Как измерять вес газа

Как можно сравнить вес двух газов
Автор
Сообщение
Valery Z
#53714 2022-12-02 22:25 GMT
#53711 Sopov :
#53677 Valery Z :
#53675 Sopov :

Посмотрите внимательно на рисунок. Уровень воды в обоих случаях один.

А значит, если в нутри объёма воды рзные тла по своему объёму, то в них РАЗНЫЙ ОБЪЁМ воды..

Если тела по объёму разные, — тогда кол-во воды разное, но весы будут показывать одинаково.

По какой причине?

Вы опустили груз 40 грамм в воду, а вытеснилось только 12 грамм воды, значит груз по объёму равен 12 см3
Если шары подвешены на верёвках, то считайте, что в ёмкостях вместо шаров — вода.  А поскольку уровень воды одинаковый (в одинаковых ёмкостях), то и весы будут показывать одинаково.

 

Кстати, сегодня на электронные весы поставил ёмкость с водой. Поставил на ноль. Опуская полностью в воду груз весом 40 г, получал 12 г прирост. Исключительно за счёт того, какой объём воды груз вытеснил.

Силу выталкивания не обнаружил.

— 12 грамм рукой сложно почувствовать.
Возьмите что нибудь пообъёмнее и с меньшей плотностью.

Я не рукой, а ЭЛЕКТРОННЫМИ ВЕСАМИ «чувствовал».

Я про то, что Вы силу выталкивания не обнаружили. Вы же груз на верёвке рукой держали?
Вот электронные весы и показали, что груз по объёму равен 12 см3.

Да! Именно так.

Теперь внимательно посмотрите на верхний рисунок из трёх..

Нужно определиться, — что мы сравниваем: 1. ёмкости на рисунке (с теннисным и металлическим шарами), или 2. ёмкости с металлическими шарами, разными по величине?
В 1-м и 2-м случаях условия задачи будут разные.

Там слева и справа уровень ЖИДКОСТИ ОДИНАКОВЫЙ, но справа подвешен и НАХОДИТСЯ В ЖИДКОСТИ больший по объёму предмет (шар), а значит в нём воды меньше.

Поэтому на правом рисунке правая часть пойдёт вверх.

Внимательно проанализируйте предыдущий ответ: «Если шары подвешены на верёвках, то считайте, что в ёмкостях вместо шаров — вода.»

 

Я про то, что здесь 

Здесь у нас (если простыми словами):
слева — объём воды, соответствующий 4-м делениям на ёмкости, минус объём теннисного шарика;
справа — объём воды, соответствующий 4-м делениям на ёмкости (металлический шар можно считать как воду).

«Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий». © Козьма Прутков

Sopov
#53723 2022-12-03 10:42 GMT
#53714 Valery Z :
#53711 Sopov :

Я про то, что здесь 

Здесь у нас (если простыми словами):
слева — объём воды, соответствующий 4-м делениям на ёмкости, минус объём теннисного шарика;
справа — объём воды, соответствующий 4-м делениям на ёмкости (металлический шар можно считать как воду).

Я тут подумал и, учитывая результат своего опыта, решил, что в этом случае  весы будут уравновешены.

zam
#53727 2022-12-03 11:37 GMT
#53723 Sopov :

Я тут подумал и, учитывая результат своего опыта, решил, что в этом случае  весы будут уравновешены.

Неправильно. Думайте дальше.

Sopov
#53757 2022-12-05 12:42 GMT
#53727 zam :
#53723 Sopov :

Я тут подумал и, учитывая результат своего опыта, решил, что в этом случае  весы будут уравновешены.

Неправильно. Думайте дальше.

Ну, если принять, что сила выталкивания шарика будет ослаблять силу тяжести сосуда, то левая часть поднимется вверх.

А далее возникает следующий вопрос. Что если поиграть размерами, а сосуд и шарик выполнить из супер лёгкого и прочного материала, то возможно ли то, что сила выталкивания превысит силу тяжести сосуда с шариком? Для пущего эффекта можно ещё в качестве жидкости использовать ртуть.

zam
#53761 2022-12-05 14:03 GMT
#53757 Sopov :

Ну, если принять, что сила выталкивания шарика будет ослаблять силу тяжести сосуда, то левая часть поднимется вверх.

