Объяснить почему человек может бежать по тонкому льду на котором не может стоять не проваливаясь
Обновлено: 19.05.2024
Академик П.Л. Капица любил предлагать задачи своим аспирантам.
Вот одна из них:
"Объясните, почему человек может бежать по очень тонкому льду и не может стоять на нем не проваливаясь?"
Потому что вода обладает вязкостью и массой. В силу инертности и вязкости воды требуется время, на её вытеснение из-под человека. Если стоять долго, то этого времени будет достаточно, что бы лёд прогнулся и сломался.
Всякие водоплавающие жучки не только бегать, но и стоять на воде могут. И дело тут не в скорости шевеления лапками, а в силе поверхностного натяжения.
> "Объясните, почему человек может бежать по очень тонкому льду и не может стоять на нем не проваливаясь?"
Лёд проламывается не сразу и главное сила тяжести частично компенсируется движением. Можно векторы нарисовать, импульсы посчитать и всё остальное. :)
Сила реакции опоры при движении по льду будет меньше, чем при стоянии на нём. Остаётся только правильно сформулировать почему? В данном случае ещё выгоднее просто разбежаться и покатиться.
Кстати по той же причине держать равновесие на едущем велосипеде намного легче чем на стоячем - думаю все хоть раз пробовали.
> Сила реакции опоры при движении по льду будет меньше, чем при стоянии на нём.
С этого момента по-подробнее пожалуйста. сила тяжести не меняется. Раз товарищ остается на льду, то вертикальная составляющая силы реакции опоры не меньше, чем у неподвижно стоящего.
А за счет горизонтальной составляющей сила реакции опоры даже больше чем у просто стоящего
> А за счет горизонтальной составляющей сила реакции опоры даже больше чем у просто стоящего
Горизонтальная составляющая _чего_? Если сил действующих на бегущего человека, то именно эта составляющая не даёт ему провалиться.
Могу ещё раз напомнить велосипед. Когда он едет, сам ты равновесие держишь минимально, не даёт упасть именно "скорость". Гироскопа там нет, если что. ;)
> С этого момента по-подробнее пожалуйста. сила тяжести не меняется. Неудачно очень выразился. Лучше так: Для разрушения опоры нужно совершить некоторую работу. Работа будет равна (если стоять) силе тяжести умноженной на деформащию льда.
При движении у нас есть потенциальная составляющая и кинетическая. При этом время взаимодействия с участком будет результатом деления длины участка на скорость. Если рассматривать лёд как упругий материал, обладающий точкой разрушения, то при движении потенциальная энергия не изменяется. Добавим сюда энергию потерянную за счёт силы трения при движении по этому участку. Остаётся только так расчитать скорость, чтобы за конечное время взаимодействия деформация льда не оказалась критической. Участок пластической деформации из рассмотрения выкидываем, стараясь оставаться только на упругом участке. При этом можно заметить, что работу совершает только сила трения, она гораздо меньше силы тяжести, а конкретно в коэффициент трения раз. Так что это эквивалентно при коэффициенте трения 0.1 уменьшению реакции опоры в 10 раз. > А за счет горизонтальной составляющей сила реакции опоры даже больше чем у просто стоящего
Теперь ваша очередь.
Извините за форматирование. Должно быть так. Но вы поняли, да?
> С этого момента по-подробнее пожалуйста. сила тяжести не меняется.
Неудачно очень выразился. Лучше так: Для разрушения опоры нужно совершить некоторую работу. Работа будет равна (если стоять) силе тяжести умноженной на деформащию льда.
Ну и в конце соответственно тоже.
. при коэффициенте трения 0.1 уменьшению реакции опоры в 10 раз.
> А за счет горизонтальной составляющей сила реакции опоры даже больше чем у просто стоящего
Теперь ваша очередь.
>"Объясните, почему человек может бежать по очень тонкому льду и не может стоять на нем не проваливаясь?"
А кто-нить это проверял?
Люди, ну ткните мне, где я ошибаюсь. Не может же быть такого, чтобы я был прав в этом объяснении.
Почему человек может бежать по тонкому льду не проваливаясь, но если он остановиться то провалится?
