Бутылка с водой катится

Бутылка с водой катится

2018-03-10
С наклонной плоскости скатываются две бутылки: одна — пустая, другая — заполненная водой. Какая из них скатится быстрее? Какая из этих бутылок поднимется на большую высоту, если их пустить вверх по наклонной плоскости с одинаковыми начальными скоростями? Считать, что проскальзывания нет.


Нестрогий, качественный ответ на первый вопрос можно дать сразу. При скатывании пустой бутылки ее потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию как поступательного, (гак и вращательного движения. Если внутри бутылки имеется вода, то она, благодаря малой вязкости, во вращении практически не участвует. В результате во втором случае большая часть начальной потенциальной энергии переходит в кинетическую энергию поступательного движения, и бутылка с водой скатится быстрее пустой бутылки.

Теперь приведем более строгое решение. Найдем, чему равна кинетическая энергия пустой бутылки массой $m$, которая катится по горизонтальной поверхности без проскальзывания со скоростью $v$. Для простоты заменим бутылку пустотелым цилиндром и будем считать, что вся его масса сосредоточена в тонких стенках.

Все точки цилиндра участвуют в сложном движении: это поступательное движение со скоростью центра масс $\vec_<ц.м>$ и вращение с линейной скоростью $v$ в системе отсчета, связанной с центром масс.

Читайте также:  Серебряная вода как применять для чего нужна

Рассмотрим небольшой участок «обода» массой $\Delta m_$. Его скорость складывается из скорости $\vec_$ в системе центра масс и скорости $\vec$ самого центра масс (рис.). Кинетическая энергия этого участка равна

где угол $\alpha_$ для разных участков принимает значения от 0 до $2 \pi$. Полная кинетическая энергия цилиндра складывается из кинетических энергий всех его участков:

(здесь мы учли, что для всех участков $v_ = v$, а $\cos \alpha_$ принимает все возможные значения — и положительные, и отрицательные, так что $\sum_ \cos \alpha_ = 0$).

Если наш цилиндр скатывается по наклонной плоскости, то, спустившись с высоты $h$, он приобретет скорость $v$, которую можно найти из закона сохранения энергии:

Отсюда видно, что эта скорость в $\sqrt<2>$ раз меньше скорости для случая скатывания без вращения. Это связано с тем; что потенциальная энергия цилиндра переходит в кинетическую энергию как поступательного движения, так и вращательного.

Когда внутри цилиндра находится вода (наш случай бутылки с водой), которая из-за незначительной вязкости во вращение практически не вовлекается, полная кинетическая энергия равномерно катящегося цилиндра массой $m$, заполненного водой массой $M$, будет равна

$E_ <к>= mv^ <2>+ \frac > <2>= \left ( m + \frac <2>\right ) v^<2>$.

После спуска с высоты $h$ по наклонной плоскости такой цилиндр за счет потенциальной энергии $(m + M)gh$ приобретет кинетическую энергию $\left ( m + \frac <2>\right ) v^<2>$, так что его скорость составит

Сравнивая выражения (1) и (2), видим, что во втором случае] скорость оказывается больше. Это означает, что на любом участке! спуска с наклонной плоскости скорость бутылки с водой будет! больше скорости пустой бутылки. Поэтому полная бутылка и скатится быстрее пустой.

Второй вопрос задачи — это, по существу, по-другому сформулированный первый. Мысленно обратим движение в первом случае и сразу приходим к выводу, что пустая бутылка, имея меньшую начальную скорость, чем полная, закатится на ту же высоту. А тогда, если начальные скорости обеих бутылок будут одинаковыми, пустая бутылка поднимется выше полной.

Источник

Раскрыт секрет трюка с подбрасыванием бутылки с водой

Группа физиков из Нидерландов разгадала секрет трюка с бутылкой, известного как Water Bottle Flip Challenge, сообщает телеканал «360».

