Налить воду в сосуд до краев
inga h.
10 октября 2018 · < 100
Если между ядром и летающими вокруг него электронами возможна вакуумная прослойка, значит ли это, что вакуум можно создать без огораживающих стенок (в воздухе)?
Понятие “вакуум” в случае описания “промежутка” между ядром и электроном весьма условно. В приближении классической механики между ними действительно нет других частиц (вроде бы похоже на определение глубокого вакуума), но вместе с тем нет и частиц, которые бы физически могли там находиться. Условно говоря, это “пространство” не может быть “заполнено” каким-то веществом или газом (воздухом, например), потому что атомы любого вещества гораздо (статистически, да?) больше этого самого условного “промежутка”. Это всё равно что попытаться наполнить напёрсток теннисными шариками или уместить ещё одну “солнечную систему” между Солнцем и Землёй – кому что ближе.
Однако, в макроскопическом мире газ (например, воздух) будет стараться занять весь предоставленный объём и , соответственно, для того, чтобы создать в какой-то его области вакуум, необходимо оградить эту область и препятствовать распространению воздуха в неё – например, использовать баллон или специальный купол. А без использования “огораживающих стенок” вакуум создать почти невозможно.
Однако, это не значит, что достичь вакуума в открытом пространстве невозможно в принципе. Так, например, огромное количество вещества удерживается колоссальными гравитациями галактик, поэтому плотность межгалактического пространства составляет всего несколько атомов на кубический метр. Это соответствует как раз глубокому вакууму.
Почему ток в цепи идёт «от плюса к минусу», если носители заряда — электроны — заряжены отрицательно и должны идти «от минуса к плюсу»?
По определению, ток – это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Это определение, которое известно нам ещё со школы, и в нём не конкретизируется, какие именно частицы имеются в виду. Если масса заряженных частиц в некоторой области начала двигаться упорядоченно, то физики говорят, что в этой области существует электрический ток.
В различных средах и материалах “носителями заряда” могут быть и электроны (как, например, в металлах), и/или ионы. Так, например, в электролитах такими носителями выступают ионы, получившиеся в растворе в следствие его диссоциации. Хороший и известный со школы пример – раствор обычной поваренной соли.После диссоциации молекул NaCl раствор насыщается ионами и начинает проводить электрический ток. Кстати, есть и твёрдые электролиты, ионы которых переносят заряд прямо в кристаллической решётке – например, йодид серебра. Если говорить о конвекционных токах, то тут носителями заряда могут выступать макроскопические заряженные тела – например, капли воды, льдинки и пылинки в грозовой туче.
Как условно само понятие электрического заряда (нет, существование электрического заряда объективно и электрические заряды бывают двух видов, но “плюс” и “минус” были распределены между ними просто для удобства, можно сказать), так условно понятие направления тока. Исторически сложилось так, что за направление тока выбирается направление движения положительно заряженных частиц. В случае же с металлами, где носителями тока являются отрицательно заряженные электроны, направление тока выбирается противоположным направлению движения электронов.
Прочитать ещё 5 ответов
Почему шарик надутый воздухом до 5 атм выталкивается из воды слабее шарика с 50 атм(объем одинаков)?
Сусанна Казарян, США, Физик
Или суммарная масса шарика с воздухом под меньшим давлением в эксперименте больше суммарной массы шарика с воздухом под большим давлением при одинаковых объемах, или это обычный фейк из youtube. Может также экспериментаторы сами чем то обкурились и напутали результаты. Так как первый ответ технически очень сложно осуществить, из-за огромного давления (50 атм) для легкого шарика, то постулат (бритва) Оккама делает более правдоподобными второй и третий версии.
Прочитать ещё 1 ответ
Эйнштейн назвал вакуум нематериальным, но что тогда делает объём пространства вакуума внешним фактором электростатики, магнетизма, инерции, массы и гравитации?
Researcher, Institute of Physics, University of Tartu
Предполагаю, что имеется в виду “эйнштейновский вакуум”, то есть ситуация, когда тензор энергии-импульса в уравнении Эйнштейна приравнен к нулю.
Это не “нематериальный вакуум”, а решение (точнее решения) уравнения Эйнштейна для области пространства-времени, в которой отсутствует материя. В частности, так можно получить пространство Миньковского.
В общем-то это не физический объект, а математическая модель описания пространства-времени для теории относительности (вообще или каких-то конкретных случаев).
Прочитать ещё 4 ответа
Как из законов электродинамики Максвелла вывести, что электрон, движущийся с ускорением, излучает электромагнитные волны и поэтому должен падать на ядро атома?
phd @ princeton astro | haykh.github.io
Вопреки ответу выше, скажу, что на самом деле, если вам нужно качественное понимание, а не спектр излучения через функции МакДональда, то объяснение предельно простое.
