Probleme fizică

La Mulți Ani!

 danvlas, on 31 decembrie 2016 - 07:24, said:

Atunci , corect trebuia să scrie:
Viteza pe dircția vâslirii este v₁=2 m/s ..... în loc de "Viteza bărcii față de apă este v₁=2 m/s ....".  

 newbie13, on 31 decembrie 2016 - 12:01, said:

Eu gândesc că vitezometrul bărcii ar arăta exact viteza v₂=2,5 m/s.  

Edited by kosinus, 01 January 2017 - 08:36.

Eu cred ca mai bine te-ai duce la Litere, nu la profil real.
La Multi Ani

 danvlas, on 01 ianuarie 2017 - 11:33, said:

De ce ,atunci, v-ați mai obosit să specificați că este vorba despre viteza pe direcția vâslirii????
Vectorul viteză al bărcii și anume v₂ are două proiecții față de apă , una fiind paralelă cu direcția și sensul curgerii apei râului și alta perpendiculară pe direcția curgerii râului și ca atare am putea considera ca ar fi corect ,conform enunțului ambiguu , că viteza bărcii față de apă este de exemplu proiecția vitezei v₂ pe direcția curgerii apei râului....Așa cum sugerați și poate așa cum ați rezolvat și Dvs. problema ar rezulta că proiecția vectorului viteză v₂ pe direcția curgerii apei râului este chiar viteza apei râului .....
-----------------------------------------
Întrebări:

Cu ce viteză ar trebui să vâslească sportivul astfel încât barca să ajungă la malul celălat într-un punct aflat la o distanță D>=0 situat în amonte față de punctul de unde a plecat barca și care este drumul parcurs de barcă în aceste cazuri?
-------------------------------------------------
Limba română nu este grea ,dar enunțurile problemelor de fizică trebuie să nu fie ambigue!

Edited by kosinus, 01 January 2017 - 15:43.

Da cu ce alegi daca iti sunt rezolvate de altii problemele?
Nu mai bine incercai si intrai pe forum pentru ajutor daca intampinai o problema?
Zic si eu...

imi puteti da cateva indicatii, va rog?

Un sofer care se deplaseaza rectiliniu si uniform cu viteza v0 = 72 km/h intra intr-o depasire si isi creste viteza in fiecare secunda in mod uniform cu 1 m/s. Depasirea dureaza un interval de timp egal cu 20 s. sa se afle:
a) acceleratia in aceasta miscare
viteza medie in intervalul de timp considerat
c) distanta parcursa de mobil in acest interval de timp

Da. Foloseste indicatiile pentru a-ti clarifica fenomenele.

La sfarsitul depasirii, viteza va fi cu 20 m/s mai mare ca la inceput, fiindca e vorba de o miscare uniform accelerata.
Acceleratia este, conform definitiei,  variatia vitezei in intervalul de timp.
Viteza medie e o medie aritmetica.
Distanta se calculeaza cu o formula  pe care sigur o stii, in care bagi viteza initiala, acceleratia si timpul (20 secunde).

Succes!

in3 varfuri ale unui patrat cu l de 40cm sunt plasate3 sarcini a cate q1=q2=q3=q=5nC. Calculati intensitatea in varf

hai va rog eu frumos sa ma ajutati la problema 8 si 9
http://i64.tinypic.com/pmvdu.png

Ai trecut de clasa a 8-a?
Ar fi trebuit sa stii sa le rezolvi.

De ceva vreme mă bântuie o problemă de fizică. Eu am terminat de multă vreme școala și facultatea și țin minte mai mult din fizică decât media, dar știu că există aici oameni mult mai bine pregătiți. Așadar,

Imaginațivă o libelulă și puiul său, în zbor, în repaus. Pentru a se menține în zbor la punct fix, libelula-mamă dă din aripi cu frecvența f₁. Puiul de libelulă, o copie perfectă la scara 1:2 a mamei sale și absolut identic în toate detaliile inclusiv mișcările aripilor, are jumătate din lungimea libelulei mari și dă din aripi cu frecvența f₂ (de fapt, toate dimensiunile sale sunt pe jumătate, nu doar lungimea, sunt convins că ați înțeles).

