Pentru a putea publica, trebuie să vă înregistraţi.
Contul se valideaza de admin in cel mult 24 de ore.
Pune o întrebare

Newsletter


3.6k intrebari

6.8k raspunsuri

15.4k comentarii

2.4k utilizatori

1 plus 0 minusuri
3.4k vizualizari
Stim cu totii din clasele mici experimentele lui Galilei care l-au condus la concluzia ca doua obiecte aruncate simultan de la aceeasi inaltime au aceeasi viteza, ating solul in acelasi timp, indiferent de masa. Dar nu stiu cati au primit explicatii pentru cazurile in care, aparent, se incalca aceasta regula. Nu stiu daca ati incercat, dar un ciocan aruncat in sus la o inaltime rezonabila se va roti in aer si va pica cu partea grea, de metal, pe sol in majoritatea cazurilor. Desi manerul este, teoretic, mai aerodinamic, aproape niciodata nu va pica un ciocan pe maner, asa cum nici pe o parte nu prea va cadea. Oarecum asemanator se intampla si cu aruncarea cutitelor.

Deci, de ce?
Novice (339 puncte) in categoria Fizica

1 Raspuns

2 plusuri 0 minusuri

Este datorita frecarii cu aerul,   corpul de metal are o suprafata mai mica iar coada o suprafata mai mare. efectul parasuta, greutatea jos iar panza sus.

este adevarat ca doua obiecte sunt atrase la fel de catre acceleratia gravitationala indiferent de masa lor, dar in ciocnirea cu ceva (aerul) cel cu masa mai mica se franeaza mai mult. 

Daca pe un deal dam drumul la vale unei mingii de plastic si unei bile de otel, iar in drumul lor intalnesc o zona cu trifoi, mingea de plastic va ramane in urma fata de bila de otel.

 

vezi aici caderea unui ciocan si o pana in vid

Experimentat (3.3k puncte)
0 0
Hmm... am citit raspunsul tau. Dar nu pare adevarat. Nu cred ca se datoreaza formei ciocanului. Daca am o tija in care un sfert (partea din stana sa zicem) cantareste 1 Kg, iar celelalte 3 sferturi cate 5 Kg, tija va pica pe partea grea. Daca am 3 sferturi care cantaresc cate 1 Kg, iar partea ramasa are 5 Kg, tot pe partea mai grea, mai densa, va pica tija in majoritatea cazurilor. Nu are treaba cu forma si rezistenta aerului. Frecarea cu aerul de multe ori poate fi chiar ignorata.

Eu cred ca stiu raspunsul, nu vreau sa imi raspund singur, am pus intrebarea ca in caz in care intalnesc pe cineva care stapaneste bine conceptle din spatele fenomenelor astea, sa ii pot pune o intrebare mai dificila, la care momentan nu stiu sa raspund.

Oricum, multumesc de raspuns. Interesant si clipul.
1 0
În esență răspunsul e bun. Explicația e că de vină este aerul. Dacă am face experimentul în vid probabilitățile ca ciocanul să atingă solul mai întîi cu capul sau cu coada ar fi cele care rezultă din geometria ciocanului. În aer însă corpurile cad cu viteze diferite în funcție de cîțiva parametri, între care forma și densitatea. Dacă fixăm forma și volumul unui corp, viteza va fi mai mică la corpul cu densitate mai mică. De exemplu un balon de săpun cade mult mai încet decît o bilă de oțel cu același diametru.

La ciocan putem gîndi astfel. Să presupunem că separăm capul și coada ciocanului și le lăsăm să cadă simultan de la înălțime. Coada avînd o densitate mai mică va suferi întîrzieri mai mari din cauza rezistenței aerului, deci va rămîne în urmă. La ciocanul întreg vitezele diferite se manifestă prin rotirea ciocanului cu coada în sus. Coada nu se va opri sus, ci se va roti în continuare, și uneori ciocanul va cădea în coadă. Dar cu cît aruncăm ciocanul mai sus, cu atît vitezele implicate la coborîre sînt mai mari și coada va fi forțată mai mult să rămînă în urmă, deci cu atît probabilitatea ca ciocanul să cadă în cap, nu în coadă, e mai mare.

Ce nu-mi place la răspunsul lui Marco e doar un mic detaliu. Nu suprafața cozii contează, pentru că dacă și coada ar fi făcută tot din fier și ar avea o formă tot prismatică probabilitatea ca ciocanul să cadă în coadă ar fi mai mare decît la un ciocan cu coada de lemn. Ce contează e densitatea (și secundar forma) cozii.