Силу тяжести вообще нельзя ничем ослабить. Гравитационное поле не экранируется.

А далее возникает следующий вопрос. Что если поиграть размерами, а сосуд и шарик выполнить из супер лёгкого и прочного материала, то возможно ли то, что сила выталкивания превысит силу тяжести сосуда с шариком? Для пущего эффекта можно ещё в качестве жидкости использовать ртуть.

Не надо ничем играть, всё элементарно.

Сила давление на дно правого стакана (во всех вариантах) равна  \(F_1=\rho ghS\) .

Здесь \(\rho \)  — плотность жидкости, \(g\) — ускорение свободного падения, \(h\) — высота столба жидкости, \(S\) — площадь дна стакана.

Точно такая же сила давления на дно левого стакана (высоты столба жидкости в стаканах одинаковы). Но! На дно левого стакана действует ещё сила натяжения нити, равная \(F_2=\rho gV\) (\(V\)  — объём теннисного шарика).

Вот и всё. Левая чашка идёт вверх.

Valery Z
#53762 2022-12-05 14:05 GMT
#53757 Sopov :
#53727 zam :
#53723 Sopov :

Я тут подумал и, учитывая результат своего опыта, решил, что в этом случае  весы будут уравновешены.

Неправильно. Думайте дальше.

Ну, если принять, что сила выталкивания шарика будет ослаблять силу тяжести сосуда, то левая часть поднимется вверх.

Читайте выше — про Мюнхгаузена.

А далее возникает следующий вопрос. Что если поиграть размерами, а сосуд и шарик выполнить из супер лёгкого и прочного материала, то возможно ли то, что сила выталкивания превысит силу тяжести сосуда с шариком? Для пущего эффекта можно ещё в качестве жидкости использовать ртуть.

 

«Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий». © Козьма Прутков

Sopov
#53764 2022-12-05 14:12 GMT
#53761 zam :
#53757 Sopov :

Ну, если принять, что сила выталкивания шарика будет ослаблять силу тяжести сосуда, то левая часть поднимется вверх.

Силу тяжести вообще нельзя ничем ослабить. Гравитационное поле не экранируется.

А я не про ослаблеие. Я про её уменьшение за счём материала.

 

 

 

Valery Z
#53766 2022-12-05 14:29 GMT
#53761 zam :
#53757 Sopov :

Ну, если принять, что сила выталкивания шарика будет ослаблять силу тяжести сосуда, то левая часть поднимется вверх.

Силу тяжести вообще нельзя ничем ослабить. Гравитационное поле не экранируется.

А далее возникает следующий вопрос. Что если поиграть размерами, а сосуд и шарик выполнить из супер лёгкого и прочного материала, то возможно ли то, что сила выталкивания превысит силу тяжести сосуда с шариком? Для пущего эффекта можно ещё в качестве жидкости использовать ртуть.

Не надо ничем играть, всё элементарно.

Сила давление на дно правого стакана (во всех вариантах) равна  \(F_1=\rho ghS\) .

Здесь \(\rho \)  — плотность жидкости, \(g\) — ускорение свободного падения, \(h\) — высота столба жидкости, \(S\) — площадь дна стакана.

Точно такая же сила давления на дно левого стакана (высоты столба жидкости в стаканах одинаковы). Но! На дно левого стакана действует ещё сила натяжения нити, равная \(F_2=\rho gV\) (\(V\)  — объём теннисного шарика).

Вот и всё. Левая чашка идёт вверх.

Вы тоже верите, что можно вытащить себя за волосы из болота?
Сила F2 действует исключительно в системе стакан-вода.
Теннисный шарик просто уменьшил объём воды на величину своего объёма. А прикреплен он к дну или к стенке, или объём его размазан по внутренней поверхности стакана (на 4 деления), — это всё одинаково.