Суть фокуса состоит в том, чтобы подбросить бутылку с водой так, чтобы она совершила полный вертикальный оборот и приземлилась на донышко или крышку. Water Bottle Flip Challenge стал популярен после того, как на YouTube весной прошлого года появилось множество видеороликов на эту тему.

Ученые предположили, что на удачный результат трюка влияет угловое ускорение и перемещение центра тяжести во время движения. Для определения идеальных условий они провели собственное исследование.

Физики испытывали бутылки при разном уровне заполнения. Они также заменяли жидкую воду на замороженную, а также клали в нее мячики для большого тенниса. Как выяснилось, лучше всего трюк получится с сосудом, заполненным веществом на 20–40%.

В начале декабря чирлидерша футбольной команды Хьюстона показала трюк с обманом гравитации. Она обозначила рукой невидимую коробку, а потом поставила на нее ногу и перешагнула. Видеоролик, опубликованный на ее странице в Tweitter, за несколько дней набрал почти 200 тысяч лайков и более 99 тысяч репостов.

Water Bottle Flip Challenge назван так по аналогии с флешмобом Ice Bucket Challenge. Такое название получила кампания, направленная на повышение осведомлённости о боковом амиотрофическом склероз. В ходе акции знаменитости (актер Вин Дизель, рэпер Dr. Dre, писатель Стивен Кинг и многие другие) обливали себя ведром холодной воды.

Подписывайтесь и читайте нас в Telegram.

Источник

Физики разобрались в трюке с бутылкой воды

P. J. Dekker et al./ arXiv, 2017

Физики из Нидерландов рассчитали оптимальные условия для популярного трюка с подбрасыванием бутылки, частично наполненной водой. В опубликованном на arXiv.org препринте статьи ученые пишут, что наиболее устойчивое вертикальное положение после приземления будут принимать бутылки, заполненные водой примерно на 30 процентов, что хорошо согласуется с эмпирическими данными.

В мае 2016 года американский подросток Майкл Сенаторе выложил на YouTube видео, на котором он выполняет трюк по переворачиванию бутылки с водой (англ. water bottle flipping challenge). Суть трюка заключается в том, чтобы пластиковую бутылку, не полностью заполненную водой, нужно подбросить таким образом, чтобы совершив в воздухе один оборот, она приземлилась на дно и осталась стоять. Из-за популярности челленджа динамику крутящейся бутылки вскоре описали на качественном уровне, определив, что в первую очередь она определяется угловым ускорением, и смещением центра тяжести жидкости во время полета. Поэтому вероятность успешного выполнения трюка зависит от количества жидкости в бутылке, ее формы и начальной скорости вращения. Однако несмотря на качественное описание, никаких количественных теоретических оценок для определения оптимальных параметров при подбрасывании бутылки с водой сделано не было.

Группа физиков из Нидерландов под руководством Альваро Марина (Alvaro Marin) из Университета Твенте предложила физическую модель для описания полета бутылки с водой и определила диапазон параметров, в котором возможно приземлить бутылку в устойчивое положение. Сначала ученые экспериментально измерили траектории пластиковых бутылок высотой от 23 до 25 сантиметров, заполненные водой примерно на 40 процентов. Для сравнения также использовались две другие системы: бутылка, в которой жидкость «заморожена» (то есть не перемещается в полете), и цилиндрическая бутылка, в которую помещены два упругих теннисных мячика.

Последовательные кадры полета бутылки с жидкой водой (сверху) и цилиндра с двумя теннисными мячами (снизу), успешно приземлившихся на дно

Источник

Сон разбитые и целые бутылки пустые катятся по дороге по воде

Сонник Сон разбитые и целые бутылки пустые катятся по дороге по воде приснилось, к чему снится во сне Сон разбитые и целые бутылки пустые катятся по дороге по воде? Для выбора толкования сна введите ключевое слово из вашего сновидения в поисковую форму или нажмите на начальную букву характеризующего сон образа (если вы хотите получить онлайн толкование снов на букву бесплатно по алфавиту).