Întrebare: se poate determina f₂ pe baza lui f₁? Dacă nu, ce ar mai trebui să știm? Dacă da, cât este?

1.Cum se modifica interfranja in cazul unui dispozitiv young daca intregul dispozitiv se cufunda in apa?(n apa=1,33)
2. Se realizeaza experimentul young folosind radiatia optica avand lungimea de unda lambda=500 nm. Acoperind una din lamele dispozitivului cu un film transparent dintr.un material cu indicele de refractie n=1,4 ,franja luminoasa de ordinul zero se deplaseaza cu 3,6 interfranje fata de pozitia initiala. Calculati variatia drumului optic datorata prezentei filmului(R:1,98Mm) si grosimea acestuia(4,95)

Edited by ArwenUndomiel, 03 April 2017 - 19:40.

 Shade_Wo, on 03 aprilie 2017 - 18:44, said:

Daca incercam sa urmam un model simplist, echilibrul libelulei este dat de impulsul transmis masei de aer trimisa in jos cu o anumita viteza suplimentara imprimata de aripi, in unitatea de timp care contrabalanseaza greutatea insectei mg. Masa este banal proportionala cu cubul dimensiunei liniare. Forta ascensionala dezvoltata de aripa este proportionala cu frecventa de miscare a aripilor f (cea de determinat), cu viteza imprimata aerului (care variaza in lungul aripii de la o valoare minima langa corp pana la una maxima aproape de varful aripii) si cu masa de aer dislocata la fiecare bataie a aripilor.
Acum: viteza imprimata aerului si masa de aer dislocat sunt destul de dificil de determinat cu exactitate, intervin parametri de curgere turbulenta si ecuatiile de rezolvat nu sunt liniare, nu exista proportionalitate inerenta in rezultate. Considerand insa un model supersimplificat putem calcula cate ceva. Sa presupunem ca aripa are lungimea L si ca se misca oscilator in plan vertical cu frecventa f in jurul articulatiei sale: miscarea determina o viteza liniara a aripii la distanta r de articulatie v ~ r*f ce se transmite aerului. Pe de alta parte, masa de aer pusa in miscare la distanta r in fractiunea infinitesimala dr este proportionala cu volumul dat de produsul lui dr cu latimea aripii (proportionala cu L) si cu cursa aripii in punctul respectiv (proportionala cu r). Deci impulsul mediu transmis aerului la o singura bataie de aripa intreaga este proportional cu integrala de la 0 la L din r*f*dr*L*r, asadar cu L⁴*f.
Punand impreuna rezultatele precedente avem ca L³ (de la greutate) = k*L⁴*f² unde k este o constanta multiplicativa ce inglobeaza toti parametrii constanti.Rezulta deci f² ~ L^-1 sau f ~ L^-1/2.
In practica, aceasta inseamna daca lungimea L devine de doua ori mai mica, frecventa ar trebui sa creasca cu un factor sqrt(2).

Putem compara acest rezultat foarte simplist cu un altul obtinut pe baze dimensionale (fara fenomenologie incorporata) si ajustat la datele experimentale care a facut obiectul unui articol. Formula (5) spune ca frecventa (n in notatia respectivului) este proportionala cu m^0,3*A^-0,7, in care m este masa insectei iar A este suprafata aripilor. Introducand m ~ L³ si A~L² in aceasta formula, obtinem f ~ L^3*0,3-2*0,7 = L^0,9-1,4 = L^-0,5, adica exact rezultatul pe care l-am obtinut cu modelul nostru simplist. Ceea ce inseamna ca modelul reflecta destul de bine realitatea observata.

 mdionis, on 03 aprilie 2017 - 20:52, said:

Mulțumesc foarte mult pentru răspuns. Am putea oare să judecăm problema făcând analiză dimensională pură? Vreau să spun, să găsim mărimile de care depinde frecvența aripilor, la o geometrie oarecare dată a libelulei.