 

«Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий». © Козьма Прутков

zam
#53768 2022-12-05 14:38 GMT
#53766 Valery Z :

Вы тоже верите, что можно вытащить себя за волосы из болота?

Данный случай никакого отношения к эксперимену Мюнхгаунзена не имеет.

Сила F2 действует исключительно в системе стакан-вода.

А зачем вам эта система. Рассматривайте только стакан. Для него и сила давления воды, и сила натяжения нити, и сила давления подставки на дно — внешние. И векторная сумма этих сил равна нулю.

А вот если шарик плавает на поверхности (не прикреплён к стакану натянутой ниткой), то весы уравновешены.

 

Valery Z
#53769 2022-12-05 15:46 GMT
#53768 zam :
#53766 Valery Z :

Вы тоже верите, что можно вытащить себя за волосы из болота?

Данный случай никакого отношения к эксперимену Мюнхгаунзена не имеет.

Ну как же?
Мюнхгаузен тянет себя за волосы своей рукой вверх. Мюнхгаузен — дно стакана, рука — теннисный шарик, волосы — нить, сила F2 — мышцы руки.

Сила F2 действует исключительно в системе стакан-вода.

А зачем вам эта система. Рассматривайте только стакан.

Это другие условия. Тогда левый и правый стаканы будут весить одинаково.

Для него и сила давления воды, и сила натяжения нити, и сила давления подставки на дно — внешние.

Сила натяжения нити, в данном случае — не внешняя. Если заменить шарик, допустим, выпуклой формой дна, то этой силы натяжения не будет. 

И векторная сумма этих сил равна нулю.

А вот если шарик плавает на поверхности (не прикреплён к стакану натянутой ниткой), то весы уравновешены.

По условию задачи (при показанных уровнях воды), шарик прикреплен к дну. И если мы обрежем нить, и шарик всплывёт, то ничего не изменится, — левый стакан с водой всё равно будет легче.

 

 

«Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий». © Козьма Прутков


отредактировал(а) Valery Z: 2022-12-05 15:59 GMT
zam
#53770 2022-12-05 16:38 GMT
#53769 Valery Z :

Ну как же?
Мюнхгаузен тянет себя за волосы своей рукой вверх. Мюнхгаузен — дно стакана, рука — теннисный шарик, волосы — нить, сила F2 — мышцы руки.

Аналогия не верная. Пука Мюнхгаунзена тянет его за волосы вверх с силой F2. Ровно с такойже силой, но направленной вниз его рука давит на его плечо. Никакая внутренняя сила системы не может изменить импульс сстемы (кинетическую энергию — может; теорема об изменении импульса, теорема об изменении кинетической энергии).

Со стиаканом не так. Нить тянет стакан вверх. А на стакан она не действует (она на шарик действует).

Это другие условия. Тогда левый и правый стаканы будут весить одинаково.

Сила натяжения нити, в данном случае — не внешняя.

Мы сами можем выделять, какие тела входят в систему, а какие нет. Как удобно, так и выбираем. Ничего от этого не изменяется.

По условию задачи (при показанных уровнях воды), шарик прикреплен к дну. И если мы обрежем нить, и шарик всплывёт, то ничего не изменится, — левый стакан с водой всё равно будет легче.

Правильно. Уровеь воды в стакане понизится, сила давления воды на дно стакана уменьшится. Ровно на силу натяжения нити.

Valery Z
#53771 2022-12-05 18:02 GMT
#53770 zam :
#53769 Valery Z :

Ну как же?
Мюнхгаузен тянет себя за волосы своей рукой вверх. Мюнхгаузен — дно стакана, рука — теннисный шарик, волосы — нить, сила F2 — мышцы руки.

Аналогия не верная. Пука Мюнхгаунзена тянет его за волосы вверх с силой F2. Ровно с такойже силой, но направленной вниз его рука давит на его плечо.

И у нас так же, — Архимедова сила давит на шарик и на дно с одинаковой силой.

Никакая внутренняя сила системы не может изменить импульс сстемы (кинетическую энергию — может; теорема об изменении импульса, теорема об изменении кинетической энергии).

