Газы хорошо зжимаются, жидкости очень плохо зжимаются. Утонувшая пипетка не всплыла потому что в неё пустили мало воздуха, на глубине большее давление столба воды, которое не позволило воздуху обратно принять исходный объём как на поверхности и уменьшить плотность всей пипиетки относительно плотности воды, поэтому она стала тяжелее воды. Думаю так.
"Водолаз" не поднимается со дна, так как при погружении на него начинает действовать дополнительное давление - давление водяного столба (толщи воды). И при определённых условия (глубина погружения, начальное давление, начальная средняя плотность пипетки и прочее) давление водяного столба превзойдёт то минимальное дополнительное давление, которое необходимо для погружения, и система не сможет восстановиться в исходное состояние. Другими словами: давления оставшегося внутри "водолаза" воздуха не хватит для вытеснения воды из пипетки и восстановления исходной средней плотности.
В конце мы получили задачу из нынешнего года турнира юных физиков, где она звучит как невозвратный картезианский водолаз. И дело тут в том, что когда мы сбросили давление, воздух в пипетке чуть расширился так как давление же уменьшилась, и этот объём воздуха стал таким, что он меньше некоторого критического объёма воздуха, при котором водолаз бы находился в толще воды, поэтому пипетка и не всплыла
@@MosssoW если плотности равны изначально, и равны потом, то простите, учитываете ли вы то, что пипетка наполнилось водой, так как давление изначально мы увеличивали, а только потом вернули к исходному. Ну а также то, что объём воздуха если сравнивать изначально, когда водолаз плавал, и потом, когда он на дне, то он разный, и тогда становится так, что если изначально мы примим плотность воздуха за V, тогда в конце объём воздуха ( хоть и чучуть расширится он, после того, как мы сбросили к исходному ) он будет всяко меньше объёма воздуха изначального, так как мы давление до этого увеличивали, и объём воздуха сжимался, следовательно плотность больше, поэтому она и не всплыла, если объяснять через плотность.
Богатая игрушка на физические эффекты. Для подъема водолаза надо уменьшить давление внутри бутылки. Способов много. Например, растягивая бутылку, наклонив бутылку, откачав воздух, поднявшись в атмосфере вверх.
Отличные ролики, интересная подача материала, так бы в школе лет эдак ‘цать назад 👍 поэтому мне кажется, что Ваша целевая аудитория - не школьники 14 лет, а взрослые мужики за 30, нам это интереснее 😃
Этот опыт при СССР: бутылка из под молока, пузырёк из под таблеток (типа нитроглицерина), порванный шарик и нитки. Опыт повстречался в замечательной серии книжек "Библиотечка "Квант".
Пипетка погрузилась на определённую глубину, а с увеличением глубины давление растёт и тут даже после того как Вы отпустили бутылку давление было достаточное чтобы удерживать объём водолаза и он не всплывал.
Суть в разности сжимаемости газов и воды, если вписаться в создаваемую дельту по отношению плотностей пипетки и воды, то получаем данный эффект. А при критических "значительно более высоких" конечных давлениях газы ещё могут начать растворяться в жидкости:)
У этой системы два положения равновесия и две степени свободы: высота столба воздуха в пипетке, и высота центра инерции пипетки. Оказалось, что оба положения равновесия устойчивы. Наверняка можно показать, что в этих положениях равновесия свободная энергия (воздуха, воды и твердой пипетки) имеет локальный минимум.
Предлагаю снять опыт " Яйцо в бутылке". Может, даже, найдете старую советскую бутылку из под молока. И главное не забудьте достать яйцо, не повредив его. А то продолжение опыта обычно не показывают. Красивейший опыт
@@schetnikov зря старый ролик закрыли. Верните, пожалуйста, и вообще не надо старые ролики удалять, там хорошие они, которые "Физика 7 класс" называются у вас первых годов существования канала.
@@schetnikov так у вас же не школа, а если кому за именно школьной программой, то учебник прочитают. а остальные ролики ранние тоже не "в школьном стиле", тоже будете закрывать?
4:27 может не только вода заходит внутрь волокон, но и просто спичка объёмно сжимается. ну и плотность жидкости тоже растет при увеличении давления , но это уже мелочи.
@@vasyllizanets7954 , не в любую жидкость проникает воздух, да и если для воды, то молекула воды уже довольно лёгкая, поэтому тут не все так однозначно )
@@Даниил-у1ч , если бы поверхность спички была бы пропитана бы воском, то принцип захода воды внутрь волокон был бы нарушен, и пришлось бы уточнять объяснение.
