Vitorlázik egy hajón, és dobja a bőröndjét a tengerbe
Ez egyszerű kérdés, ha tudod, hogy a vízben úszó tárgyak egyenlő súlyt helyeznek el a víz mennyiségére. Ez az egész trükk. Valószínűleg a jelöltek többsége a Microsoft vállalatnál, amely technikai képzést kapott, egyszer hallott róla, bár sokan közülük nem tudják pontosan, hogy pontosan mi volt a beszéd (hmmm.) Mi volt - súlya vagy
a vízmennyiség, amely eltolja az objektumot?). Végül nem szükséges emlékezni erre a számítógépes programok létrehozására.
Íme egy megoldás a probléma megoldására, amelyhez valójában nincs szükség matematikai és fizikai tudásra. Kezdjük az alapokkal. Minden alkalommal, amikor dobjátok ki valamit a hajóból, könnyebbé válik, és így lebeg. Jobb?
Sajnos a kérdés nem erről szól. Megkérdezik, hogy a vízszint emelkedik vagy csökken, de a hajó nem úszik.
Általában ha meglehetősen tágas tóban fürödik, akkor nem veszi figyelembe a vízszintet, ha elegendő, hogy a hajó ne fusson. Amikor egy bőröndöt dobál ki a hajóból, a víz szintjén nem lesz észrevehető változás. A kérdés az, hogy a vízszint elvileg megváltozik-e és hogyan.
Az egyetlen tényező, amely megváltoztathatja a vízszintet, az a benne lévő tárgyak térfogata. A bonyolult kifejezés, amelyet a tudósok hoztak fel erre
„Elmozdulás”. Képzeld el egy fürdőkádban lebegő játékcsónakot. A hajó holtteste, vízbe merítve, egy bizonyos térfogatot foglal magába, amelyet ennek megfelelően nem lehet vízzel elfoglalni. Ezt a kötetet a hajó elmozdulásának nevezik. Ez nem a hajó teljes mennyisége, hanem csak a vízvonal alatti része.
A fürdőben lévő víz mennyisége attól függ, hogy az összes játékcsónak, gumi kacsainak és egyéb tárgyainak elmozdulása mennyire változik a fürdőben, vagy "beleönnek" benne. Adjon még néhány csónakot, és az eltávozott víz mennyisége nőni fog. A kiszorult víznek valahol másnak kell lennie, így a vízszint emelkedni fog. Ellenkezőleg, ha több hajót vennél ki a vízből, a víz eltávozott vízmennyisége csökken, és a vízszint csökken.
Mindez a tavakra és a tengerekre vonatkozik. Az egyetlen dolog, ami a természetes víztározók komplex alsó topográfia, ami megnehezíti a változtatásokat a vízszint vizuálisan, de amikor az óceán, egyértelmű, hogy a változások a mikroszkopikus egyébként.
Ezért a kérdést így lehet átfogalmazni: "Ha kiöntögetsz egy bőröndt a hajóból, megváltoztatják a víz eltolódott vízmennyiségét?" Tudjuk, hogy a hajó könnyebbé válik. Ez csökkenti az üledéket a vízben, és ennek következtében a hajó által kiszorított víz mennyisége csökkenni fog, de amikor a bőrönd a vízbe flopol, akkor is kiszorítja a vizet. Mi lesz a teljes hatás: pozitív, negatív vagy nulla?
Ennek a kérdésnek a megválaszolásához meg kell állapítanunk a visszaküldött víz súlyának és térfogatának kapcsolatát. Itt van egy "mentális fizikai kísérlet", amely megoldja ezt a problémát.
Képzeljen el egy felfújható labdát (mint például a tengerparton), amely a kádban úszik. Ez a labda általában nagyon egyszerű - a héj készült vékony műanyag, és a belső levegő, ezért úszik a víz felszínén, szinte anélkül, süllyed, és arra kényszeríti a vizet - nem igaz? Következtetés: ha a tárgy súlya nagyon kicsi, gyakorlatilag nem helyezi el a vizet, és nem változtatja meg a vízszintet.
Most képzeld el, hogy ugyanaz a strandlabda van, de valahogy sikerült egy kétkilogramos téglát felvenni a labdába. Ez az extra súly a labdát mélyebbre meríti a vízbe, és több vizet helyez el. Két kilogramm extra súly növekedni fog (pontosan nem tudjuk pontosan), mennyi víz eltávozott.