Сейчас вы можете узнать, что означает видеть во сне Сон разбитые и целые бутылки пустые катятся по дороге по воде, прочитав ниже бесплатно толкования снов из лучших онлайн сонников Дома Солнца!

Снились ли Вам когда-нибудь вещие сны?

Сонник — Бутылку пустую

Сонник — Бутылка

Бутылка как сосуд символизирует собой женские половые органы. Отсюда и все типичные толкования.

Открывание бутылки символизирует половой акт, потерю невинности.

Струя из бутылки символизирует семяизвержение.

Большое количество различных и красивых бутылок в вашем баре символизирует вашу активную половую жизнь, а также говорит о большом количестве ваших сексуальных партнеров.

Нерешительность при выборе бутылки в магазине или боязнь такого выбора говорят о вашей неуверенности перед лицами противоположного пола и страхе вступления в половой контакт.

Если вы посылаете своих детей сдавать бутылки, то вы агрессивно настроены по отношению к своим детям.

Если же вы поручаете это своей половине, то вы тайно ненавидите его (ее).

Если вы ударили кого-нибудь бутылкой, то вы недовольны своим партнером и хотите сменить его, а замена у вас уже есть.

Разбитая бутылка символизирует ваше недовольство своей сексуальной жизнью.

Сбор пустых бутылок говорит о вашей неразборчивости в связях.

Покупка в магазине хорошей и красивой бутылки говорит о том, что вы цените своего партнера, или скоро встретите свою мечту.

Сонник — Бутылка

Увидеть во сне пустую бутылку означает тревогу и пустые надежды, нужду и тяжелые переживания. Иногда сон предсказывает ссору с близким человеком или развод.

Если в вашем сне она разбивается, то это хорошее предзнаменование, предвещающее, что ваши дела пойдут на лад, но вы будете тяжело переживать случившееся.

Разбитая бутылка во сне — знак печали; наполненная бутылка предсказывает, что вас ждет много проблем и препятствий в делах, которые вас так обеспокоят, что вы потеряете и сон, и аппетит.

Если во сне вы пьете из полной бутылки, то ждите приглашения на вечеринку, веселья, общения с друзьями, которое доставит вам большое удовольствие.

Темная бутылка во сне предсказывает скорую кончину милого друга.

Бутылка с вином означает достаток.

Опрокинутая бутылка — к неприятностям дома.

Смотрите толкование: Штопор, Напиток.

Сонник — Бутылка

Если во сне вы видите бутылку или бутылки – это к добру, когда они чем-то наполнены. Значит, вам удастся преодолеть все препятствия в любви и устроить свои дела самым наилучшим образом.

Разбить бутылку с вином – к тому, что ваша любовь и страсть перейдут все границы.

Спускаться во сне в погреб, полный бутылок с вином, – предвещает самые приятные впечатления; бутылки с шампанским – предстоит выгодное дело, с лимонадом – будете конкурировать с другими себе в убыток, с другим напитком – встретите неприятного человека.

Бутылки с молоком в большом количестве – к богатству и здоровью, которые ждут вас впереди.

Пить что-то прямо из бутылки – достаток в доме, будущая удачная поездка, вообще положительные эмоции.

Пустые бутылки – плохой сон, предвестие несчастий, бороться с которыми вам будет очень трудно.

Сонник — Бутылка

Пустая бутылка снится — может означать предстоящую ссору, скуку или разочарование.

Бутылка с вином — успех и приятное общество.

Бутылка с виски — к предстоящей борьбе и хорошим ее результатам.

Бутылка с водой — медленное, но верное решение ваших проблем.

Бутылку откупоривать — к благополучию.

Пить из бутылки — к радости.

Сонник — Бутылка

Вагинальный символ, отражает чувственность и эротичность женщины.

Разбитая бутылка – болезнь, ссора.

Бутылка с вином – радость, приятное общение.

Бутылка с водой – новое знакомство.