Со стиаканом не так. Нить тянет стакан вверх. А на стакан она не действует (она на шарик действует).

Какое то противоречие...

Это другие условия. Тогда левый и правый стаканы будут весить одинаково.

Сила натяжения нити, в данном случае — не внешняя.

Мы сами можем выделять, какие тела входят в систему, а какие нет. Как удобно, так и выбираем. Ничего от этого не изменяется.

Какая никакая логика должна присутствовать? 

По условию задачи (при показанных уровнях воды), шарик прикреплен к дну. И если мы обрежем нить, и шарик всплывёт, то ничего не изменится, — левый стакан с водой всё равно будет легче.

Правильно. Уровеь воды в стакане понизится, сила давления воды на дно стакана уменьшится. Ровно на силу натяжения нити.

Я уже выше об этом же сказал.
Вам не кажется, что последующие Ваши комментарии как то не вяжутся с предыдущими из поста 53761 :  
"… Точно такая же сила давления на дно левого стакана (высоты столба жидкости в стаканах одинаковы). Но! На дно левого стакана действует ещё сила натяжения нити, равная F2=ρgV (V  — объём теннисного шарика). Вот и всё. Левая чашка идёт вверх."   Воспринимается как — Левая чашка идёт вверх, потому что на дно левого стакана действует сила F2.

 

«Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий». © Козьма Прутков

zam
#53772 2022-12-05 20:17 GMT
#53771 Valery Z :

И у нас так же, — Архимедова сила давит на шарик и на дно с одинаковой силой.

Архимедова сила давит только на шарик. Она всегда направлена навстречу силе тяжести, вверх.

Какое то противоречие...

Какое?

Вам не кажется, что последующие Ваши комментарии как то не вяжутся с предыдущими из поста 53761 :  
"… Точно такая же сила давления на дно левого стакана (высоты столба жидкости в стаканах одинаковы). Но! На дно левого стакана действует ещё сила натяжения нити, равная F2=ρgV (V  — объём теннисного шарика). Вот и всё. Левая чашка идёт вверх."

Не кажеся. Всё логично и последовательно.

 Воспринимается как — Левая чашка идёт вверх, потому что на дно левого стакана действует сила F2.

Совершенно верно. Так оно и есть, если F2 — это сила наяжения нити. Ведь это единственная разница левого и правого стаканов.

Valery Z
#53773 2022-12-05 21:54 GMT
#53772 zam :
#53771 Valery Z :

И у нас так же, — Архимедова сила давит на шарик и на дно с одинаковой силой.

Архимедова сила давит только на шарик. Она всегда направлена навстречу силе тяжести, вверх.

А как же правый стакан? Там металлический шар выталкивается водой, и за счёт этого вода с дополнительной силой давит на весы (через дно стакана). Пусть будет F2 со знаком "-".

Какое то противоречие...

Какое?

Нить не может тянуть стакан вверх. Тянуть может внешняя сила. (Может человек толкать автомобиль, находясь внутри него?)

 

 

«Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий». © Козьма Прутков


отредактировал(а) Valery Z: 2022-12-05 22:45 GMT
Valery Z
#53774 2022-12-05 22:46 GMT

А что будет в этом случае? (шары одинаковые по объему)

«Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий». © Козьма Прутков

zam
#53775 2022-12-05 23:22 GMT
#53773 Valery Z :

А как же правый стакан? Там металлический шар выталкивается водой, и за счёт этого вода с дополнительной силой давит на весы (через дно стакана). Пусть будет F2 со знаком "-".

Сила, с которой шар давит на воду, называется весом шара (точнее, частью его веса, другая чась веса приходится на подвес). Да, она равна и противоположно направлена силе Архимеда. Это пара сил «действие-противодействие» из третьего закона Ньютона.

Нить не может тянуть стакан вверх. Тянуть может внешняя сила. (Может человек толкать автомобиль, находясь внутри него?)

Но ведь тянет. Потому что она внешняя. Она же не вмурована в секло (стакан — это стекло, а не то, чем он заполнен).