Результат действия силы(а именно и давления) на тело зависит не только от ее величины, но и от времени действия. Когда человек бежит по тонкому льду, время действия силы тяжести очень мало – за это малое время лед не успевает проломиться, а вот если он будет как черепаха телепаться, то другое дело))
Потому что когда человек бежит, то давление на лед идет под углом, а когда он стоит на месте, то прямо на него
Новые вопросы в Физика
3.Рівноприскорений прямолінійний рух-який вид має графік проекції прискорення руху тіла?
5) Автомобиль первые 10 мин двигался со скоростью 36 км/ч, следую 20 мин – со скоростью 72 км/ч. Какова средняя скорость автомобили в м/сСОР ПОМОГИТЕ … ПОЖАЛУЙСТА
Водяні "екрани" в атмосфері, що захищають грунт від швидкої втратиенергії, яка відбувається шляхом випромінювання. Кросфорд 5 букв
Випазити запропонований об‘єм в одиницях СІ 4600 л, 800000 см
ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА ПОДПИШУСЬ И ЛУЧШИЙ ОТВЕТ. ТОЛЬКО НЕ НУЖНО ПИСАТЬ ТАК: МТЧЛВЛТВТАОСШВД. БУДЕТ БАН
Є дріт діаметром мкм. Визначте кількість витків дроту, які треба щільно намотати в один шар, щоб одержати 1 см обмотки
Почему человек может бежать по очень тонкому льду а не стоять на нём
Если человек бежит по поверхности льда, время, в течение которого он находится на каком-либо участке льда, мало. Вследствие инертности лед не успевает за это время прогнуться настолько, чтобы разрушиться. Если же человек стоит на льду, то прогиб льда определяется только весом человека; при этом он может быть достаточно большим и лед разрушается.
Новые вопросы в Физика
в двигателе Дизеля происходит преобразование энергии
СРОЧНО Кульку прикріпили до підвішеної нитки і відвели трохи вбік, а нитка залишилась натягнутою. Чи буде рух кульки поступальним , якщо відпустити ку … льку?
СРОЧНО . Камінь кинули вертикально вниз зі швидкістю 5 м/с. З якої висоти кинули камінь, якщо він падав 3 с?
Под действием пружины динамометра брусок дажется равномерно по поверхности стола По показаниям динамометра разные учени могут записать следующие значе … ния действующей опы Какая запись наиболее A15H В. 175 Н C 155 H ден Лыжник съезжает с горки на рисунке точками указаны результаты измерений координаты лыжника в разные моменты времена. Погрешность измерения координаты равна 5 м времени 0,5 с какой графиков проведен 30 30 о 20 ОО 10 о Вален етето сериоростро = м/с поезда навстречу движению идет пассажир со охоросто V= 1VE чему равна локадулов куда направлена скорость пассажира для людей, стоящих на платформат D. Аз му прано, В2,5 м/с вправо, со д0,5 м/с; влево на рисунке приведен график зависимости пройденного автобусом растояния шт времени поездки. Какра орость движения автобуса?
Камінь, що кинуто горизонтально з даху будинку зі швидкістю 15 м/с, упав на землю під кутом 60 градусів до горизонту. Яка висота будинку?
Скільки силоти необхідно для нагрівання 200г олії від 30°C до 80°C)
Помогите! вектор скорость в любой момент времени при движения тела направлен По касательной к траектории По прямой Как вектор перемещения
Чему равна средняя угловая скорость вращения секундной стрелки часов, идущих правильно? Автомобиль движется по окружности радиусом 200 м с постоянной … скоростью 36 км/ ч чему равен модуль ускорения автомобиля?
ЧИТАТЬ КНИГУ ОНЛАЙН: Инженерная эвристика
Инженерное творчество — занятие в высшей степени интересное, поскольку именно здесь происходит синтез теории и практики, «дедукции» и «продукции». Инженер должен, с одной стороны, находить самые смелые и неожиданные для текущей практики решения, поскольку, следуй он в общей колее, работа такая не принесёт выгоды никому. С другой стороны, инженеру, в какой бы полёт фантазии он бы ни устремился, надо сверять свои координаты с жёсткими условиями технико-экономической реальности. Эта стыковка полёта мысли и земных ограничений делает инженерное дело одним из увлекательнейших занятий на свете. Практика может быть разнообразна по степени приземлённости.