Pe mine mă duce gândul la următoarele: lungimea libelulei, accelerația gravitațională, densitatea aerului, densitatea libelulei. Totuși, ceva nu pare a fi corect; îmi dă alt rezultat

 Shade_Wo, on 03 aprilie 2017 - 22:20, said:

Inainte de orice altceva, ar fi indicata consultarea efectiva a articolului indicat: autorul exact asta face (analiza dimensionala; evident, nu una naiva ci una care tine oarecum cont si de fenomenele ce intervin inerent in zborul insectelor). Concluzia autorului este ca analiza dimensionala ne poate duce in cel mai bun caz la formula (1), in care apar masa insectei si suprafata aripilor, cu doi exponenti legati intre ei printr-o anumita relatie algebrica. Necazul principial este ca analiza dimensionala nu ne spune concret cat valoreaza acei exponenti. Abordarea fenomenologica ne poarta ceva mai aproape de determinarea lor (intr-adevar, daca consideram relatia (1) din articol si relatia de legatura dintre exponenti impreuna cu conditia regasita de mine mai sus, rezulta automat valorile exponentilor din simularea cea mai buna / sistem de doua ecuatii cu doua necunoscute).

 ArwenUndomiel, on 03 aprilie 2017 - 19:38, said:

Care e dificultatea? Lungimea de unda (i.e. distanta intre doua puncte succesive de pe traseul undei aflate in faza) scade cu factorul n, deci si interfranja (care depinde liniar de lungimea de unda) scade cu acelasi factor.

Quote

Lungimea fizica a traseului prin fanta neacoperita pana la maximul central de pe ecran devine mai mare decat cea prin fanta acoperita cu distanta delta = 3,6*500 = 1800 nm = 1,8 u. Aceasta diferenta este compensata de variatia drumului optic pe celalalt traseu la introducerea filmului, delta = (n-1)*(grosime film). Rezulta grosimea filmului = delta/(n-1) = 4,5 u. Evident, u este notatia pentru micron(i), rezultatele corecte sunt cele indicate de mine, nu cele din parantezele dumitale afectate de un factor multiplicativ 1,1 care nu apare de nicaieri.

Cred că exemplul ales este prea complicat: intervin curgeri ale aerului atât laminare cât și turbulente. De fapt, nici nu mă interesează frecvența aripilor insectelor, ci cum aplicăm analiza dimensională în practică. În concluzie, am ales un exemplu mai simplu.
O bară metalică de secțiune dreptunghiulară și lungime L este fixată la un capăt. încovoind-o puțin, ca să rămânem în domeniul elastic, ea va vibra cu o frecvență f dată de
 nat_vib_1.gif   4.34K   0 downloads
unde K = adimensional, L = lungimea barei, E = modulul de elasticitate, I = momentul de inerție al secțiunii și m = masa unității de lungime. Vedem că lungimea barei, L este la puterea -2, altfel zis, dacă scurtez bara de x ori frecvența ei va scădea de 1/x² ori.

Întrebare: nu ar trebui să pot să obțin același lucru și din analiza dimensională? Scriind ecuațiile obțin un sistem de 3 ecuații (pentru masă, lungime, timp) cu 4 necunoscute vezi mai sus. Unde greșesc?

Edited by Shade_Wo, 04 April 2017 - 12:41.