А может человек толкать велосипед сидя на велосипеде?

zam
#53776 2022-12-05 23:26 GMT
#53774 Valery Z :

А что будет в этом случае? (шары одинаковые по объему)

Равновесие. Шары могут быть любого размера,  даже не быть шарами (размер и форма не важны). Лишь бы дна и стенок не касались.

Стакан взаимодействует только с чашкой весов, водой и нитью (в предыдущем варианте). Ни с какими шарами стакан не взаимодействует. Плевать ему на шары.


отредактировал(а) zam: 2022-12-05 23:35 GMT
Valery Z
#53777 2022-12-06 01:19 GMT

Найдите одно отличие (самый лёгкий вариант). Все пустотелые фигуры одинаковые по объёму.

«Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий». © Козьма Прутков

zam
#53779 2022-12-06 09:34 GMT
#53777 Valery Z :

Найдите одно отличие (самый лёгкий вариант). Все пустотелые фигуры одинаковые по объёму. 

Отличие вот какое. В правом сосуде на пузырь не дейсвует сила Архимеда. Вес всех сосудов одинаков.

Valery Z
#53780 2022-12-06 11:33 GMT
#53779 zam :
#53777 Valery Z :

Найдите одно отличие (самый лёгкий вариант). Все пустотелые фигуры одинаковые по объёму. 

Отличие вот какое. В правом сосуде на пузырь не дейсвует сила Архимеда. Вес всех сосудов одинаков.

А для чего тогда Вы привязываете силу натяжения нити, действующую на дно левого стакана, к его весу ???
Складывается впечатление, что Ваша задача здесь — не объяснить, а запутать...

 

«Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий». © Козьма Прутков

Valery Z
#53781 2022-12-06 11:40 GMT
#53775 zam :
#53773 Valery Z :

А как же правый стакан? Там металлический шар выталкивается водой, и за счёт этого вода с дополнительной силой давит на весы (через дно стакана). Пусть будет F2 со знаком "-".

Сила, с которой шар давит на воду, называется весом шара (точнее, частью его веса, другая чась веса приходится на подвес). Да, она равна и противоположно направлена силе Архимеда. Это пара сил «действие-противодействие» из третьего закона Ньютона.

Нить не может тянуть стакан вверх. Тянуть может внешняя сила. (Может человек толкать автомобиль, находясь внутри него?)

Но ведь тянет. Потому что она внешняя. Она же не вмурована в секло (стакан — это стекло, а не то, чем он заполнен).

А может человек толкать велосипед сидя на велосипеде?

Скорее, не велосипед, а самокат. Для движения наездник должен отталкиваться ногой от дороги. Отталкиваться от самоката — дело пустое.
Нить сама по себе не может натянуться, её тянет не внешняя сила, а сила Архимеда, действующая на шарик. Вот если бы шарик был наполнен водородом, тогда — да, это была бы внешняя сила.  

 

«Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий». © Козьма Прутков

zam
#53783 2022-12-06 11:51 GMT
#53780 Valery Z :

А для чего тогда Вы привязываете силу натяжения нити, действующую на дно левого стакана, к его весу ???

Я её привязываю не к весу, а к сумме сил, действующих на стакан.

Делаю я это для того, чтобы решить задачу максимально просто и наглядно.

Складывается впечатление, что Ваша задача здесь — не объяснить, а запутать...

Это у вас «оптический обман зрения».

zam
#53784 2022-12-06 11:58 GMT
#53781 Valery Z :

Скорее, не велосипед, а самокат. Для движения наездник должен отталкиваться ногой от дороги. Отталкиваться от самоката — дело пустое.

При определённом навыке можно двигаться и на самокате не касаясь ногами дорожного покрытия.

И всё-таки. Какая сила разгоняет велосипед?

Нить сама по себе не может натянуться, её тянет не внешняя сила, а сила Архимеда, действующая на шарик.

Нить натягивается шариком. А на шарик действует сила Архимеда. Вы почему-то перескакиваете ступеньки, пытаетесь протащить какое-то «дальнодействие» между телами.

Вот если бы шарик был наполнен водородом, тогда — да, это была бы внешняя сила. 