Любая заряженная частица создает вокруг себя электрическое поле. Когда заряженная частица движется, получается переменное электрическое поле, которое, по уравнениям Максвелла, генерирует магнитное поле (переменное из-за ускорения). Переменное магнитное и электрическое поле формируют электромагнитные возмущения, которые и распространяются в виде волн. Эти волны несут в себе энергию и импульс. Но откуда они их берут? Очевидно, что эти волны черпают их из энергии и импульса самой частицы, отчего частица и тормозит.
Почему такое не происходит, когда частица движется с постоянной скоростью? Потому что уравнения Максвелла Лоренц-инвариантны, иначе говоря, при таком движении вы всегда найдете систему, в которой поля будут постоянны во времени.
Прочитать ещё 2 ответа
Источник
Задача по физике – 7019
Садовод-любитель поставил в пустой цилиндрический таз площадью $S_{T} = 500 см^{2}$ пустую открытую банку массой $m = 100 г$, площадью дна $S_{Д} = 50 см^{2}$ и горловины $S_{Г} = 20 см^{2}$. Пошёл дождь — таз и банка начали наполняться водой. Через некоторое время стоявшая на дне банка начала вертикально всплывать. Определите, сколько осадков (высота выпавшего слоя воды в мм) выпало к этому моменту. Плотность воды $rho = 1 г/см^{3}$.
Подробнее
Задача по физике – 7021
На дне сосуда находится тонкая невесомая пластинка, под которую не подтекает вода. К пластинке на нити привязан невесомый шарик. Если в сосуд медленно наливать воду, то пластинка начинает отрываться от дна, когда шарик оказывается наполовину погруженным в воду. В этот момент уровень воды в сосуде равен $h$. Если же до того, как пластинка начнёт отрываться, придержать шарик и налить в сосуд много воды, то пластинка перестаёт отрываться от дна, даже если шарик не придерживать. При каком минимальном уровне воды $H$ в сосуде это возможно? Ускорение свободного падения $g$, атмосферное давление $P_{0}$, плотность воды $rho$.
Подробнее
Задача по физике – 7028
Полностью заполненная водой ванна с вертикальными боковыми стенками освобождается от воды через открытое сливное отверстие в её горизонтальном дне за время $tau$. Отверстие расположено в середине дна, и его площадь во много раз меньше площади поперечного сечения ванны. При открытом сливном отверстии вода свободно (без труб) выливается на пол. Если в ванну сначала насыпать до краев мелкую гальку, а затем заполнить ванну водой, то в этом случае ванна опорожняется за время $tau /2$. При этом камешки гальки не закрывают сливного отверстия! Через какое время опорожнится ванна, если 75% гальки убрать (то есть оставшиеся камушки будут находиться в нижней четверти ванны) и снова заполнить её водой до краёв? Вязкостью воды можно пренебречь. При решении задачи считайте, что камешки гальки уменьшают площадь поперечного сечения ванны, доступную для воды.
Подробнее
Задача по физике – 7709
Открытый сверху цилиндрический тонкостенный стакан высоты $H$ и объёма $V$ плавает в сосуде большего размера на поверхности жидкости плотности $rho$, причём в жидкость погружена часть стакана высоты $h$. Стакан утопили в жидкости. С какой силой он давит на дно сосуда?
Подробнее
Задача по физике – 7716
В цилиндрический сосуд поперечного сечения $S_{1}$ с цилиндрическим горлышком поперечного сечения $S_{2}$ налили одинаковые объёмы двух несмешивающихся жидкостей с плотностями $rho_{1}$ и $rho_{2}$ ($rho_{1} > rho_{2}$). Сосуд хорошо взболтали, так что образовалась эмульсия — взвесь капелек одной жидкости в другой, — и поставили на стол. Уровень жидкости находится на высоте $H$ от дна сосуда; горлышко заполнено до высоты $h$. Насколько изменится давление на дно сосуда после того как эмульсия опять расслоится на две компоненты? Ускорение свободного падения равно $g$.
Подробнее
Задача по физике – 7720
Открытая с обоих концов однородная тонкая трубка длиной $2L$, согнутая посередине в виде буквы V с углом $90^{ circ}$ при вершине, расположена в вертикальной плоскости. Колена трубки составляют угол $45^{ circ}$ с горизонтом. Трубка заполнена: левое колено наполовину маслом, наполовину водой, в правом колене — столбик воды длиной $5/6L$. Трубку начали медленно поворачивать вправо — из неё стала вытекать вода. При некотором угле правого колена относительно горизонта вместе с водой начало вытекать масло. Найдите этот угол. Эффектами поверхностного натяжения пренебречь.
