Racjonalista - Strona głównaDo treści
Problem hydrauliczno-dynamiczny

Ten wątek jest przedawniony

Działy Forum » Nauka
NapisanoAutorTytuł
14-05-2007 17:00kombiProblem hydrauliczno-dynamiczny
Ostatnio trochę kombinowałem ze zderzeniami i wynikło mi kilka niejasnych sytuacji:

1. zderzenie poprzez prasę hydrauliczną.
Mam rurę o różnych przekrojach z obu stron (np. ścięty stożek),
powierzchnie: S i 2S
Rozpędzamy dwie jednakowe masy m do prędkości v, i zderzamy poprzez naszą prasę.

a) w prasie siły są proporcjonalne do powierzchni (F = ciśnienie * powierzchnia):

F1/F2 = 2S/S, czyli: F1 = 2F2

b) siły F1 i F2 to akcja i reakcja, czyli muszą być równe:
F1 = F2

Kto tu ma rację: Newton, czy Pascal.

jurant (119 punktów)

>Kto tu ma rację: Newton, czy Pascal.
Obaj mają rację. Pominąłeś siłę generowaną przez stożkową rurę wynikającą z ciśnienia wewnątrz rury i z kształtu jej ścianek. Lub prościej z ciśnienia i z różnicy powierzchni nie będącymi ściankami rury, czyli będącymi powierzchniami czynnymi. siła ta albo będzie oddziaływać na otoczenie, albo spowoduje przyśpieszenie stożkowej rury w kierunku mniejszego otworu.
Zakładam, że powierzchnie czynne znajdują się po przeciwnych stronach rury, bo z Twojego opisu tak się domyśliłem.
kombi
>>Kto tu ma rację: Newton, czy Pascal.
>Obaj mają rację. Pominąłeś siłę generowaną przez stożkową rurę wynikającą z ciśnienia wewnątrz rury i z kształtu jej ścianek. Lub prościej z ciśnienia i z różnicy powierzchni nie będącymi ściankami rury, czyli będącymi powierzchniami czynnymi. siła ta albo będzie oddziaływać na otoczenie, albo spowoduje przyśpieszenie stożkowej rury w kierunku mniejszego otworu.
>Zakładam, że powierzchnie czynne znajdują się po przeciwnych stronach rury, bo z Twojego opisu tak się domyśliłem.

Tak zawsze jest w zbiornikach, ale te siły nie działają bo tam nie ma przesunięcia, ono jest tylko na tłokach.
Masy muszą się jakoś odbić.

Myślisz że mocno przestraszona rura ucieknie?
gglon (61 punktów)
>a) w prasie siły są proporcjonalne do powierzchni (F =
>ciśnienie * powierzchnia):
>F1/F2 = 2S/S, czyli: F1 = 2F2
>b) siły F1 i F2 to akcja i reakcja, czyli muszą być równe:
>F1 = F2
>Kto tu ma rację: Newton, czy Pascal.

To że obaj mają rację nie ulega chyba wątpliwości. Trzeba tylko wytłumaczyć dlaczego.

Mamy do czynienia z układem składającym się z trzech ciał. Z tego dwa mają przeciwne, jenakowe pędy i uderzą w trzecie w tym samym momencie. Jeżeli będzie to zderzenie sprężyste, to
1. Z jednakową siłą będą wgniatać się w ciało 3. Jeżeli ciało to ma jakąś powierzchnię, siła zostanie rozłożona. Im większa ta powierzchnia tym ciśnienie mniejsze, bo bardziej rozłożona siła. To tak jakby z jednej strony ktoś pchał 2 rękami, a z drugiej 1-ną. Wtedy tez co pcha dwoma może użyć 2 razy mniejszej siły. Jeżeli mamy do czynienia z powierznią, zawsze mówimy o sile jaką wytwarza jakaś powierzchnia. Jeżeli jest ona duża, po prostu składamy siły z elementarnych powierzchni i wtedy ich suma z jenej i drugiej strony będzie taka sama.

2. Podobnie jest w fazie odpychania od 3. przedmiotu, tylko że działają sily sprężystości.

Jeżeli zderzenie jest niesprężyste, to tylko ma miejsce pkt 1. a energia zamieniana na ciepło
kombi
Ta rura chyba rzeczywiście ucieknie - będą tu trzy siły:

po stronie S: Fs = -am, po stronie 2S: F2s = 2am, i trzecia na rurze musi to zrównoważyć: Fr + Fs + F2s = 0, stąd:
Fr = -am = a'M, a' = a*m/M, M - masa rury

jeśli zderzane masy są ciężkie np.: m = 1000kg, a rura lekka M = 1kg, wtedy a' = 1000a, i rura wystrzeli jak pocisk z armaty, a masy m odbiją się, ale jakoś krzywo...

