POMOCY!!!! xxx: Fizyka Na końcu dźwigni jednostronnej znajduje sie plastikowy pojemnik wypełniony powietrzem, na sztywno przymocowany do dźwigni. Pojemnik jest zanurzony w wodzie. W jakiej odległości od osi obrotu dźwigni należy umieścić obciążający ją klocek (P₂), aby układ był w równowadze? Ciężar pojemnika z powietrzem P₁=0,1 N, jego objętość V=1litr, długość ramienia dźwigni l=0,5m, masa klocka m₂=2,5 kg, gęstość wody ρ=1000 kg/m3.

Krzysiek: Witamy ponownie. Czyli co − mamy pojemnik powietrza i on jest wypierany przez wodę do góry, więc chce obrócić dźwignię do góry. Chcemy ten moment siły zrównoważyć klockiem, na którego działa siła grawitacji, przez co on chce obrócić dźwignię w dół. 1. Zapisz, jaka siła działa na pojemnik powietrza, i w którą strone 2. Zapisz jaka siła działa na klocek i w którą stronę 3. Zapisz momenty tych sił 4. Zapisz warunek równowagi 5. Wyznacz odległość klocka

xxx: na pojemnik F_g=m*g i F_w=V*ρ*g siła działa w dół

xxx: na klocek F{g}=m*g i F_w=V*ρ*g siła działa też w dół

Krzysiek: dobrze ale użyj oznaczeń zadania (czyli użyj "P₁"). Grawitacja działa w dół a wyporu − w górę, nie? To załóżmy że będziemy liczyć w dół na +, a w górę na − To jaka będzie ta siła?

xxx: F=P₁−F_w czyli siła na pojemnik działa w górę

xxx: a siła działająca na klocek to F=P₂−F_w

Krzysiek: Ustaliliśmy konwencję że w dół to "+" a w górę "−". F ma "+" więc działa w dół.

xxx: Czyli jak działa w górę to mam zapisać F=P₁−F_w a jak działa w górę to F=P₂+F_w?

Krzysiek: A = P₁ B − siła wyporu na zbiornik C = m₂g D − siła wyporu na klocek

Krzysiek: Chodzi o to, że jeśli przyjmujemy, że do dołu "+" a do góry "−" to: siła na zbiornik (mierzona do dołu) to: A − B siła na klocek (mierzona do dołu) to: C − D Chodzi o to, że jeśli przyjmujemy, że do dołu "−" a do góry "+" to: siła na zbiornik (mierzona do góry) to: B − A siła na klocek (mierzona do góry) to: D − C Ważne jest żeby przyjąć jedną z tych konwencji. Wszystko jedno którą − ale żeby ją stosować przez całe zadanie, bo jak nie to będzie bałagan

Krzysiek: zapomniałem skasować "chodzi o to że" w 4 zdaniu od góry

xxx: P₁−B=F i m₂*g+D=F

xxx: teraz rozumiem

xxx: to przyjmuję A−B=F i C−D=F

Krzysiek: dobra niech będzie. B już napisałaś ile się równa. Natomiast co do siły wyporu działającej na klocek, to musisz przyjąć że jest bardzo mała i możemy ją olać. No bo jaką on ma objętość w porównaniu do litrowego zbiornika − maaałą

xxx: A jak mam wyznaczyć momenty tych sił?

xxx: znaczy na podstawie czego?

Krzysiek: co to jest moment siły?

xxx: czyli chodzi o to F₁*r₁=F₂*r₂

Krzysiek: No właśnie. Moment siły to siła * odległość od osi obrotu ("ramię") Wyobraź sobie coś takiego − dwie osoby pchają drzwi z tą samą siłą − jedna w prawo, zaraz przy zawiasach, a druga w lewo, zaraz przy klamce. W którą stronę się obrócą?

xxx: i teraz mam już podstawiać?

xxx: osoby nie odwrócą się w żadną stronę, bo siły się równoważą.

Krzysiek: właśnie nie, bo już wiem jak podstawisz. Musisz wpierw zrozumieć ten wzór

Krzysiek: Aaaa widzisz właśnie nie. Spróbuj popchać drzwi zaraz przy zawiasach, a potem zaraz przy klamce. Pchaj z tą samą siłą − w którym przypadku łatwiej się obracają?

xxx: przy klamce

xxx: I jak tą wiadomość mam wykorzystac we wzorze?

Krzysiek: No jasne. Jeśli coś chcemy obrócić, to ważna jest nie tylko siła, ale też jak daleko od osi obrotu jest przyłożona. Im dalej, tym mocniej obróci, bo większy będzie moment siły. Czyli w tamtym przypadku drzwi by sie obróciły w lewo. Żeby była równowaga, to momenty sił muszą się równoważyć.

Krzysiek: Myślę że niepotrzebnie ci wtedy nagadałem o tych konwencjach − widzisz ja myślę tak jak się o tym myśli na studiach. Ten sposób rozwiązywania nie jest ani trochę trudniejszy, ale jest mniej intuicyjny, więc może trochę inaczej to zrobimy: Wyznacz momenty wszystkich sił i powiedz w którą stronę każdy próbuje obrócić dźwignię.

xxx: F₁*r₁ w prawo F₂*r₂ w lewo

xxx: to o to Ci chodzi, czy ja coś źle myślę

Krzysiek: zapomnij o tym F₁r₁ = F₂r₂ to jest wzór który ktoś za ciebie wymyślił i nie powinnaś mu ufać. Ja już mówiłem o twoim zadaniu z klockiem i zbiornikiem.

xxx: P₁−B=F i m₂*g+D=F czyli chodzi o to ?

Krzysiek: na zbiornik działają dwie siły: grawitacji i wyporu na klocek działa jedna: grawitacji wyznacz momenty tych sił i powiedz w którą stronę każdy próbuje obrócić dźiwgnię

xxx: F_g−F_w=F₁ F_g=F₂

xxx: zbiornik−na lewo klocek − na prawo

Krzysiek: nie rozumiemy się. Wyznaczę ci moment siły grawitacji działającej na zbiornik a ty resztę: M₁ = P₁ * l (obraca w dół)

Krzysiek: muszę spadać

xxx: M₂=P₂*l (obraca się w górę)