Уважаеми форумници участващи в дискусията по темата.
Както виждате от профила ми аз съм „чисто нов форумец” и се надявам, че kd_dinev и сие ще извинят вмъкването ми по въпрос, на пръв поглед различен от дискутираните в момента, но според мен напълно отговарящ на изискването да е по темата.
За какво става дума и защо смятам, че е неизяснен (поне за мен) казус, предполагам ще стане ясно от следващата опитна постановка.
Нека имаме една водонапорна кула (или язовир) създаваща напор
Н, която захранва само един консуматор посредством необходимата водопроводна инсталация. Последната се състои от една хоризонтално разположена водопроводна тръба с диаметър
D и дължина
L, в краищата на която има два бързодействащи (например сферични) спирателни крана - на изхода от водонапорната кула - кран
А и при консуматора (чешмата) – кран
В.
Изходното състояние на „системата” е същото каквото е и във всяко водоснабдено жилище, т.е. крана при консуматора (
В) е затворен, а този при източника-водонапорна кула (
А) е отворен. Опита (експеримента) се състои в следното:
Отваряме кран
В при консуматора (чешмата) и след някакво време
t затваряне крана
А при изхода на водонапорната кула. Времето
t се намира като се раздели
L на скоростта на звука във водата (
С≈ 1500 m/s) - това горе-долу е времето, за което започва изтичане през крана при кулата (кран
А).
Миг след затварянето на кран
А цялото количество вода в тръбата с дължина
L (плюс изтеклото от кулата за времето
t) се движи (тече) с някаква скорост
V и притежавайки някаква маса
m притежава и някаква кинетична енергия
Ек.
Нека да разгледаме два примера с конкретни стойности на горните величини.
Ако дължината на тръбата е
L =1000 метра за
t се получава 1000/1500=0.666 секунди.
Ако напречно сечение на тръбата е 1 метър квадратен (
D = 1.13 метра) за обема на водата в тръбата се получава 1000 метра кубични на което съответства маса
m = 1000 тона = 1000 000 килограма.
При
Н=10 метра за скоростта на изтичане по формулата на Торичели (
V=корен квадратен от
2gH) се получава около 14 метра за секунда. Тъй като изтичането става през тръба (а не директно от напорната кула) имаме линейни съпротивления по дългия 1000 метра тръбопровод (с диаметър 1,13 метра), нека намалим скоростта (струва ми се достатъчно) на
V=10 метра за секунда (36 км/час), на която съответства дебит 10 метра кубични за секунда.
Сега да си представим, че един влак с маса 1006.666 тона се е ускорил за 0.666 секунди до скорост 36 километра в час. Каква мощност е нужна за това? (каква сила за да я създаде?), каква кинетична енергия притежава този влак? предполагам, че повечето от четящите и пишещите тук могат да преценят.
Нека сега разгледаме случай, при който
L =1 метър (може и
L =0 – кран
А е и кран
В) , но запазим времето
t =0.666 секунди и напора
Н=10 метра. Скоростта на изтичане ще е както е по формулата на Торичели (нямаме линейни съпротивления) т.е. около 14 метра за секунда (50 километра в час).
След затварянето на кран
А ще имаме 14*0.666+1=10.324 метра кубични вода, респективно 10,324 тона, движещи се със скорост около 50 километра в час (при
L =0 масата ще е 9324 кг). Това е горе-долу колкото един не много голям камион.
Разликите между двата примера са очевидни. Най интересното според мен в случая е това, че по-голямата кинетична енергия се получава при по-малко изразходвана потенциална такава. При първия случай имаме изтичане на 6.666, а при втория 10,324 (9.324) метра кубични вода под налягане 10 метра воден стълб.
Тук веднага някой ще каже, че намаляването на скоростта от 14 на 10 метра за секунда е избрано произволно и разбира се почти е прав, но не може да се отрече, че ще има намаляване и колкото по-голямо е то, толкова по осезаема ще става и разликата между двата примера.
Други вероятно ще кажат, че в тръбопровода след затваряне на кран
А ще се появи вакуум, който ще действа като спирачка, но това е лесно преодолимо чрез добавянето на още един кран за „пускане на въздух” или по друг начин, а и ние (аз) разглеждаме едно моментно състояние.
Трети вероятно ще възразят, че „експеримента” е трудно осъществим - няма такива бързодействащи спирателни кранове, получават се огромни хидравлични удари и т.н. На тях само ще напомня, че във форума има и тема „Хидротаран на Марухин” (куплирането на един такъв към „опитната постановка” ще добавя - няма да отнема енергия), а ако няма подходящи кранове – ще ги конструираме!
Спирам до тук и очаквам Вашето „осанна” или „разпни го”
Благодаря за вниманието.
p.s. Позволявам си да копирам (може би не по правилата - простете на новака) от настоящата тема:
Цитат на: kd_dinev в Юни 07, 2016, 06:22:00 pm
Ами ето ти чудесна възможност да обясниш как в резултат на действието на сила с една и съща големина и за един и същ интервал от време се получават различни по големина кинетични енергии на телата върху които тя е приложена.
kd_dinev, няма такъв филм!!!
Няма такова явление - една и съща сила да "зарежда" различна енергия в тела, хеле пък в механиката!
И изобщо как ти хрумна подобна глупост?
………………………………………………………
Не съм убеден, че няма такъв филм, но не съм и сигурен, че и аз не съм глупак – затова споделих по-горе написаното.