Nie wiem czy przejdzie taki numer, być może tu Newton i Pascal nie mają wiele do powiedzenia -
Pascal zajmował się statyką płynów, a Newton dynamiką ale raczej ciał stałych, a tu jest jakaś dynamika płynno-masowa.
gglon (61 punktów)
>po stronie S: Fs = -am, po stronie 2S: F2s = 2am,

Przeczytaj dokładniej to co napisałem. Zarówno po stronie S, jak i 2S siła wypadkowa będzie taka sama! różne tylko będą siły na m kw.

kombi
>>po stronie S: Fs = -am, po stronie 2S: F2s = 2am,
>Przeczytaj dokładniej to co napisałem. Zarówno po stronie S, jak i 2S siła wypadkowa będzie taka sama! różne tylko będą siły na m kw.
>

Raczej trudno będzie zdecydować, która siła wygra.
Ciśnienie po stronie 2S będzie dwa razy mniejsze, czy też po stronie S dwa razy większe?
gglon (61 punktów)
>>Raczej trudno będzie zdecydować, która siła wygra.

One się równoważą, żadna nie wygrywa.

>Ciśnienie po stronie 2S będzie dwa razy mniejsze, czy też po stronie S dwa razy większe?

hmm... no to mnie pokonałeś.
kombi
Niestety ale rura nie może uciec.

Dla uproszczenia weźmy dwie połączone rury (zamiast stożka):
pierwsza o przekroju 2S, druga S, a pośrodku będzie pierścień o pow. S, której normalna będzie skierowana w kierunku 2S.

Masa m naciska na 2S, i równoważy to masa po stronie przeciwnej za S, oraz siła reakcji na pierścieniu S.

Rury są lekkie w porównaniu do zderzanych mas, więc siła na pierścieniu przesunie połączone rury i ciśnienie zmaleje, więc ta siła znika, ale wtedy te masy wchodzą w tłoki bezoporowo...
----

Dochodzę do wniosku że, ten układ jest nierozwiązywalny przy pomocy znanych praw fizyki.
Współczesna fizyka jest dobra do rozpatrywania czarnych dziur i innych takich czysto abstrakcyjnych tworów, ale ta rura jest prawdziwa... niestety.
gglon (61 punktów)
>Masa m naciska na 2S, i równoważy to masa po stronie przeciwnej za S, oraz siła reakcji na pierścieniu S.

nie, masę m naciskającą na 2S równoważy siła reakcji na pierścieniu i tak samo masę m naciskającą po 2. stronie też równoważy siła reakcji na pierścieniu.

>Rury są lekkie w porównaniu do zderzanych mas, więc siła na pierścieniu przesunie połączone rury i ciśnienie zmaleje, więc ta siła znika, ale wtedy te masy wchodzą w tłoki bezoporowo...
>----

eee.. chyba jednak rzeczywiście nie nadążam za twoim tokiem rozumowania. Po prostu nie wiem o co chodzi jakby.

>Dochodzę do wniosku że, ten układ jest nierozwiązywalny przy pomocy znanych praw fizyki.

Jeżeli mamy do czynienia z układem rzeczywistym, makroskopowym, którego zachowania nie można przewidzieć przy pomocy znanych nam praw fizyki, to gratuluję geniuszu.
outsider (2469 punktów)
Jeśli Twoja rura bedzie miała pomijalną sztywność - uderzenie odkształci ją do postaci mniej więcej walca. Wróci do pierwotnego kształtu lub nie - zależnie od tego, czy nastąpi odkstałcenie sprężyste, czy plastyczne; przy pomijalnej sztywności stawiałbym na to drugie.

Jeśli rura będzie miała znaczna sztywność - owa sztywność przejmie po jednej stronie nadwyżkę siły. W przypadku pośrednim wystąpią obydwa mechanizmy - czyli odkształcenie rury przy jednoczesnym przejęciu cześci siły.


Co mówisz o Bogu? Ślisko tu od krwi ludzkiej
(Nie-boska komedia}

Wróć do listy wątków działu Nauka

  

Zaloguj przez OpenID..
Jeżeli nie jesteś zarejestrowany/a - załóż konto..

Szukaj na Forum  Przewodnik  Regulamin i instrukcja obsługi Forum  Kolegium Moderatorów

 


[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365