Подробнее
Задача по физике – 7745
Жидкая ртуть залита водой. В этой системе находится стакан кубической формы, изготовленный из меди. Сторона квадратного дна стакана $b$, высота $b$, толщина стенок $d ll b$, дно стакана очень тонкое. Плотность меди $rho_{м}$, воды $rho_{в}$, ртути $rho_{рт}$.
На какую глубину стакан погрузится в ртуть ?
Подробнее
Задача по физике – 7987
Полая тонкостенная металлическая капсула в форме шара лежит на дне цилиндрического сосуда с площадью дна $S = 5 м^{2}$. Капсула наполовину заполнена водой, а наполовину – воздухом. Масса оболочки капсулы равна $M = 2 т$, а масса воды в ней – $m = 1,5 т$. С помощью легкого насоса, встроенного в корпус капсулы, вода переливается из неё в сосуд, и капсула всплывает. На сколько изменится (поднимется или опустится) уровень воды в сосуде в этом процессе (считая от момента, когда вся вода еще находится в капсуле, и до момента, когда капсула плавает опустошённая)? Плотность воды $rho = 1000 кг/м^{3}$.
Подробнее
Задача по физике – 7989
На крючке ручных пружинных весов висит ведро с водой. Весы показывают 9,5 кг. В воду полностью погрузили кирпич массой 2,5 кг с размерами 5 см $times$ 10 см $times$ 20 см, удерживая его на тонкой веревочке. Кирпич стенок и дна ведра не касается. Теперь весы показывают 10 кг. Найдите массу воды, вылившейся из ведра. Плотность воды 1000 $кг/м^{3}$.
Подробнее
Задача по физике – 8000
Полностью заполненная водой ванна с вертикальными боковыми стенками освобождается от воды через открытое сливное отверстие в её горизонтальном дне за время $tau$. Отверстие расположено в середине дна, и его площадь во много раз меньше площади поперечного сечения ванны. При открытом сливном отверстии вода свободно (без труб) выливается на пол. Если в ванну сначала насыпать до краев мелкую гальку, а затем заполнить ванну водой, то в этом случае ванна опорожняется за время $tau/2$. При этом камешки гальки не закрывают сливного отверстия! Через какое время опорожнится ванна, если 75% гальки убрать (то есть оставшиеся камушки будут находиться в нижней четверти ванны) и снова заполнить её водой до краёв? Вязкостью воды можно пренебречь. При решении задачи считайте, что камешки гальки уменьшают площадь поперечного сечения ванны, доступную для воды.
Подробнее
Задача по физике – 8001
Цилиндрический сосуд перекрыт поршнем толщины $h$ с круглым отверстием сечения $S$, в которое вставлен диск из того же материала и той же толщины, что и поршень. Выше поршня воздух, ниже вода. На диск начинают медленно насыпать песок. При какой массе песка m диск вывалится из отверстия? Плотность воды $rho$, трением пренебречь.
Подробнее
Задача по физике – 8012
Вертикальный цилиндр герметически закрыт круговой шайбой, в отверстие которой вставлена цилиндрическая пробка из того же материала. Выше этого составного поршня воздух, ниже жидкость. Во сколько раз плотность жидкости больше плотности материала поршня, если трения нет, а пробка одинаково выступает из шайбы снизу и сверху?
Подробнее
Задача по физике – 8018
На весах стоит цилиндрическая кастрюля высоты $H$ и плошадью дна $S$, заполненная жидкостью до высоты $h$. Кастрюлю сняли с весов и аккуратно опустили в нее брусок массы $m$ и объема $V$. Часть жидкости вытекла, а брусок плавает, погрузившись на 4/5 своего объема. Как изменятся показания весов, если снова поставить кастрюлю на весы?
Подробнее
Задача по физике – 8020
В большом стакане с водой плавает тонкостенный стакан меньшего сечения. В меньший стакан аккуратно наливают воду со скоростью $V см^{3}/минуту$. С какой скоростью изменяется уровень воды в меньшем стакане $h$? Что можно сказать об уровне воды $H$ в большом стакане? Площади сечения, массы стаканов, плотность воды и т.п. считать известными.
Подробнее
Задача по физике – 8022
Вертикальная труба сечения $S$ и высоты $2H$ наполовину погружена в воду. Сверху в нее наливают более легкую жидкость плотности $rho$. Какой наибольший объем жидкости $V$ можно налить в трубу, чтобы она не выливалась ни сверху, ни снизу? Плотность воды $rho_{0}$. Постройте график зависимости $V$ от $rho$.
Подробнее
Источник