Естественные науки

Про воздушный куб.

Как известно, определённый слой воздуха не всплывает в окружающем воздухе, если имеет такую же плотность. Заключим воздух в жёсткую и невесомую оболочку - куб (для простоты) большого размера - ребро 10 м. Пусть атмосферное давление на уровне нижней грани 760 мм рт ст (101325 Па), а на уровне верхней грани - 759 мм рт ст (падает в соответствии с барометрической формулой). Примем также плотность воздуха на уровне нижней грани 1,3 г/л. Выше - меньше. Давление на боковые грани компенсируется с обеих сторон. Давление на нижнюю грань больше, чем на верхнюю грань, на 1 мм рт ст или 133 Па. Сила давления 133*10*10 = 13,3 кН или 1360 кГ. При этом вес воздуха в оболочке (считая, что он весь имеет плотность как внизу - 1,3 г/л) 1300 кГ. Выталкивающая сила больше веса. Должен взлетать. Но ведь мы не меняли его плотность, даже завысили, а "как известно, определённый слой воздуха не всплывает в окружающем воздухе, если имеет такую же плотность". В чём фокус?
Виталий Уваров
Виталий Уваров
41 909
А в том, что внутри куба давление тоже сверху на один мм. рт. ст. меньше, и, соответственно ситуация повторяется с точностью до наоборот! Гравитацию планеты никто ж не отменял.. . То есть как это внутренние силы не рассматриваем? Это ведь именно они создают подъемную силу, позволяющую аэростатам и дирижаблям летать! Ну а в изменившихся условиях - ваш куб немного утонет, метров на 5, таким образом чтобы плотность воздуха у нижней грани оказалась посередине куба.. . Давление в вашем кубе не играет никакой роли вообще, оно уравновешено по всем направлениям давлением воздуха внутри куба...
Саша Якушев
Саша Якушев
78 535
Лучший ответ
Лиза Сабадашова Прочтите дополнение к вопросу, пожалуйста, и прокомментируйте.
Лиза Сабадашова Силы внутри куба никак не влияют на выталкивание.
Выталкивающая сила зависит только от объёма погружённого тела :)
Поскольку ваша оболочка условна ( нет физических параметров) , то ее можно просто убрать.
Тогда что должно подниматься вверх??? .
Во втором варианте ваш куб полетит как миленький, ведь в нем нет ничего.
Александра Леконцева
Александра Леконцева
41 351
Лиза Сабадашова В оболочке как раз всё дело :)
Нет оболочки - не взлетает, есть - взлетает.
Парадокс :)

Скажите честно, видите разницу между первым условием и вторым?
как это, "(считая, что он весь имеет плотность как внизу - 1,3 г/л) "? результат определяется равнодействующей, нужно усреднять по объему, так что берите не "как внизу", а "как посредине".
Игорь Никифоров
Игорь Никифоров
14 242
Лиза Сабадашова Тогда будет меньше 1300 кГ.
Так что, взлетает?
"Пусть атмосферное давление на уровне нижней грани 760 мм рт ст (101325 Па) , а на уровне верхней грани - 759 мм рт ст (падает в соответствии с барометрической формулой) . "
Точно? Посчитали или так, от фонаря?: -)
=Аленчик= Горячева
=Аленчик= Горячева
12 318
Лиза Сабадашова Округлил.
Барометрическая ступень 10,5 м, а плотность воздуха 1,29.
Почему на +10 метрах давление 759 мм?
Давление там (для плотности 1.3) 759.044048... мм, что даёт силу не 1360, а 1274.5 кг.
ЮМ
Юлия Мухаметзянова
8 946
Лиза Сабадашова Т.е. воздух той же плотности, что и окружающий, будет тонуть?
Юлия Мухаметзянова Плотность воздуха уменьшается с высотой, поэтому вес куба будет меньше. Если всё правильно проинтегрировать силы должны в точности совпасть.
Это видно хотя бы из того факта, что диференцированием барометрической формулы легко показать, что для малого dh на любой высоте разность давлений равна весу.
(мне кажется Вы дразнитесь)
не полетит.
1 кожура чего-то весит.
2 мм рт. столба (если не ошибаюсь - если ошибаюсь поправят знающие люди) это около 200 метров.
делите насчитанную подъемную силу на 20.
а то все было бы очень просто - накрасил шарик черной краской и в солнечный день он улетает.
3 в принципе я так понял речь идет о законе архимеда.
ну как бы должна, но все это на уровне статистической ошибки.
Наталья Наталья
Наталья Наталья
6 324
Наталья Наталья встречный вопрос - является ли корректной апроксимация закона, сформулированного для жидкостей, на газовую смесь.
Лиза Сабадашова Барометрическая ступень - от 10 до 12 м обычно.
да оболочка тут ни при чем. Если такую и вообразить, то люди правы-гравитацию никто не отменял
Александра Языкова
Александра Языкова
162
Лиза Сабадашова Дополнил.
Есть, что добавить.

Похожие вопросы