Например, программист работает в мире, почти что полностью подконтрольном человеку, где всё создано усилиями людей. И каждый шаг может быть проанализирован.
А вот самолётостроитель должен приспособить своё детище к существованию в мире, где мало что можно предсказать, где условия бывают крайне сложными и тяжёлыми, и ничего, после всех испытаний, отыграть назад уже будет нельзя. В то же время он должен добиться в столь непредсказуемых условиях хорошо предсказуемого результата.
Но и программист, и самолётостроитель, в отличие от служителя муз, имеют возможность и обязаны сверять каждый шаг своего творчества с действительностью. Это долженствование кажется ограничением, хотя и мнимым. Написать хорошую программу сложнее, чем хорошую пьесу. Но с другой стороны, интересную пьесу сложнее создать, чем написать картину. Пьесу должны поставить и представлять на театральной сцене разные люди, а картину вы пишете вполне самостоятельно, и никому на уже написанное не повлиять.
Даже у людей искусства, впрочем, давно бытует фраза, что форма освобождает. Когда мы выбираем ту или иную художественную форму, можно уже больше заботиться о содержании. И вот такое же освобождение происходит в инженерии. Когда вы существуете в среде, сформировавшейся независимо от вас, это налагает множество ограничений, но ещё и позволяет опереться на уже имеющиеся силы и подходы в собственном творчестве.
Об инженерном творчестве написано и мало, и много. «Много», потому что есть — и по сей день актуальны — выдающиеся на этом поприще работы, назову здесь лишь две из самых замечательных.
Вспомню труд канадского специалиста Эдварда Крика «Введение в инженерное дело». В предисловии к первому русскому изданию монографии редактор (а это было время косыгинских реформ, 1970-й год) отмечал: «На множестве убедительных примеров автор доказывает… необходимость изучения и знания не только технических и технологических наук, но и дисциплин, на первый взгляд далёких от них. Любое знание пригодится инженеру в век кибернетики, ракетоплавания и бионики. Но особый упор делает Э. Крик на глубокое знание инженером экономики. Вся книга пронизана мыслью, что инженер, не умеющий сделать экономический расчёт себестоимости, составить смету затрат на проектирование и производство, вычислить эффективность разрабатываемой новинки и экономически обосновать один вариант из множества, — неполноценный инженер»[1].
Соглашаясь с такой оценкой, всё же не могу не подчеркнуть: инженер не является таковым по сути, если хотя бы не совершенствует сделанного до него. Прорывной в этом плане была отечественная разработка. В 1950-х годах Генрих Альтшуллер закладывает основы будущей ТРИЗ, Теории решения изобретательских задач, нацеленной на эффективный поиск новых инженерно-технических решений. Всё же сама инженерная (да и любая идея) предшествует стадиям конструирования и проектирования. Инженерные задачи подразделяются, в сущности, на две основные группы. Конструкторские — когда в рамках имеющихся физических ограничений находят оптимальные варианты в проектировании. И изобретательские — когда применяется новый принцип достижения решения, достигается новый вариант изделия, технологии, системы с обходом существующих ограничений. Двигателем изобретательской мысли в ТРИЗ выступает разрешение выявленного технического противоречия[2].
А «мало» об инженерном труде написано в том плане, что творчество «киношное», театральное, литературное и поэтическое как бы существуют, но технического творчества до определённого момента просто не признавали.
Знаменитый писатель и не менее выдающийся физик Чарлз Перси Сноу, анализируя западное общество ещё в середине 1950-х годов в работе «Две культуры и научная революция» отмечал усиливающуюся поляризацию между учёными и техническими специалистами с одной стороны, и гуманитариями — с другой: «Художественная интеллигенция, которая случайно, пользуясь тем, что никто этого вовремя не заметил, стала называть себя просто интеллигенцией, как будто никакой другой интеллигенции вообще не существует… Среди художественной интеллигенции сложилось твердое мнение, что ученые не представляют себе реальной жизни и поэтому им свойствен поверхностный оптимизм. Ученые со своей стороны считают, что художественная интеллигенция лишена дара провидения, что она проявляет странное равнодушие к участи человечества, что ей чуждо все, имеющее отношение к разуму. Поляризация культуры — очевидная потеря для всех нас. Для нас как народа и для нашего современного общества. Это практическая, моральная и
Читайте также: