Шарик, машина и движение. Задачка.

[Fossa]

Если было на форуме, то и ладно.
Недавно в ЖЖ вроде как поднимали тоже эту тему.
Предлагаю по ЖЖ не лазить и в яндексы не подглядывать.

Имеется гелиевый шарик. Он висит в машине. Машина закрыта от сквозняков.
Что произойдет при трогании машины с места?
Пять вариантов:
1. Шарик сдвинется назад.
2. Останется на том же месте.
3. Сдвинется вперед.
4. Упадет вниз.
5. Взорвется.

Все остальные варианты являются частными случаями первых пяти.
Какой вариант работает в действительности и по какой причине?

Могу выступать арбитром, поскольку вчера везла шарик с митинга и насмотрелась многократно, что с ним происходит.

[Стелс]

Если гелиевый, то висит под потолком скорее всего.
Думаю, что если порезче тронуться, то "сдвинется назад". Как и все остальные незакреплённые вещи в машине.

[user]

Думаю, сдвинется вперёд.

[joke_l]

Сообщение от Fossa

Имеется гелиевый шарик. Он висит в машине

Что значит Висит? Он наверняка "зацепился" за потолок. Ответ: Останется на том же месте)

[Forester]

Он застрял между полкой/подголовником/потолком.

[Fossa]

Нет, никакого подвоха. Шарик висит на потолке, ничем не закрепленный.

[Atomic]

Это новый вариант задачи про самолет?

[Fossa]

Сообщение от Atomic

Это новый вариант задачи про самолет?

Отличие в том, что у нас есть эмпирически полученный ответ. А самолет мы когда еще водрузим на подвижную взлетку или откуда там он не может взлететь...

[Forester]

Сообщение от Fossa

Что произойдет при трогании машины с места?

Направление движения какое?

[Fossa]

Вперед. Резко трогаемся вперед. Что будет с шариком?

[Forester]

Низ шарика отклонится в сторону багажника на 15 градусов.

[Fossa]

Нет

[Онегин]

3 я думаю...

Зы - если честно, то в разрушителях мифов было, только с автобусом и шариками...

[Forester]

Далана, сколько раз возил такие шарики в машине, они там вообще хаотично двигаются.

[Fossa]

Это во время поездки. Да еще если окна приоткрыть.
А в момент трогания он производит одинаковое действие.

[e-mike]

Я не физик, но попробую порассуждать.
Имеем закрытый объем с воздухом внутри. При начале движения воздух, имеющий собственную массу, должен начать сдвигаться назад. Но тогда давление в объеме станет неравномерным, выше у задней стенки, и ниже у передней. И поэтому он начнет двигаться вперед, чтобы сравнять давление.
Следовательно, шарик, свободно плавающий в воздухе, при разгоне сначала сдвинется назад, а потом вернется в своё исходное место.

[Fossa]

Имхо начало рассуждений верное. Я тоже считаю, что собака зарыта в первичном движении воздуха к заду машины. Но могу и ошибаться. Я точно знаю лишь, как визуально это выглядит (поведение шарика).

[e-mike]

Я рассуждал о сферическом шарике без пипок и ниток
В случае "пипок и ниток" шарик может также начать раскачиваться, из за неравномерности распределения массы и объема.

[user]

Сферический шарик при сдвигании воздушной массы назад будет двигаться вперёд, выталкиваемый ею.

[Стелс]

А он не будет сдвигаться назад вместе с ней?

[user]

Его масса меньше массы воздуха

[Стелс]

Это ясно. Что мешает массам воздуха, находящимся в передней части авто "толкать" более лёгкий шарик?

[user]

Нарастание массы воздуха в задней части авто, а следовательно и давления, кмк более существенно влияет на его движение

[e-mike]

Как я понимаю из условия задачи, шар свободно висит в воздухе. Значит его масса равна массе вытесненного воздуха.

[Fossa]

Как это?

[e-mike]

Тогда уточни. Он плавает под потолком? Или привязан за нитку?

[Fossa]

Плавает. Вернее даже "стоит на потолке" (мы подразумеваем, что никаких побочных движений воздуха в машине до начала старта нет).
И его масса не может быть равна массе вытесненного воздуха. Объем, может?

[e-mike]

Закон Архимеда.
Масса выпертой воды равна телу впертому туды.
Для газов это тоже в силе. При условии, что он плавает
А вот если он "лежит" на потолке, то, действительно, он легче вытесненного им воздуха.

[Fossa]

Объем же Архимед искал объем короны, а не ее массу. Массу он и на весах мог вычислить

Я полагаю, что шарик прыгает вперед, потому что там становится более разреженное пространство из-за инертного торможения воздуха.

[e-mike]

Но в законе Архимеда все таки говорится о массе.
А ответ о шарике похож на истину.

[user]

Разорвите и выбросьте свои дипломы, пока Архимед их не увидел.

[OldKat]

ЕМНИП, гелий раз в 7 легче воздуха. При бодром троганьи с места воздух, обладая определенной инерцией, будет стремиться оставаться на месте. При этом шарик с более легким гелием будет вытолкнут против силы инеции, т.е. вперед.

[Fossa]

Сообщение от OldKat

При этом шарик с более легким гелием будет вытолкнут против силы инеции, т.е. вперед.

А чем он будет вытолкнут вперед, если массы в первый момент еще остаются на месте? Что за сила действует на шарик?

[OldKat]

Архимедова.

[сараевод]

Думаю, будет то же самое, что с мухой, которая залетает через открытое окно - будет летать так же, как если бы автомобиль не двигался. Если и ускориться, мухе по фиг - на неё влияет и скорость вращения Земли, и скорость движения автомобиля, и относительно всего этого она летает со своими скоростями.
А шарик, скорее всего, немного сдвинется назад, поскольку не закреплен.

[Fossa]

Сообщение от сараевод

А шарик, скорее всего, немного сдвинется назад, поскольку не закреплен.

Вот в том то и удивление. Ожидаешь подсознательно, что он сдвинется назад, а он резко скачет вперед.

[Tos]

всё просто:
Начнем с момента инерции - При трогании воздух внутри машины под действием инерции сдвигается назад и следовательно сзади машины он становится плотнее чем впереди.
Поскольку шарик наполнен гелием то мы имеем две противодействующие силы (масса шарика+гелий<массы воздуха такой по объему) следовательно более плотный воздух сзади машину будет выталкивать легкий гелевый шарик вперед преодолевая момент инерции шарика.

[CrazzyCherry]

Люди, я вами всеми прямо восхищаюсь, в воскресенье.... так здраво и умно рассуждать.... Вечером воскресным.... я в шоке

[Tos]

Ик! я когда выпью, таку уйню несу! ты бы слышала

[Fossa]

Сообщение от Tos

Ик! я когда выпью, таку уйню несу! ты бы слышала

Подтверждаю

[Forester]

Сообщение от Tos

всё просто:
Начнем с момента инерции - При трогании воздух внутри машины под действием инерции сдвигается назад и следовательно сзади машины он становится плотнее чем впереди.
Поскольку шарик наполнен гелием то мы имеем две противодействующие силы (масса шарика+гелий<массы воздуха такой по объему) следовательно более плотный воздух сзади машину будет выталкивать легкий гелевый шарик вперед преодолевая момент инерции шарика.

Писец, кто воздух сзади машины сжал ? Он просто сбоков вперед сместился.

[Tos]

ладно "сжал", лишь бы не "испортил" !

[x3developer]

Вариант 1

[Forester]

Все, понял. шарик белый, число четвертое, решить можно только 4 марта.

[Аппарат]

Сообщение от Forester

Все, понял. шарик белый, число четвертое, решить можно только 4 марта.

на шарике есть надпись долой ПЖиВ?
Если нет - то результаты опыта куплены )))))))

[Аппарат]

Останется на месте ибо машиной ты перевозишь не только себя любимого, но еще и объем воздуха находящийся внутри машины. т.к. этот объем изолирован от внешней среды, то пофигу какая будет скорость перемещения этого объема - внутри скорость равна нулю....

З.Ы. Опытным путем проверено, что на скорости движения автомобиля ~ 130 км/ч - мухи и комары свободно летают по салону. Их не прижимает к заднему стеклу и они не прилагают сверхусилий, что бы добраться от заднего стекла к лобовому...

[Forester]

а если тронешься с ускорением 1 джи? Все мухи получат перегрузку и их стошнит ?

[e-mike]

Это при постоянной скорости. А разговор про ускорение.