Most képzelj el egy harmadik strandlabdát, amelynek belsejében pontosan két kilogramm víz van. Az első gömbhöz képest alacsonyabb tervezett is lesz. Remélem, a "mentális fizikai modell" elég pontos ahhoz, hogy azt sugallja, hogy a labda elsüllyed
amíg a vízszint a gömb belsejében majdnem ugyanaz, mint a külső. (Ha a labda készült nagy teherbírású és legfinomabb műanyag felhasználásával előállított nanotechnológia, a belső és a külső vízszint lett volna pontosan ugyanaz. A labda egyszerűen buborék a víz felszínén, mint egy víz buborék az esőben.)
Ez azt jelenti, hogy két kilogramm víz kiszorítja pontosan két kilogramm vizet. És a víz e tekintetben nem különbözik más anyagoktól és anyagoktól. A golyón belül négy kilogrammot és 500 gramm vizet helyezhetünk el, vagy bármely más olyan mennyiségű vizet, amely a labdába illeszkedik - alapvetően semmi sem változik. A golyó csak annyi vizet tesz ki, hogy kiegyenlítse a belső és a külső vízszintet.
Ebben az esetben nem számít, milyen a labda alakja. Ez lehet egy gyermek úszás kör, ahol top lovak fejét - öntsük ezt a kört két kilogramm vizet, és ő is fog süllyedni csak annyi, hogy kiszorítani két kilogramm vizet. Vagy egy műanyag játék, hajó vagy bőrönd formájában - semmi sem változik. Az egyetlen paraméter, amely szerepet játszik, az a víz súlya, amelyet e tárgyba öntöttek.
Menjünk vissza a strandlabdákra: van egy labda, amelynek belsejében két kilogramm víz van, és egy labda, amelynek belsejében egy két kilogramm tégla van. Vajon a golyók "töltése" hatással lesz-e valahogy a víz áthelyezésére? Ön valószínűleg egyetért abban, hogy nem. Ha megbocsátasz nekem az antropomorfizmusnak - "Lady Gravitation" vak. Nem látja, hogy egy labda belsejében van egy tégla, de a másikban a víz. Egyszerűen két kilogramm rakományt érez a forma tárgyán belül. Csak ez a tömeg határozza meg a lebegő objektumok fizikai jellemzőit.
Következtetés: a vízben úszó tárgyak esetében a víz eltolódása csak a súlyuktól függ - és a ponttól. Ha még mindig nem érted, mi a probléma, csinálj egy másik mentális kísérletet. Tegyük fel, hogy van egy felfújható játék egy ugyanolyan formájú strandhoz, mint egy hajó, amelynek belsejében két kilogramm víz van. Most öntsön egy kilogramm vizet egy másik játékba, amely úszkál a medencében, amelynek alakja a Samsonite bőrönd pontos másolata. A műtét előtti elmozdult víz tömege két kilogramm volt, és miután 1 + 1 = 2, változatlan maradt.
Tehát az a tény, hogy a bőrönd túl volt, nem változtatja meg az eltolódott víz (vagy vízszint) teljes tömegét, feltételezve, hogy a bőrönd a vízben lebeg.
Az utolsó részlet nagyon fontos. Ahogyan az állomás minden porzója tudja, egy ugyanolyan méretű bőrönd lehet nagyon könnyű és nagyon nehéz. A szokásos bőrönd, amelyben a ruhák egymásra vannak kötve, és sok a levegő, valószínűleg úszó a felszínen, de a bőröndöt, tele ólomcsöveivel vagy kristály ételekkel azonnal megfullad.
Képzeljük el, hogy egy ilyen nehéz bőröndbe vetettük a vízbe, és egy szilárd vonallal kötöttük a csónakba. Először is, a hajó jön, de ha a helyzet fog süllyedni, hogy a mélysége hossza határozza meg a damil, damil és feszített, a hajó mosogató újra, mert akkor húzza le a terhelést felfüggesztett tőle nehéz bőröndöt. A hajó és a bőrönd teljes elmozdulása (a kiszorított víz súlya) változatlan marad.
A csónakrendszer teljes súlya - a bőrönd nem változott, ezért az eltolódott víz súlya nem változik, amíg mind a hajó, mind a bőrönd egészben lebeg a vízben. De ha levágja a halászzsinórt, a bőrönd elmerül, és alul lesz, a hajó pedig kicsit lebeg. Nyilvánvaló, hogy az elmozdult víz teljes mennyisége csökken, és a tartály vízszintje csökken.
A probléma megoldása a következő: a kihelyezett bőrönd semmilyen módon nem változtatja meg a vízszintet