O observație: mai contează și cum e aruncat ciocanul. Dacă îi imprimăm o viteză de rotație mare într-un plan vertical, primul contact al ciocanului cu solul va fi întotdeauna în capătul cozii, pentru că centrul de rotație este aproape de capul ciocanului și contactul cu solul se produce în punctul ciocanului cel mai îndepărtat de centrul de rotație (la viteze de rotație suficient de mari).
0 0
Interesant comentariul, mai ales observatia din ultima parte. Din ce stiam eu se poate discuta despre efectul frecarii cu aerul la corpuri cu suprafata foarte mare (parasute) sau la corpuri cu masa foarte mica (balonul de sapun mentionat mai sus). Corectati-ma daca gresesc, dar greutatea care trage ciocanul spre Pamant se aplica in centrul de greutate. Dar atunci poate nu e clar cum e cu proprietatea vectorilor de a fi translatati.
0 0
Rezistența aerului (asta vrea lumea să spună cînd spune „frecarea cu aerul”) este într-adevăr mai ușor sesizabilă la corpuri mai mari și mai ușoare, dar ea există la orice corp care se mișcă în raport cu aerul. De exemplu, viteza unui glonț --- mic, greu și foarte aerodinamic --- se reduce semnificativ în cursul deplasării din cauza frecării cu aerul.

Iar în cazul ciocanului vorbim de diferența dintre cum se comportă capul și coada. Diferența e mică, dar dacă i se dă destul timp să acționeze, efectele pot fi mari.

Înțeleg că vă e ușor să gîndiți cu puncte de aplicare ale forțelor. Atunci rotirea ciocanului cu coada în sus o puteți înțelege ușor astfel: forța de greutate are rezultanta aplicată în centrul de masă al ciocanului, aflat aproape de cap, în timp ce rezistența aerului acționează într-un punct mai apropiat de centrul geometric al ciocanului (pentru forța de rezistență nu contează densitățile diferitelor părți ale ciocanului, ci doar forma și volumul lor). Ca urmare coada se rotește în sus.
0 0
Dar daca nu ar exista frecarea cu aerul, ciocanul nu ar cadea in majoritatea cazurilor tot pe partea mai grea? Distributia inegala a greutatii nu e suficienta pentru a face partea mai grea sa "stea" mai mult timp in semiplanul planul delimitat de paralela la sol prin centrul geometric decat manerul?
0 0
Nu, în absența aerului ciocanul nu ar cădea mai des cu capul în jos. Greutate mai mare înseamnă simultan și inerție mai mare, iar inerția are efectul opus, de rămînere în urmă. Dar dintr-un motiv anume ne e mai ușor să intuim greutatea decît inerția.

De fapt tocmai de aceea la început nici nu ne vine să credem că Galilei avea dreptate cînd spunea că un corp greu care la fel de repede ca unul ușor. Eu unul pînă n-am făcut efectiv experimentul eram convins că n-are cum să fie așa. Eram prin școala generală și am făcut experimentul cu două bile de rulment de dimensiuni foarte diferite, dar l-am făcut doar ca să-mi verific convingerea că Galilei nu putea să aibă dreptate. Nu mică mi-a fost surpriza cînd am văzut că eu eram cel care greșea.