Автору стоило почитать хотя бы Википедию, статью под названием "Картезианский водолаз". Цитирую: "Первое описание водолаза было дано итальянским учёным Рафаэлло Маджотти в 1648 году", а Декарт тут не причем. Да и описание работы водолаза неверно, по крайней мере начальный этап. Дело в том, что при сжатии бутылки давление внутри нее не обязательно возрастает. Об этом тоже можно прочесть в Википедии и посмотреть имеющиеся там видео.
Дырочка в верхней части резинки у пипетки. Вода вытеснила воздух, пипетка опустилась, давление уровнялось но воздух вышел в момент опускания, и пипетка не всплывает - нечему вернуть объем пипетки к первоначальному значению. Поэтому и провели эксперимент с пипеткой, а не со спичкой.
пузырики на последних кадрах это скорее не из дырочки пипетки, а поднятые со дна пузырики воздуха, которые там прилипли по понятным (или не понятным) причинам.
Согласен. В отличие от первого опыта, бутылка была заполнена полностью. Это влияет на высоту столба воды. При сжимании бутылки действует дополнительное давление, которое сжимает воздух внутри "водолаза". Поэтому можем считать, что воздух, как пружина, накопила энергию p_0*\delta V, где p_0 - давление рук на бутылку, а \delta V - изменение объема воздуха. А на дне, куда опустился "водолаз", давление p_0+ ho*g*h. Если ho*g*h>p_0, то сила давления воздуха будет меньше силы давления воды на дне. Из-за этого воздух не может расшириться и "водолаз" остается на дне. Отсюда можно оценить давление рук. Это около 1см* ho*g=100 Па. Можно еще оценить, насколько это правильно. Пальцем можно создать силу порядка 10Н (весы покажут 1 кг), это около 1кПа (площадь пальца около 1 см2). Так что 100 Па - нормальное значение.
@@lemontravelling9542 , спасибо, приятный расчёт. Но ещё надо учесть, что пальцы давят на глубине h. Нужно ли из-за этого сильнее давить на бутылку ? ) и таким образом добавить ещё rho*ge*h к пальцам ? )
@@lemontravelling9542 , но если ввод трубочки со шприцем будет на дне, то на него будет оказываться дополнительное давление водяного столба. И для противодействия этому дополнительному давлению придётся приложить бОльшее давление на поршень шприца.
а если сделать пипетку замкнутой ос всех сторон и привязать к ней проволоку чтобы она держалась на плаву, то при увеличении давления в бутылке она не будет тонуть?
Архимедова сила перестаёт действовать на дно пипетки, которое коснулось своей плоскостью дна с плоскостью бутылки, из-за того что нет доступа жидкости и она не давит снизу
С другой стороны, насколько это справедливо для пипетки, если у неё часть «плоскости дна» состоит из воды. Просто для обычных тел там перестаёт давить снизу при прижатии ко дну
@@Rayvenor Извините, но я не понимаю, как учитывая силу реакции опоры можно решить вопрос, заданный в конце данного видеоролика. Не могли бы вы дать более развёрнутое объяснение тому, почему водолаз в последнем опыте остаётся на дне? Буду благодарен.
1) В бутылке нет воздуха. 2) Плотность пипетки равна плотности воды. 3) При сжимании пипетка тонет потому, что плотность относительно воды увеличилась(вода не сжимаема). А при расжимании плотность пипетки = плотности воды, не поднимается. Едит: я дофига орфографических ошибок допустил, хаха
Очень подробное руководство для строительства "водолазов" с самыми разнообразными свойствами.
kvantik.com/diver.pdf
Огромное вам спасибо за такое прекрасное объяснение
Хороший урок!
Газы хорошо зжимаются, жидкости очень плохо зжимаются. Утонувшая пипетка не всплыла потому что в неё пустили мало воздуха, на глубине большее давление столба воды, которое не позволило воздуху обратно принять исходный объём как на поверхности и уменьшить плотность всей пипиетки относительно плотности воды, поэтому она стала тяжелее воды. Думаю так.
Большое вам спасибо за очень интересный материал!
Спасибо!
Очень занимательно 🧐 спасибо за работу !
"Водолаз" не поднимается со дна, так как при погружении на него начинает действовать дополнительное давление - давление водяного столба (толщи воды). И при определённых условия (глубина погружения, начальное давление, начальная средняя плотность пипетки и прочее) давление водяного столба превзойдёт то минимальное дополнительное давление, которое необходимо для погружения, и система не сможет восстановиться в исходное состояние. Другими словами: давления оставшегося внутри "водолаза" воздуха не хватит для вытеснения воды из пипетки и восстановления исходной средней плотности.
Верно, только не давления, а объёма воздуха, его не не хватает из-за повышенного давления на глубине.
