По-моему, масса жидкости в которой плавает поплавок должна быть больше массы поплавка и по этому жидкость будет притягиваться сильнее.
Я ведь не случайно сказал, что "с обратным отвесом (поплавок, выталкивающая сила…) несколько сложнее для понимания". Мне это напоминает задачу про Ахиллеса и черепаху, где логическая ошибка в рассуждениях приводит к ошибочному решению. Спойлер (Наведите указатель мыши на Спойлер, чтобы раскрыть содержимое) Раскрыть Спойлер Свернуть Спойлер Ахилле́с и черепа́ха — одна из апорий древнегреческого философа Зенона. "Допустим, Ахиллес бежит в десять раз быстрее, чем черепаха, и находится позади неё на расстоянии в тысячу шагов. За то время, за которое Ахиллес пробежит это расстояние, черепаха в ту же сторону проползёт сто шагов. Когда Ахиллес пробежит сто шагов, черепаха проползёт ещё десять шагов, и так далее. Процесс будет продолжаться до бесконечности, Ахиллес так никогда и не догонит черепаху." Так и тут. Одно лишь неосторожное упоминание о силе притяжения между поплавком и массой водохранилища уводит мысли так далеко в сторону, что выбраться из этих дебрей становится не просто. Главная ошибка состоит в том, что силу притяжения между поплавком и водохранилищем нельзя рассматривать отдельно от силы тяжести в данной точке. Несколько определений к терминам из разных источников. Обобщая можно сказать, что сила тяжести (векторная сумма сил или равнодействующая сила) имеет прямую связь с отвесной линией и совпадает с ней в данной точке. Если изменяется направление равнодействующей силы (векторной суммы сил), то изменяется и направление отвесной линии. То есть, когда вблизи (в зоне гравитационного притяжения) от объекта наблюдения появится дополнительная масса (водохранилище), это приведёт к изменению векторной суммы сил гравитационного притяжения и изменит положение отвесной линии в равной степени, как для прямого, так и для обратного отвеса, расположенных в одной точке. На рисунке показаны векторы сил, действующих на груз и поплавок отвесов. В состоянии равновесия на груз действуют две силы – сила тяжести P и сила натяжения струны Pн. Когда груз находится на одной отвесной линии с точкой зацепа, эти две силы равны по величине, но противоположны по направлению. Равнодействующая двух сил равна нулю (баланс сил) и груз висит неподвижно. Стоит только отклонить груз отвеса в сторону, как меняется взаимная направленность сил P и Pн и появляется третья силаF, стремящаяся возвратить груз на отвесную линию, проходящую через точку зацепа струны. То же самое происходит и с поплавком обратного отвеса, с той лишь разницей, что вместо силы тяжести P на поплавок действует выталкивающая сила Pп. Что произойдёт, если отвесная линия изменит своё положение под действием притяжения дополнительно возникшей массы (водохранилища) показано на следующем рисунке. 1. Состояние отвесов до отклонения отвесной линии. Баланс сил. 2. Отвесная линия изменила своё положение. Направления силы тяжести груза и подъёмная сила поплавка тоже изменили своё положение вслед за отвесной линией. Нарушился баланс сил, что привело к возникновению силы F. 3. Под действием силы F груз, поплавок, струны отвесов смещаются и занимают положение вдоль отвесной линии. Баланс сил восстановлен. Поскольку прямой и обратный отвес расположены практически в одной точке и подчиняются одной отвесной линии, то их струны будут параллельны и обе будут отклоняться от водохранилища.
Я надеюсь это мы выясним в конце обсуждения, а оно с Вашего позволения не окончено.Задачка с черепашкой прекрасно понимается если нарисовать систему координат и откладывать перемещения..Примите систему координат или даже проведите только вертикальную ось.У Вас поплавок перемещается под действием реактивной силы ( силы противодействующей активной гравитационной силе) Т. е . эта реактивная сила возникнет только в том случае если активная сила переместит поплавок на какое-то расстояние и будет противодействовать его дальнейшему перемещению.Нарастает активная сила, увеличивается перемещение, увеличивается реактивная сила.Поплавок снова в состоянии покоя..А теперь объясните мне Вы почему у Вас поплавок в состоянии покоя если реактивная сила ничем не уравновешивается. И еще если хотите очень быстро увидеть свою ошибку взгляните на рисунок ув. ЮС, ( тот где 1,2,3 ) там где прямой отвес сила натяжения струны совпадает с направлением самой струны. Там где неправильно направление силы натяжения струны почему-то зеркально отн. верт. оси направлению самой струны. Почему так. Могу ответить за Вас. Потому что Вы ошибаетесь.
