Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 7 гостей.

Готовимся к олимпиаде. Взаимодействие пузырька и шарика.

55(Задача 12). В воде имеется пузырек воздуха радиуса r и железный шарик такого же радиуса. Будут ли они притягиваться друг к другу или отталкиваться? Какова величина силы взаимодействия между ними? Расстояние между центрами шарика и пузырька равно R.

Решение.
 Так как масса шарика больше массы воды в том же объеме, то поле тяготения больше вблизи шарика, чем вдали от него. Соответственно вода возле шарика дополнительно сжата. Сила давления жидкости, действующая на пузырек слева, будет несколько меньше, чем сила, действующая на пузырек справа. С другой стороны, сила тяготения между воздухом в пузырьке и шариком больше силы притяжения между воздухом и выделенным пунктиром объемом воды. Так как масса воздуха в пузырьке очень мала, то решающим оказывается действие первого фактора. Пузырек будет отталкиваться от шарика.
 Движение железного шарика, напротив, будет определяться тем, что сила притяжения между воздухом в пузырьке и шариком много меньше силы притяжения между шариком и выделенным пунктиром объемом воды справа. Вычисление силы приводится путем следующих рассуждений:
 В однородной среде (вода) имеется сфера с почти полным отсутствием массы (пузырек) и сфера с избыточной массой (шарик).


Формально это можно рассматривать как наличие отрицательной и положительной масс. Сила взаимодействия между сферами в жидкости равна силе взаимодействия в пустоте отрицательной массы, равной избытку массы железного шарика над массой воды и в том же объеме. Следовательно,

здесь m1 − масса воды в сфере радиуса r, m2 − масса железного шарика.

Смотрите еще:
Задачник по физике для олимпиадника.
Подготовка олимпиадника по физике.