Никакой разницы. Для физического тела под названием «стакан» это сила внешняя. Для системы «стакан + вода в стакане и всё, что в ней находится» это сила внутренняя.

Valery Z
#53785 2022-12-06 12:19 GMT
#53783 zam :
#53780 Valery Z :

А для чего тогда Вы привязываете силу натяжения нити, действующую на дно левого стакана, к его весу ???

Я её привязываю не к весу, а к сумме сил, действующих на стакан.

Для определения веса левого стакана с его содержимым, сила натяжения нити - лишнее (см. последний рисунок).

Делаю я это для того, чтобы решить задачу максимально просто и наглядно.

Проще некуда...

Складывается впечатление, что Ваша задача здесь — не объяснить, а запутать...

Это у вас «оптический обман зрения».

Отвечу Вашими же методами: «Оптика» — это другая область физики.

 

«Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий». © Козьма Прутков


отредактировал(а) Valery Z: 2022-12-06 13:06 GMT
Valery Z
#53786 2022-12-06 12:26 GMT
#53784 zam :
#53781 Valery Z :

Скорее, не велосипед, а самокат. Для движения наездник должен отталкиваться ногой от дороги. Отталкиваться от самоката — дело пустое.

При определённом навыке можно двигаться и на самокате не касаясь ногами дорожного покрытия.

Это другой процесс.

И всё-таки. Какая сила разгоняет велосипед?

Мышечная (внутренняя, но через отталкивание от внешней среды).

Нить сама по себе не может натянуться, её тянет не внешняя сила, а сила Архимеда, действующая на шарик.

Нить натягивается шариком. А на шарик действует сила Архимеда. Вы почему-то перескакиваете ступеньки, пытаетесь протащить какое-то «дальнодействие» между телами.

Вы сказали то же самое, но в другом порядке.

Вот если бы шарик был наполнен водородом, тогда — да, это была бы внешняя сила. 

Никакой разницы. Для физического тела под названием «стакан» это сила внешняя. Для системы «стакан + вода в стакане и всё, что в ней находится» это сила внутренняя.

Зачем нам пустой стакан? Этим Вы как раз усложняете решение простой задачи. Эту задачу можно решить логически, а Вы впутываете сюда высшую математику (образно говоря)...
Хотя, если перепутать силы (внешние/внутренние), тогда и высшая математика не поможет.

 

«Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий». © Козьма Прутков


отредактировал(а) Valery Z: 2022-12-07 23:26 GMT
Valery Z
#53793 2022-12-06 23:35 GMT
#53784 zam :
#53781 Valery Z :

Скорее, не велосипед, а самокат. Для движения наездник должен отталкиваться ногой от дороги. Отталкиваться от самоката — дело пустое.

При определённом навыке можно двигаться и на самокате не касаясь ногами дорожного покрытия.

И всё-таки. Какая сила разгоняет велосипед?

Нить сама по себе не может натянуться, её тянет не внешняя сила, а сила Архимеда, действующая на шарик.

Нить натягивается шариком. А на шарик действует сила Архимеда. Вы почему-то перескакиваете ступеньки, пытаетесь протащить какое-то «дальнодействие» между телами.

Вот если бы шарик был наполнен водородом, тогда — да, это была бы внешняя сила. 

Никакой разницы. Для физического тела под названием «стакан» это сила внешняя.

Для системы «стакан + вода в стакане и всё, что в ней находится» это сила внутренняя.

В случае — если стакан находится в воздушной среде, и в шарике тоже воздух.
Если стакан находится в воздушной среде, а в шарике газ легче воздуха, то Архимедова сила, действующая на всё, что находится в воздушной среде, выталкивает систему «стакан+вода+шарик с водородом» сильнее, чем систему «стакан+вода+шарик с воздухом», т.к. шарик с воздухом для воздушной среды безразличен. Поэтому система «стакан+вода+шарик с водородом» будет легче.   

 

«Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий». © Козьма Прутков


отредактировал(а) Valery Z: 2022-12-07 12:35 GMT