Полностью согласен с рисунком Lex K-G, (#235). Верно и с векторами разложения (сложения) сил и с изменением уровенных поверхностей (зелёный пунктир) от наполнения водохранилища (по расчётам это составит 4-5 мм в районе плотины). Трудности в понимании поведения поплавка возникают, возможно, потому, что учитывают лишь три силы, действующие на него: 1 - выталкивающая сила воды 2 - сила натяжения струны 3 - сила притяжения водохранилищем Может показаться, что первые две направлены строго противоположно и уравновешивают друг друга, то третья должна утянуть поплавок в сторону водохранилища. Это не так. Забыли еще об одной силе - земной силе притяжения. Поплавок, погружённый в воду, теряет вес, но не теряет массу (притягиваются именно массы). Поплавок, притягиваясь к водохранилищу, одновременно притягивается и к Земле (и ещё на него действует центробежная сила от вращения Земли). Если все эти силы сложить, то векторная сумма сил гравитационного притяжения и центробежной силы вращения Земли будет направлена вниз и будет совпадать с новой (то есть, после наполнения водохранилища) отвесной линией. Далее о притяжении водохранилищем можно забыть и оперировать векторной суммой сил притяжения (равнодействующей силой). Теперь можно рассмотреть три силы, действующие на поплавок в состоянии покоя. 1 - выталкивающая сила воды (направлена вверх) 2 - равнодействующая сила притяжения (направлена вниз) 3 - сила натяжения струны (направлена вниз) Векторы всех сил совпадают с отвесной линией, но разно направлены. Сила 3 = (сила 1 - сила 2). Если поплавок отвести в сторону, баланс сил нарушится, появится новая сила F (как на первом рисунке #236), которая будет стремиться вернуть поплавок и струну на отвесную линию, проходящую через точку зацепа струны. Вот как-то так.
Я бы тут подправил: ... "то их струны будут параллельны, при том, что обе будут отклоняться в разные стороны: струна прямого отвеса - в сторону водохранилища, а струна обратного отвеса - от водохранилища (т.к. у прямого отвеса - точка подвеса, а у обратного - якорь). Кроме того, глядя на все это безобразие, можно сделать несколько нешуточно-глубокомысленных (на первый взгляд) выводов: - измеренное от уклоненных массой воды отвесов смещение верха плотины (изгиб под напором воды) будет всегда уменьшаться на величину их уклонения. Теоретически - вплоть до смены знака у величины смещения верха плотины... т.е. покажет ее изгиб в верхний бьеф... - уклонение отвесной линии массой воды идет на пользу самой плотине, поскольку приближает отвесную линию к ее изогнутой в сторону нижнего бьефа вертикальной оси ... нормализуя направление нагрузок... - уклонение отвеса (его части) может оказаться и равным нулю... в зависимости от его положения относительно направления на центр масс воды. -
Вы правы, если общую картину наклонов рассматривать с разных точек отсчёта (зацепов струны). Это не принципиально, но, на мой взгляд, лучше работать в одной системе координат, например, определять смещение верха относительно низа. Теоретически да, но на практике смещение верха плотины даже в самых стабильных точках (примыкание к берегам) на порядок больше, чем уклонение отвеса. То есть, смены знака не происходит, но уклонение всё же учитывают.
+ Соглашусь с Вами.Та сила которая на предыдущих рисунках направлена вверх это разница между выталкивающей(Архимедовой) силой и весом поплавка.На мой взгляд это принципиально ничего не меняет. Дальнейшие обсуждение я бы предложил построить так один ответ на поставленный оппонентом вопрос. И один- два вопроса. Т.е. теперь мой вопрос.Я собственно его задавал в предыдущем своем сообщении. Почему на Вашей схеме направление силы натяжения струны не совпадает с направлением собственно струны?
Не могу понять, на каком именно рисунке. Если там (1, 2, 3), где события отображены "по кадрам", то везде сила натяжения Pн направлена вдоль струны. На кадре (2), где отвесная линия изменила свое положение, баланс сил нарушен, отвес еще "не успел среагировать" но струна отвеса и сила натяжения Pн совпадают между собой, хотя и отклонены от отвесной линии. На кадре (3) после воздействия силы F баланс восстановлен, и струна и векторы сил - всё на одной отвесной линии.
Ув.. ЮС, на этапе "2" у Вас сила натяжения Pн вертикальна и горизонтальная сила F направленная вправо. Проведите результирующую силу по этим двум векторам. Она будет направлена вниз-влево. У Вас на этапе "3" сила Pн вниз-вправо. Откуда это чудесное превращение? Какой выход из положения? Их два. Изменить направление силы F, что неправильно, либо изменить направление струны, т.е. смещения поплавка.Ну а с этим Вы пока не согласны. Обратите внимание на те рисунки, которые относятся к прямому отвесу. Все ОК. Как Вы прокомментируете?