Așa că vă înțeleg și eu impresia că și în vid ciocanul ar cădea tot preponderent în cap. Vă înțeleg, pentru că am trecut și eu prin asta, dar impresia rămîne greșită. Putem merge chiar mai departe și duce la extrem proporția celor două părți ale ciocanului, de exemplu putem înlocui coada ciocanului cu un balon cu aer sau o sferă din polistiren expandat, iar fierul ciocanului îl lipim de balon/sferă. În aer fierul se orientează rapid în direcția de deplasare (în jos, dacă lăsăm obiectul să cadă liber de la înălțime). Dar în vid orientarea fierului devine indiferentă; nu există nici o forță care să rotească obiectul spre o orientare preferențială.
0 0
Vreau sa vad daca am inteles bine. Hai sa spunem ca ciocanul aruncat se invarte in sens trigonometric. Atunci, din pozitia in care este paralel cu solul, cu capatul de metal in stanga, ciocanul face o rotatie de pi/4 relativ usor, datorita impulsului partii grele si a frecarii aerului miscorata la coada chiar de coada in momentele precedente. Cu alte cuvinte, coada, prin rotire, a "subtiat" aerul, acelasi fenomen care apare cand doua masini cu viteza mare, iar una se afla in spatele celeilalte. Pentru masina din fata, frecarea cu aerul e mai mica.
Din pozitia in care ajunge ciocanul (adica perpendicular pe sol, cu greutatea in jos), inca o rotatie de pi/4, pentru a ajunge paralel cu solul si cu partea gra in dreapta, se face mai greu, pentru ca atat capul ciocanului, cat coada, intampina rezistenta mai mare a aerului decat in rotatia precedenta (de aceasta data capul ciocanului a "subtiat" aerul ce urmeaza a fi parcurs aproximativ de coada, dar coada are o suprafata mai mare).
Asta se intampla daca exista frecarea cu aerul. Daca nu exista, atunci modul in care cade ciocanul depinde de forta imprimata intial ciocanului si implicit a inaltimii la care ajunge ciocanul si la numarul de rotatii. La aruncari aleatoare sunt rezultate aleatoare.
Stiu ca abordarea si exprimarea mea sunt departe de a fi stiintifice, dar, daca se poate face abstractie de asta, as vrea sa stiu daca am inteles cum trebuie fenomenul.
1 0
Cred că ați înțeles cel puțin o parte, deși nu mi-e foarte clar, pentru că ați adus în discuție un fenomen nou, „subțierea” aerului, care e neglijabil.

Cel mai important efect în toată povestea asta e că, pentru ciocanul aflat în cădere, vîntul bate de jos în sus. De aceea, cînd coada e în urcare față de centrul de masă mișcarea de rotație e avantajată (accelerată), iar cînd coada e în cădere ea trebuie să lupte împotriva vîntului, deci e rotația decelerată. Astfel apare o tendință asimetrică cozii de a sta deasupra capului, de unde și căderile mai frecvente cu capul în jos (la viteze de rotație mici, cum spuneam).

Fenomenul care apare cînd două mașini merg una în spatele alteia la distanță mică nu vine dintr-o subțiere a aerului (variația de densitate e infimă), ci din faptul că mașina din față pune aerul în mișcare, încît pentru mașina din spate viteza relativă la aer se micșorează (iar rezistența aerului e aproximativ proporțională cu pătratul vitezei, deci contează). Atenție: nu mașina din față profită în primul rînd, ci cea din spate. Dar la ciocanul nostru fenomenul acesta e foarte slab, neglijabil, pentru că pînă ajunge coada ciocanului să facă același unghi mișcarea aerului s-a stins aproape de tot, și apoi ciocanul se află în cădere, deci coada nu mai trece prin același loc să profite de acea mișcare. Și oricum antrenarea aerului de către ciocan este simetrică în raport cu direcția de cădere, deci nu avantajează orientarea în sus a cozii.

În rest în explicația dumneavoastră mai sînt doar mărunțișuri de corectat, de exemplu pi/4-urile sînt de fapt pi/2-uri.

Încă o observație: rotația ciocanului se produce în jurul centrului de masă, nu al centrului geometric al volumului. La un ciocan obișnuit centrul de masă se află la 4–6 cm de capătul greu și la 20–30 cm de capătul ușor. Asta înseamnă că antrenarea aerului, atîta cîtă e, e produsă aproape în întregime de coadă.
0 0
Niciodata nu am lucrat cu proiectile, avioane, sau in orice alt domeniu in care se ia in calcul serios problema frecarii cu aerul. Si poate ca inteleg mai greu fenomenele cand vine vorba de asa ceva. Stiu ca am explicat prost "subtierea" aerului si ca exemplul cu masina este ilogic, cea din spate trebuie sa fie avantajata. Imi dau seama ca oricum este irelevant acest factor. De asemenea, realizez acum ca am gresit acolo cu unghiul. Nu stiu cum am putut tampeniile alea, cred ca o sa imi recitesc mesajele de acum.

Capul ciocanului ajunge repede din pozitia cand este paralel cu solul in cea in care este perpendicular pe sol, apoi paraseste greu aceasta pozitie, in timp ce coada ajunge greu si pleaca repede. Iar asta se intampla pentru ca centrul de roattie e mai aproape de cap.  Cred ca acum am priceput. Multumesc pentru explicatii.
0 0
Îmi pare bine că v-am putut fi de folos.

Explicația foarte scurtă a fenomenului este că cele două forțe care acționează asupra ciocanului --- greutatea proprie și rezistența aerului --- acționează în puncte diferite din volum, ceea ce produce un moment al forței care duce la reorientarea ciocanului cu partea mai densă în jos.
...