一个物理问题 一个物理问题?

www.zhiqu.org     时间: 2024-05-17
----------楼主看这里,这里有全面的解答哦-------

考虑以下几方面:

[1]考虑由(浮力-重力)产生的加速度

ρ液v排g-mg=ma
ρ液v排g=ρ气v排(a+g)
a=(ρ液/ρ气 -1)g

这个结果显然跟体积无任何关系,不会影响到加速度,自然不会影响到速度变化,不会影响速度

(楼上的教师说的是错的,气泡跟气球是不一样的,气球的质量是 塑料薄膜+气体 因为薄膜比气体质量大很多,相对可以忽略气体 只考虑薄膜质量, 而气泡不存在这样的薄膜,它的质量就是 气体质量)

[2]考虑水阻力产生的负加速度的影响(暂时不考虑形变,认为是纯圆形气泡,形变下一个考虑)

阻力f正比于 半径r的平方,正比于速度v的平方
记阻力为 f阻=krrvv
krrvv=ma=ρ气(4pai/3)rrra
a=3kvv/(4paiρ气r)
就是因为 阻力跟 r2次方成正比,而体积跟r3次方成正比,由于这相差的1次方,导致了 r大的时候,这个负加速度的绝对值反而小。

因此,阻力对 大气泡的阻碍效果 要比小气泡小。

那么具体有多大影响呢?

我们考虑,如果没有阻力,那么气泡会以[1]中的加速度a=(ρ液/ρ气 -1)g,向上匀加速运动,由于ρ液/ρ气比值很大,所以这个加速度会非常大,气泡会疯狂加速。

但是事实上,我们并没有观察到“疯狂的气泡”,实际上气泡的加速程度是很有限的。

这说明 这个加速度 大部分都被 水阻力的负加速度 抵消掉了。 所以 阻力在此绝对不能忽略,而且不仅不能忽略,还是一个非常重要的因素。

因此[2]中得到的 阻力跟r成反比的结论可以看出,如果两个气泡的r是1:2 ,那么阻力加速度绝对值比值是2:1,这个比值还是很可观的。

[3]考虑速度对阻力的影响

在[2]中我们仅仅思考了r 对阻力的影响。 事实上v对阻力的影响也特别大。阻力跟v2次成正比,当v 越来越大的时候,阻力快速增加。于是会出现,当v 达到一定程度的时候,阻力跟[1]中的浮力相等,于是水泡达到 稳定的速度最大值,水泡变成匀速上升。(当然要水瓶子足够高,以使水泡们有机会达到这个速度稳定最大值),下面我们来计算一下这个最大值。

当达到稳定最大值时,
阻力=(浮力-重力)
也就是[1]和[2]中 得出的两个加速度绝对值相等
(ρ液/ρ气 -1)g=3kvv/(4paiρ气r)
于是我们得到最大速度为
v =(4pai/3k)(ρ液-ρ气)gr

我们可以看到,最后的稳定速度,跟半径是成正比的。半径大的最后能达到的稳定速度大。

[2]让我们知道,速度相等时,半径大的获得的加速度大
[3]让我们知道,半径大的可以达到的稳定速度上限更大

[4]考虑形变对阻力的影响

形变对浮力和重力无影响,浮力和重力只跟体积有关,跟形状无任何关系

但是形变对浮力的影响却不能忽略

气泡如果不运动的话,在水中的稳定状态 应该是标准的球形。 但是一旦运动中遇到阻力会变成规避阻力的流线型。

体积越大的气泡,他的形变量越大,但是是不是 大气泡与小气泡的形变比例是相同的呢。答不是的,越大的 形变比例会越大。

如果受力相同,体积大的形变比例要更大(同样要脚踩一个20厘米直径的乒乓球,和一个标准尺寸的乒乓球,假如他们材质都一样,很容易知道小的更难被踩瘪)。原因就在于,曲率半径越小,在工程学上这个物体结构就越稳定。

更何况 他们受力是不一样的,大气泡受力更大,所以形变比例就更大了。

于是形变比例 在大气泡身上会更大,自然规避掉的 由阻力产生的加速度就会更多。

我们来看看这个形变到底有多大影响:
仔细观察一下就可以知道,在横切面上形变还是可以观察到的。大气泡会有变成胖黄瓜形状的趋势。假设半径仅仅变化了20%,也就是半径变成以前的0.8,那么阻力跟r成正比,自然也会变成0.8倍,还是很可观的,大概就是这个数量级的影响。