 Shade_Wo, on 04 aprilie 2017 - 12:34, said:

Daca eu am trimis la lectura articolului, un motiv exista. Analiza dimensionala nu poate determina exponentii daca marimile fizice implicate sunt prea multe.
Exemplul clasic de analiza dimensionala de succes se refera la perioada pendulului care depinde de lungime (dimensionalitate L) si valoarea acceleratiei gravitationale g (dimensionalitate LT^-2). Combinatia lor trebuie sa dea un timp (dimensionalitate T): (L)^a*(LT^-2)^b = T deci L^a+b = L⁰ (fiindca nu apare ca factor in dreapta) si T^-2b = T¹, de unde rezulta sistemul de doua ecuatii in doua necunoscute determinat:
a+b = 0
-2b = 1
cu solutia imediata b = -1/2, a = 1/2. Asadar pendulul matematic trebuie sa aiba perioada exprimata de T = k*l^1/2*g^-1/2 = k*sqrt(l/g), in care factorul de proportionalitate adimensional k nu poate fi determinat exclusiv de analiza dimensionala (bineinteles, se stie prin alte metode ca avem k = 2*Pi).

In exemplul dumitale, parametrii fizici de care depinde frecventa ( [ T^-1 ] ) sunt in numar de 4 in vreme ce unitatile fundamentale in care se exprima sunt in numar de 3, vom avea 3 ecuatii pentru 4 exponenti necunoscuti: nu putem avea determinare totala. Parametri:
- lungime -> [ L ]
- modulul lui Young -> [ M*T^-2*L^-1 ]
- moment de inertie superficial -> [ L⁴ ]
- densitate liniara de masa -> [ M*L^-1 ]

Daca exponentii sunt in ordine a, b, c, d, ecuatiile sunt:
a-b+4c-d = 0 (pentru [ L ])
-2b = -1 (pentru [ T ])
b+d = 0 (pentru [ M ])

Din a doua ecuatie, b = 1/2 (determinat).
Din a treia ecuatie rezulta d = -1/2 (si el determinat).
Prima ecuatie se reduce la a + 4c = 0
Sa luam c ca parametru liber, atunci  a = -4c. Asadar frecventa vibratiei barei trebuie sa se exprime cu o formula de tipul

f = K* L^-4c * E^1/2 * I^c * m^-1/2 = K*(I/L⁴)^c*sqrt(E/m)

in care K este o constanta adimensionala imposibil de determinat pe baza de considerente strict dimensionale, iar c este un exponent real oarecare.
Se obtine formula uzuala data mai inainte daca luam c = 1/2, insa acest fapt nu rezulta doar din analiza dimensionala, nu are cum.

 mdionis, on 04 aprilie 2017 - 17:46, said:

Mulțumesc din nou pt răsouns, concluziile ce se desprind sunt aproape identice cu ale mele, dar îmi doream o confirmare. Exemplul cu perioada pendulului este singura aplicație a A.D. pe care am făcut-o și eu la un seminar de fizică. Pentru cazul cu vibrația barei, aceleași valori am obținut și eu. Înțeleg că A.D. nu poate determina orice dependențe. Totuși... Revin la exemplul cu lama care vibrează. Nu vreau să aflu formula frecvenței fundamentale. Mă mulțumesc doar cu dependența acesteia de lungime. Reformulez problema așa:

O lamă elastică prinsă cu un capăt în menghină are lungimea liberă L; dacă îndoim și apoi eliberăm celălalt capăt al ei, ea va vibra cu frecvența f. Presupunem că f este fundamentală, neglijăm armonici, ventre etc precum și acțiunea aerului.

Desfacem menghina și prindem din nou lama în menghină, astfel încât partea liberă să fie 0,9 L. Care va fi acum frecvența f?

Mie intuiția îmi spune că problema este determinată și că trebuie să aibă o soluție simplă. Mi se pare absurd să trebuiască să deduc formula. Oricum cea dată mai sus este valabilă decât pentru bare de secțiuni dreptunghiulare. Speram ca A.D. va oferi o rezolvare elegantă, se pare că m-am înșelat. Poate alegând alte mărimi? Vreu să să zic, din cele 4, pe mine nu mă interesează decât lungimea.