Ув. ПГСник, Оффтоп (Move your mouse to the spoiler area to reveal the content) лучше бы Вы схемку нарисовали Будем изучать основы теоретической механики;) давайте, наконец-то, решим Ваш вопрос в общем виде - поплавок движется в сторону силы притяжения или от нее? В моем секторе геоида - от нее. У Вас наоборот? Если "да", поясните.
Это оговорка, конечно же на схеме влево, следует читать влево. ув. Lex K-G, будем ее вспоминать и исправлять ошибки. Чем Вам схема ЮС, не нравится. Если готовы ее комментировать, то пожалуйста, вопрос задан.Кстати я его Вам задавал, Вы его проигнорировали.( см. то сообщение, в котором я Вам напомнил, что обсуждение не окончено)
Сила натяжения Pн всегда направлена вдоль струны отвеса. Иного просто быть не может. Сила тяжести груза (P) и подъёмная сила поплавка (Pп) всегда направлены вдоль отвесной линии. Везде совпадает! Струна - сплошная линия от груза (поплавка) до точки закрепления (зацепа) струны (на рисунке чёрная точка). Сила F не имеет никакого отношения к силе притяжения водохранилища. Сила F - результирующая (равнодействующая) сила и может возникнуть при сложении сил P или Pп с силой натяжения Pн, если система отвеса выведена из равновесия (например, принудительным отклонением груза, поплавка, струны от отвесной линии, или уклонением самой отвесной линии). Под действием силы F всё возвращается на отвесную линию и система приходит в равновесие, а сила F становится равной 0.
По-моему сила F возникает при изменении массы водохранилища и соответственно изменении силы притяжения водохранилища. То есть сила F имеет отношение к силе притяжения водохранилища через изменение силы притяжения водохранилища. (Во нагородил.)
Ну что же. Тогда еще один вопрос. А что еще может помешать перемещению. поплавка кроме как струна.( перемещению в горизонтальном направлении?).Так что сила F горизонтальная составлящая силы натяжения струны.Или у Вас другой ответ? И она не становится равной нулю. Она уравновешивается горизонтальной составляющей гравитационной силы от дополнительной массы воды. А по-моему все здраво.
Еще раз повторюсь - сила F не имеет никакого отношения к силе притяжения водохранилища. Сила F - всего лишь результирующая (равнодействующая) сила и может возникнуть при сложении сил P или Pп с силой натяжения Pн, если система отвеса выведена из равновесия. Вспомните параллелограмм сложения сил: Результирующая сила возникает когда к телу приложены две силы, не равные по величине и не противоположные по направлению. Чтобы появилась результирующая сила F, не обязательно должна измениться масса водохранилища. Достаточно груз или поплавок, или струну отвеса вывести из равновесия (толкнуть пальцем). Кстати сказать, это обязательно делается между сериями отсчётов при выполнении наблюдений по отвесам, чтобы убедиться, что струна висит свободно и ничего не касается.
Уважаемый ЮС, неточность формулировок Вам опять мешает, и, кстати говоря, это мешает и тем, кто ставит за них плюс. В моей схеме и формулировке как раз и присутствует только одна система координат, а в Вашей - две системы координат. Ибо, в одной (моей) системе координат, где отвес с поплавком смещается от водохранилища, точка подвеса прямого отвеса остается неподвижной, а его струна с грузои смещается к водохранилищу. У Вас же, чтобы отобразить еще и мнимое смещение точки подвеса прямого отвеса с его струной от водохранилища, Вы вводите вторую систему координат, - с началом в якобы неподвижном грузе прямого отвеса... Относительно которого поплавок уже неподвижет... Думаю, что все, кто не поленился открыть мои схемки, уже понимают, что спор здесь давно идет ни о чем. Интересно, - как его определяли? По смещению обратного отвеса в основании плотины с якорем в скважине?
Анатолий, я ведь уже говорил, что это не принципиально, что и откуда считать. Главное - конечный результат. А в том, что отвесы останутся параллельными (несмотря на водохранилище), кажется все уже согласны. Если о количестве систем координат, то у Вас их, как минимум, две - у каждого из отвесов своя. При этом, из-за наклонов плотины от наполнения водохранилища, от температуры наружного воздуха, от температуры тела плотины... , начала этих систем имеют сезонные смещения. Я привык к тому, как было принято в измерениях наклонов плотины, где за точку отсчёта принят якорь самого глубокого обратного отвеса. От него и вычисляются якоря других обратных отвесов. Далее переход на прямой отвес, где измеряются послойные смещения плотины. Далее ещё один переход на прямой отвес и так до гребня плотины. Всё в одной единственной системе координат. Влияние наполнения и сработки водохранилища на показание отвесов (уклонение отвеса) вычислено аналитически. Иного способа пока не найдено.