而且不单瞬时的阻力小了,瞬时加速度增加了,而且最终的稳定最大速度也会提高。1/80% -1,就是提高25%

(注意这里解释的是 大气泡“形变比例”更大的原因,而不是“形变”更大的原因,大气泡“形变”更大是不需要解释的吧。)

综合[1][2][3][4],我们可以知道,大气泡上升的速度会更大

PS:有的楼层说,大气泡浮力大,所以走的快。这是典型牛2定律没掌握导致的错误哦。 不是受力大就走得快的。力要除以质量,得到加速度,在初速度相同都为0的情况下,这个加速度才能反应物体运动情况。不要忘记力要除以质量。

--------不是复制粘贴的哦,是我亲手敲的-------

很简单的一个道理 F浮=ρ液*g*V排 (物体排开液体的体积)

大气泡体积大 排开液体的体积也大 自然上升的快

搂主,首先更正你一个常识性的小错误,流体对物体的阻力和物体运动的平方成正比
然后我试着回答下你的问题
首先这个问题牵扯太多的知识,我们尽量简化,
首先大小气泡受到的表面张力不同,我们假设气泡可以保持圆形,忽略掉表面张力的影响
其次气泡周围的水的流态是不同的,贴近气泡的一层的水肯定有个速度,这样造成水是层流还是紊流,决定了它的流动阻力处在哪个区,这个是不同的,我们假设水静止
下面,气泡受到的阻力,与速度,和气泡的形状有关,即f=g(r)v^2
气泡的重力。G=q*4/3*pai*r^3.浮力F=q' 其中q是空气的密度q'是水的密度
则受力F=G+f的时候达到平衡,这时候速度v达到恒定,也就是我们需要的结果
即(q-q')*4/3*pai*r^3=g(r)v^2
现在,只有r对这个式子的影响还不明了,我们来分析一下
一般,流体对在其中运动的物体的影响,与其垂直于运动方向面的面积有关系。那么,这里的g(r)可以转化为一个积分问题,由于这个面试球形,所以不同的点对其进行积分的时候要乘上一个不同的三角函数,然后对三角函数进行积分。所以会有些麻烦,但是可以肯定的是,这个积分结果的形式,肯定是k*r^2
那么这个问题就很明了了(q-q')*4/3*pai*r^3=k*r^2*v^2
简化一下得到v=√(q-q')*4/3*pai*r/k
这样就得到了v,r的定量关系,如果需要,那个常数k也不是很难求的
只要给出一些必要的参数,比如水的温度,黏度,然后做一个球面积分运算就可以了

大的气泡体积大,所受浮力大所以他要比小的跑的快,你想的太复杂了

LZ把问题给考虑复杂了(如果简单的看气泡大浮力大气泡小浮力小,那就和在地上下落的物体一样了,重的轻的其实是相同的速度。所以不那么简单 )因为在自由下落的物体无论体积,质量大小都下落速度一样是因为在不考虑空气阻力的情况下,加速度都是G的原因,这是地球万有引力对地球上物体的特殊现象,并不是什么情况都可以类比的.考虑这个问题只需要考虑合力就可以,也就是重力和浮力的合力就可以了,希望对LZ有帮助

准奏!

一个物理问题~

空气流通的原因,两扇门都开着的时候,屋内的空气相对是静止不懂得,当关一扇门的时候,就会带动空气流动,相当于我们扇扇子,屋内的空气就会变动,或减少或增加,响应的屋外的空气对于屋内的空气气压就相对大或者小。空气就要流动,就会带着另一扇们动

热胀冷缩
[1]
是物体的一种基本性质,物体在一般状态下,受热以后会膨胀,在受冷的状态下会缩小。所有物体都具有这种性质。
  
(注:水在4℃以上会热胀冷缩而在4℃以下会冷胀热缩。而到冰,密度就只有0.9。这意味着,冰将会浮在水面。锑、铋、镓和青铜等物质在某些温度范围内受热时收缩,遇冷时会膨胀。)
  物体受热时会膨胀,遇冷时会收缩。这是由於物体内的粒子(原子)运动会随温度改变,当温度上升时,粒子的振动幅度加大,令物体膨胀;但当温度下降时,粒子的振动幅度便会减少,使物体收缩。
  物体都有热胀冷缩的现象,日常生活中我们可以利用这种现象解决一些困难。
自然界的物质绝大多数遵循“热胀冷缩”的规律,少有例外。一种例外是水。水在4℃时密度最大,4℃之下就是反常膨胀,是“热缩冷胀”了。而到冰,密度就
只有0.9。这意味着,冰将会浮在水面。