В конце мы получили задачу из нынешнего года турнира юных физиков, где она звучит как невозвратный картезианский водолаз. И дело тут в том, что когда мы сбросили давление, воздух в пипетке чуть расширился так как давление же уменьшилась, и этот объём воздуха стал таким, что он меньше некоторого критического объёма воздуха, при котором водолаз бы находился в толще воды, поэтому пипетка и не всплыла
Ваш ответ мне не понятен.
Я предполагаю, что изначально плотность пипетки была равна плотности воды. И в конце
@@MosssoW если плотности равны изначально, и равны потом, то простите, учитываете ли вы то, что пипетка наполнилось водой, так как давление изначально мы увеличивали, а только потом вернули к исходному. Ну а также то, что объём воздуха если сравнивать изначально, когда водолаз плавал, и потом, когда он на дне, то он разный, и тогда становится так, что если изначально мы примим плотность воздуха за V, тогда в конце объём воздуха ( хоть и чучуть расширится он, после того, как мы сбросили к исходному ) он будет всяко меньше объёма воздуха изначального, так как мы давление до этого увеличивали, и объём воздуха сжимался, следовательно плотность больше, поэтому она и не всплыла, если объяснять через плотность.
а то есть он на дне не в толще воды, да?
Богатая игрушка на физические эффекты. Для подъема водолаза надо уменьшить давление внутри бутылки. Способов много. Например, растягивая бутылку, наклонив бутылку, откачав воздух, поднявшись в атмосфере вверх.
бутылка потеряет устойчивость при откачке )
Спасибо большое!!!!
Отличные ролики, интересная подача материала, так бы в школе лет эдак ‘цать назад 👍 поэтому мне кажется, что Ваша целевая аудитория - не школьники 14 лет, а взрослые мужики за 30, нам это интереснее 😃
Ахах, да, в школе физика не такая интересная была. Смотрю эти ролики и восхищаюсь. Мне 25 😄
Этот опыт при СССР: бутылка из под молока, пузырёк из под таблеток (типа нитроглицерина), порванный шарик и нитки. Опыт повстречался в замечательной серии книжек "Библиотечка "Квант".
Большое спасибо
Пипетка погрузилась на определённую глубину, а с увеличением глубины давление растёт и тут даже после того как Вы отпустили бутылку давление было достаточное чтобы удерживать объём водолаза и он не всплывал.
Ну это же слишком просто)
А опыт интересный, детям игрушку можно сделать
Суть в разности сжимаемости газов и воды, если вписаться в создаваемую дельту по отношению плотностей пипетки и воды, то получаем данный эффект.
А при критических "значительно более высоких" конечных давлениях газы ещё могут начать растворяться в жидкости:)
У этой системы два положения равновесия и две степени свободы: высота столба воздуха в пипетке, и высота центра инерции пипетки. Оказалось, что оба положения равновесия устойчивы. Наверняка можно показать, что в этих положениях равновесия свободная энергия (воздуха, воды и твердой пипетки) имеет локальный минимум.
@@schetnikov Вас понял, спасибо.
Предлагаю снять опыт
" Яйцо в бутылке". Может, даже, найдете старую советскую бутылку из под молока. И главное не забудьте достать яйцо, не повредив его. А то продолжение опыта обычно не показывают. Красивейший опыт
Дык, Вы же уже снимали ролик об этом.
@@schetnikov ясно-понятно. Но, не будем о печальном, вроде кафедры теологии в МИФИ.
@@schetnikov зря старый ролик закрыли. Верните, пожалуйста, и вообще не надо старые ролики удалять, там хорошие они, которые "Физика 7 класс" называются у вас первых годов существования канала.
@@schetnikov так у вас же не школа, а если кому за именно школьной программой, то учебник прочитают. а остальные ролики ранние тоже не "в школьном стиле", тоже будете закрывать?
@@schetnikov ролик, пожалуйста, верните)) ну или в описании напишите, что это не школьная физика, детям не показывать, распространение запрещено )))
4:27 может не только вода заходит внутрь волокон, но и просто спичка объёмно сжимается. ну и плотность жидкости тоже растет при увеличении давления , но это уже мелочи.
Плотность жидкости падает при увеличении давления воздуха, так как растворимость воздуха у воде повышается...
@@vasyllizanets7954 , не в любую жидкость проникает воздух, да и если для воды, то молекула воды уже довольно лёгкая, поэтому тут не все так однозначно )
Это реально просто мелочи
Даже без учёта этих эффектов общий результат будет один и тот же
@@Даниил-у1ч , если бы поверхность спички была бы пропитана бы воском, то принцип захода воды внутрь волокон был бы нарушен, и пришлось бы уточнять объяснение.
Может быть спичка просто впитала всю воду и не хочет ее отпускать?
