменьшается, но, поскольку вода несжимаема, разность давлений внутри и снаружи никак не влияет на ёмкость? Или ёмкость будет распирать внутренним давлением? Но ведь вода не меняет свой объем от давления.

абсолютно жесткую? таких не бывает если что. и жидкость сжимаема.

если емкость абсолютно жесткая, то распирать ее не будет, она вообще деформироваться не будет. может лучше о реальности говорить?

 

12 минуты назад, Ветерок сказал:

У меня ступор.

лучше думать о воздушном шарике (упругой оболочке), который накачиваем воздухом на глубине. это не то чтобы просто, зато прозрачнее и ближе к реальности, чем асболютно жесткая оболочка, заполненная несжимаемой жидкостью. вот про шарик найдутся вопросы?

[Ветерок 2 155]

1 минуту назад, soklakov сказал:

абсолютно жесткую?

Жесткую в том смысле, что не предаёт давление внутрь-наружу. Так устроит?

2 минуты назад, soklakov сказал:

то распирать ее не будет, она вообще деформироваться не будет

Распирать - это давление, деформироваться - это результат действия давления. Распирать (давить) может и без деформаций.

Речь не о микропоцессах в решетке атомов.

[soklakov 1 485]

7 минут назад, k_v сказал:

вот эти оговорочки о составляющих силы давления всех и путают)

думаю, потому что в этих рассуждениях давление не скаляр и не вектор, а тензор второго ранга с нормальными и касательными компонентами.

[piden 2 874]

1 minute ago, Ветерок said:

Жесткую в том смысле, что не предаёт давление внутрь-наружу.

Нажми F5 в браузере и перечитай страницу 

[soklakov 1 485]

1 минуту назад, Ветерок сказал:

Жесткую в том смысле, что не предаёт давление внутрь-наружу. Так устроит?

нет. реальная оболочка будет передавать. и Вы с этим ничего не сделаете. напряжения в оболочке будут удерживать внутреннее давление. а внешнее будет им немного помогать.

[k_v 301]

Только что, soklakov сказал:

думаю, потому что в этих рассуждениях давление не скаляр и не вектор, а тензор второго ранга с нормальными и касательными компонентами.

вот бы сразу так)

[soklakov 1 485]

4 минуты назад, Ветерок сказал:

Распирать (давить) может и без деформаций.

если они настолько маленькие, что Вам их не видно глазом, это не значит, что их нет.

[piden 2 874]

23 minutes ago, Ветерок said:

А если на поверхности открыть эту ёмкость будет фонтан под давлением или вода просто выльется?

Судя по всему, это главный вопрос.

 

Вода просто выльется. Именно из-за этого чудесного свойства воды для испытаний сосудов под давлением используют именно ее, а не воздух, не азот, и не тротил. Из-за того, что вода слабосжимаема, можно создать очень большое давление, которое очень быстро спадет, когда образуется малейшая протечка. Даже фонтана толком не будет.

[soklakov 1 485]

26 минут назад, karachun сказал:

То есть вопрос в выборе приемлемых допущений для того, чтобы все работало.

механика сплошных сред - это инструмент, матаппарат. это не совсем про допущения. сплошных сред не существует, кроме как в голове математика. но к сплошной среде можно приделывать дифуры, а к дискретному веществу - нельзя.

давления, напряжения - термины механики сплошных сред. их вообще не существует, так-то.

[Ветерок 2 155]

Ладно. Почти убедили.

Но осталась непонятка

Есть две одинаковые литровые банки, заполненные водой. Одна заполнена на поверхности, другая на глубине. В каждой банке по литру воды. И соответственно по одному килограмму этой воды. Но давление в них разное.

Как так? Всё одинаковое, а давление разное?

 

С газом всё иначе - разное давление, разная плотность, разная масса. А у воды всё одинаковое - и масса, и плотность, а давление разное.

Изменено 20 июля 2018 пользователем Ветерок

[soklakov 1 485]

3 минуты назад, Ветерок сказал:

И соответственно по одному килограмму этой воды. Но давление в них разное.

Как так? Всё одинаковое, а давление разное?

Чтобы в замкнутом объеме у газа давление поднялось в два раза, нам нужно туда запихнуть еще столько же массы этого газа. Но если в замкнутом объеме жидкость, то нужно добавить ничтожно малое количество массы жидкости, чтобы давление взлетело до небес. При этом величина этого давления будет определяться жесткостью емкости. Резиновый шарик просто растянется, а металлическая оболочка может и лопнуть, когда вы к литру дольете один миллилитр.

всем спасибо) счастливых выходных

[frei 458]

50 минут назад, Ветерок сказал:

но, поскольку вода несжимаема, разность давлений внутри и снаружи никак не влияет на ёмкость?

Еще как сжимаема.