#郟壮苏# 一个物理问题!!!
(13027843031): (1)P=F/S P=60*10/(0.015*2) P=20000小于3*10的4次方 所以没危险 (2)P=F/S P=600/0.015 P=40000大于3*10的4次方 所以不能在冰上走

#郟壮苏# 一个物理小小问题
(13027843031): 解:因为原来在四个力作用下平衡,若将F1~F3合成一个合力F123,则合力F123必有F4形成平衡力.因为只有这样,才能在开始时使四力达到平衡状态.由上述知F1~F3的合力为 - F4 (方向与F4相反,大小与之相同)当F4逆时针旋转90度后,F1~F3合力不变,所以还是为原来的 -F4 .定义旋转后的F4为F4',则:-F4与F4'合成时的平形四边形将是一个正方形,所以其合力大小为 根号2倍F4.(正如上面网友所述,其方向为 -F4 与 F4'的角平分线)该合力的方向为:原F4逆时针旋转135度的方向上.

#郟壮苏# 一个物理问题
(13027843031): 这个件的密度是379.2千克/50*10的-3次方米=7.584*10的3次方 我们都知道铁 的密度是7.9*10的3次方 明显的是小了 所以说在体积一定的条件下,是质量少了,所以说是有气泡的 体积是:(379.2千克/7.9)=48立方分米 气泡的体积是:50-48=2立方分米

#郟壮苏# 一个物理问题
(13027843031): 0.5gt^2=1.25 t=0.5 s v=gt=5 m/s v'=v/0.8=25/4 F合=F+mg a=F合/m 0.5at^2 xF+mgh=0.5mv^2 0.05(F+1)F+1.25=125/64 F=.... 不想算了 思路就这样的

#郟壮苏# 一个物理小问题
(13027843031): 1:改变(因为当坡度改变时,重力与平行坡度的分力夹角也变化) 2:在小车沿斜面顶端向底端运动的过程中,随着坡度的改变,小车的平均速度也改变 3:实验器材:长木板、木块、小车、刻度尺、秒表 主要实验步骤:一:在水平面上用木块和木板搭制斜坡,此时坡度最低,用刻度尺在木板上刻刻度 二:小车从O点开始释放,用秒表计时,观察到斜坡底所用时间,并记录 三:将木块向内移,增大坡度,重复第二个步骤 四:多次测量 实验数据记录表格(设计): 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 时间 s 速度 m/s 4:改变斜坡的坡度,小车沿斜面顶端向底端运动的过程中,它的平均速度改变

#郟壮苏# 一个物理小问题
(13027843031): 现象:细丝会散开 原理:摩擦起电,干燥的手顺着细丝向下捋几下,使细丝带上等量的电荷,同种电荷互相排斥

#郟壮苏# 问大家壹个物理题 -
(13027843031): 一个完好的鸡蛋,将它洗干净.在一端先刺一个小眼,用注射器 将蛋白和蛋黄抽出来,再往蛋壳里注入红墨水.接着用空注射器从小眼往里 打进空气.这时你会发现,蛋壳上有很多一点一点红色的小水珠,好像“冒 汗”似的,有趣极了. 这是由于蛋壳表面有无数小孔,它是空气进出的门户,称为气孔.鸡蛋 孵化成小鸡时,壳内的小鸡胎儿进行呼吸的空气,就是从气孔中进出的.有 人估计:一个鸡蛋上有 7000 多个小气孔.用注射器注射空气时,较大的压力 就将蛋中的红墨水从各个气孔中挤出来,形成了鸡蛋“冒汗”的现象.

#郟壮苏# 问一个物理题
(13027843031): 就是指的速度的变化量.a=▷v/▷t

#郟壮苏# 向大家请教一个物理问题,很急,希望大家帮帮忙! -
(13027843031): 理论上,若斜面“光滑”,则“速度大小”相同,若斜面不“光滑”,则大球(质量较大的)速度较小.(注:是同一斜面的同一高度)

#郟壮苏# 一个物理小问题!
(13027843031): 太阳能给电池充电,是光能——化学能,电池再放电时是 化学能————电能 化学能是物体发生化学反应时所释放的能量,是一种很隐蔽的能量,它不能直接用来做功,只有在发生化学变化的时候才释放出来,变成热能或者其他形式的能量. 内能是一种与热运动有关的能量.在物理学中,我们把物体内所有分子作无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能一切物体都具有内能.一般来说,物体的内能代表了物体微观上的能量形式,比如说物体内部各个微观部分(原子、分子或离子等等)进行热运动的动能和势能的总和,符号为"J",国际单位是焦耳.