Бутылки отражают разные периоды жизни.

Бутылка разбилась, и содержимое ее разлилось, — символизирует ушедшую сексуальную активность женщины. Навсегда разбитый эротизм.

Бутылка пустая, но целая. Ее можно рассматривать как приглашение актрисе активизировать ее творческое начало, то есть наполнить бутылку творческими переживаниями.

Как известно, психологи ставят знак равенства между сексуальностью и творчеством. Ибо химические процессы, сопровождающие радостное возбуждение, в том и другом случае одинаковы.

Приложились к бутылке или видели рюмки, наполненные вином – это вполне хороший знак.

Алкоголь в этих снах символизирует приток духовных сил, воодушевление, предчувствия любви.

Часто повторяющиеся сюжеты с алкоголем могут сигнализировать, что вы находитесь под чьим-то влиянием. Может быть, увы, и под влиянием собственного алкоголя.

Сонник — Бутылка

Чаще всего бутылка с узким горлышком символизирует в сновидении затруднения и раздоры.

Если она пуста — такой сон предвещает, что неприятности могут окончательно опустошить ваши силы.

Грязная вода в бутылке или же неполная бутылка предвещают большую усталость от борьбы с трудностями.

Бутылка с вином — признак того, что затруднения обескуражат вас.

В то же время, бутылка, доверху наполненная чистой, прозрачной водой — знак того, что вы сможете преодолеть все затруднения, хотя вам и придется потрудиться, чтобы устроить свои дела.

Сонник — Бутылка

— угощение, веселая компания. Пьянство;

— успех в любви и делах.

— борьба с невзгодами;

— усилия в преодолении трудностей.

Если в вашем сне бутылки наполнены прозрачной жидкостью, вы удачно устроите все свои дела, преодолеете препятствия в любви.

Пустые бутылки — знак того, что вам трудно придется в сетях будущих несчастий.

Бутылки с яркими наклейками — опасные приключения.

Странной формы — странные предложения.

Сонник — Бутылка

Полная бутылка — символ изобилия и желания разделить его с другими.

Пустая бутылка — символизирует нужду, острую тоску.

Если бутылка наполненная – то вас ждет безбедное будущее.

Если пустая – это предвещает нужду или тоску.

Источник

Если я подброшу бутылку с водой вверх, то каковы шансы, что она встанет на донышко, и от каких факторов это зависит?

Итак. Бутылка с водой, если она пластиковая, довольно упруга. То есть, упав на любую свою точку, она может отскочить и далее занять совсем другое положение. Так что, можно считать, что при достаточно большой высоте падения бесполезно пытаться просчитать ее траекторию, чтобы она приземлилась на дно — даже если получится, не факт, что она на нем останется.

Что определяет в конечном итоге, останется она стоять на дне или упадёт на бок? Мне видится, что крутящий момент. Для того, чтобы опрокинуть бутылку, стоящую на дне, нужно приложить некоторое усилие и наклонить на угол, на котором она выйдет из равновесия. Иначе говоря, приложить крутящий момент относительно края её дна. Чтобы поднять лежащую на боку бутылку, надо так же приложить момент и довести до условного положения равновесия,после которого она перевесится и встанет на дно. Очевидно, что раз бутылка имеет вытянутую форму, то и этот угол, граничный угол между падением на бок и установкой на дне, будет точно не 45 градусов. Для попавшейся сейчас под руку бутылки этот угол оказался порядка 15 градусов.

Думаем далее. У бутылки есть вторая сторона, с крышкой. Упростим задачу и будем считать, что на крышку бутылка не встанет. Тогда выходит, что 15 градусов надо поделить на половину оборота, на 180. Получается 12. То есть с вероятностью 1 к 12 бутылка, упав и попрыгав, зависнет перед окончательным «успокоением» под таким углом, что установится на дно.

Итого, 8% того, что подброшенная высоко бутылка в итоге встанет на дно

Источник

Оцените статью