Автору стоило почитать хотя бы Википедию, статью под названием "Картезианский водолаз". Цитирую: "Первое описание водолаза было дано итальянским учёным Рафаэлло Маджотти в 1648 году", а Декарт тут не причем. Да и описание работы водолаза неверно, по крайней мере начальный этап. Дело в том, что при сжатии бутылки давление внутри нее не обязательно возрастает. Об этом тоже можно прочесть в Википедии и посмотреть имеющиеся там видео.
Дырочка в верхней части резинки у пипетки. Вода вытеснила воздух, пипетка опустилась, давление уровнялось но воздух вышел в момент опускания, и пипетка не всплывает - нечему вернуть объем пипетки к первоначальному значению. Поэтому и провели эксперимент с пипеткой, а не со спичкой.
пузырики на последних кадрах это скорее не из дырочки пипетки, а поднятые со дна пузырики воздуха, которые там прилипли по понятным (или не понятным) причинам.
@@RobotN001 Да я не против. Но думаю моя теория имеет право существовать. Я бы так сделал - будь задача опустить и не поднимать водолазика.
Вероятно, давление на дне больше, чем у поверхности - потому столбик воды в пипетке не падает достаточно, чтоб всплыть)
Полностью согласен с теорией Дмитро Федорова.
Согласен.
В отличие от первого опыта, бутылка была заполнена полностью. Это влияет на высоту столба воды.
При сжимании бутылки действует дополнительное давление, которое сжимает воздух внутри "водолаза". Поэтому можем считать, что воздух, как пружина, накопила энергию p_0*\delta V, где p_0 - давление рук на бутылку, а \delta V - изменение объема воздуха.
А на дне, куда опустился "водолаз", давление p_0+
ho*g*h. Если
ho*g*h>p_0, то сила давления воздуха будет меньше силы давления воды на дне. Из-за этого воздух не может расшириться и "водолаз" остается на дне. Отсюда можно оценить давление рук. Это около 1см*
ho*g=100 Па.
Можно еще оценить, насколько это правильно. Пальцем можно создать силу порядка 10Н (весы покажут 1 кг), это около 1кПа (площадь пальца около 1 см2). Так что 100 Па - нормальное значение.
@@lemontravelling9542 , спасибо, приятный расчёт. Но ещё надо учесть, что пальцы давят на глубине h. Нужно ли из-за этого сильнее давить на бутылку ? ) и таким образом добавить ещё rho*ge*h к пальцам ? )
@@RobotN001 давление распределяется по объему равномерно, поэтому я не написал об этом (но ход мысли был такой же).
@@lemontravelling9542 , но если ввод трубочки со шприцем будет на дне, то на него будет оказываться дополнительное давление водяного столба. И для противодействия этому дополнительному давлению придётся приложить бОльшее давление на поршень шприца.
а если сделать пипетку замкнутой ос всех сторон и привязать к ней проволоку чтобы она держалась на плаву, то при увеличении давления в бутылке она не будет тонуть?
неа
Потому, что воздуха не было в бутылке, и вода из пипетки не выходит.
Вода сжала в пипетке воздух и из-за увеличения средней плотности водолаз затонул.
Температура
На дне бутылки давление немного больше, чем на поверхности.
Архимедова сила перестаёт действовать на дно пипетки, которое коснулось своей плоскостью дна с плоскостью бутылки, из-за того что нет доступа жидкости и она не давит снизу
С другой стороны, насколько это справедливо для пипетки, если у неё часть «плоскости дна» состоит из воды. Просто для обычных тел там перестаёт давить снизу при прижатии ко дну
Но в данном случае вряд ли было полное прилегание к дну ёмкости.
@@RobotN001 ждем ответа от авторов и норм зума
Начинает давить само дно - сила реакции опоры.
@@Rayvenor Извините, но я не понимаю, как учитывая силу реакции опоры можно решить вопрос, заданный в конце данного видеоролика. Не могли бы вы дать более развёрнутое объяснение тому, почему водолаз в последнем опыте остаётся на дне? Буду благодарен.
Не всплывает потому что вода полностью заполняет бутылку
В бутылке исчез воздух
За что ж вы водолаза утопили, нелюди?!
Мы пробовали у нас ничего не получилось по вашим методам и ничего вывод что вы нас обманывали
самое ленивое описание - пипетка в последнем эксперименте имеет нейтральную плавучесть
1) В бутылке нет воздуха.
2) Плотность пипетки равна плотности воды.
3) При сжимании пипетка тонет потому, что плотность относительно воды увеличилась(вода не сжимаема). А при расжимании плотность пипетки = плотности воды, не поднимается.
Едит: я дофига орфографических ошибок допустил, хаха
магнит под столом
чисто самый тупой байт на коментарии под видео, я так делал лет в 10
Спасибо!