Potapěč vs. hrneček plný vody. :D

Anonym53933327.05.2013 15:05 Nahlásit
Toto není ani tak dotaz, spíš taková trochu morbidní kuriozitka :D Představte si báni 2x2x2 metry, ve které je zavřený potapěč. Tahle báně je zakopaná například 100m pod zemí. K téhle báni vede uzoučká trubička (tak úzká aby průřez krát 100m byl rovný objemu hrnku). když bych pak do té trubičky hrnek vylil, tak, jestli dobře uvažuju, by to mělo potapěče pěkně pomačkat...

Odpovědi

Přidat odpověď ▾

Diskuze

Cenobita.27.05.2013 18:14 (Upr. 27.05.2013 19:17) Nahlásit
Správně je to tzv. hydrostatický tlak - je závislý na výšce vodního sloupce:

p=h*ro*g

Příroda musela tento problém také řešit v krevním oběhu - tlak krve by byl totiž ovlivněn hydrostatickým tlakem, proto jsou v žílách zpětné ventily - chlopně. U žirafy by to už byl velký problém.
Anonym53933327.05.2013 22:42 Nahlásit
Jojo, zdá se to ale neuvěřitelný, že by jeden hrneček měl takovou sílu.
L.Sarb27.05.2013 23:08 Nahlásit
100 m, jaký je to tlak ? 1 MPa ?
Hrneček = 250ml. Jaký je to průměr trubičky ? Není to náhodou kapilára ?
Anonym53933327.05.2013 23:24 Nahlásit
Jasně, že by byla hrozně uzoučká, tak tenká, že by to asi ani nešlo prakticky provést. Líbí se mi prostě ta myšlenka že stejný (podle mě obrovský) tlak (10 atmosfér), jako je ve 100metrové hloubce v moři, by dokázala vytvořit jen trocha vody. Něčeho podobného se vlastně využívá v hydraulických lisech.
Cenobita.28.05.2013 11:51 Nahlásit
Ano zdá se to jako další tzv. hydrostatický paradox.

Třeba pomůže představa:

Když si uzavřený "hrneček" (sud) představíme jako hydraulický lis bez (velkého) posuvného pístu a kapiláru jako (malý) píst, který tlačí silou:

F = m*g = ro*V * g = ro*h*S * g = ro*h*g * S = p * S

a tato kapilára naplněná hrnečkem vody je vlastně píst, který vytvoří tlak:

p=ro*h*g = ro*h*g * S/S = ro*V*g/S = m*g/S = F/S

pro lis platí:

p1*S1=p2*S2

pak to už snad dává smysl, že ten hrneček vody dokáže roztrhnout sud při dostatečně vysokém pracovním sloupci v kapiláře (malém pístu lisu).
Cenobita.28.05.2013 11:53 Nahlásit
p=h*ro*g=100*1000*10=1.000.000 ~ cca 10 atmosfér

... myslím, že by to netrénovaný potápěč asi ani nepřežil.
Anonym53933329.05.2013 00:27 Nahlásit
Ono by to sice vytvořilo velký tlak, ale pravda je i ta, že by to toho potapěče malinko zmáčklo, potapěč by zmenšil objem a voda z vodního sloupce by ho (ten objem, který ubyl) nahradilaa tlak by byl fuč. Nebo by si potapěč mohl pořádně utáhnout opasek, pokud by nějaký měl, tlak by se vyrovnal a tak by se zachránil... :D (Tomuhle říkám fyzikalní úvaha.) :D
Anonym53220729.05.2013 17:02 Nahlásit
vůbec tomu nerozumím, tak si dovolím laickou otázku - kdyby potápěč vody upil, byl by též v pohodě, to jest nepomačkaný?
L.Sarb29.05.2013 17:24 (Upr. 29.05.2013 17:35) Nahlásit
Potápěči nevadí hloubka, tj. tlak cca. 10atm. (hloubkové rekordy i bez přístroje jsou větší).

Kdyby vodu upil, nic se na tlakových poměrech nemění, je to uzavřená soustava.

Daleko větší je problém s dýcháním, tj. zvětšováním a zmenšováním objemu plic/hrudníku. Ve spojitosti s kapilárou (nízké protékající množství) a uzavřeným prostorem (nestlačitelnost vody), by se nenadechl (prudký nárůst tlaku), nebo by nevydechl (vznikal by podtlak). Pulzní kolísání objemu potřebném k dýchání, by kapilára nedokázala zajistit.
Stačí si představit místo potápěče balonek s tlakovým plněním mimo nádrž.
Cenobita.29.05.2013 23:28 Nahlásit
Problém toho úbytku (upití nebo stlačení těla) by problém tlaku 10 atm v praxi jistě vyřešil - ale to zde není vůbec předmětem diskuze. Jde o to že by potápěč snížil objem a ten by vyprázdnil kapiláru (voda by klesla do sudu) a tlak 100 atm by se eliminoval na nulu. Ale nikde není řečeno, že po úbytku vody v kapiláře není opětovně doplněna a v tom je jádro pudla - jde o to že 100m kapilára vytvoří velký 10atm tlak, který bych tedy nechtěl rozdýchávat. Jsem přesvědčen, že by to potápěč nezvládl, protože potápěcí přístroj dává tlak úměrný hloubce ponoření a ne jen atmosferický (pomáhá tedy potápěči v nádechu v hloubce - v ponoru).
L.Sarb30.05.2013 08:06 (Upr. 30.05.2013 08:11) Nahlásit
Ad Cenobita, upitím se nic na sloupci kapaliny nemění, změní se jenom objemové poměry kapaliny a potápěče uvnitř soustavy. Běžný potápěčský přístroj nejde použít, dýchací směs vydechuje do vody, a plyny kapiláru ucpou, navíc to bude jako s tím balonkem. Také budou vytlačovat vodu. Potápěč se nenadechne/nevydechne. Jediné co lze, tak místo vody použít kapalinu kterou by potápěč dýchal (existují). Potom je to ovšem otázka co budou dělat rozpuštěné plyny, absorbované množství závisí na tlaku (podtlak a vyšší teplota snižují nasycenost, uvolňovací se).
Jinak ano, je to příklad o tlaku, ale hrají tam roli i ostatní fyzikální veličiny, buď je započteš, nebo vyloučíš. Tedy nejenom zda je to možné, ale i za jakých podmínek.
Cenobita.30.05.2013 11:59 Nahlásit
Pokud potápěč vypije objem vody co je v kapiláře, teoreticky tlak v sudu klesne na nulu. Ale jak říkám takové úvahy jsou k ničemu, cílem tohoto pokusu je říct, že v sudu je při 100 m kapiláře 10 atm.
L.Sarb30.05.2013 12:28 (Upr. 30.05.2013 15:29) Nahlásit
Blbost.
Kam se ta voda přemístí ? Do žaludku. Kde je ten žaludek ? V té nádrži. O kolik zvětší žaludek svůj objem ? O tolik, kolik se odebere z objemu nádrže. 0 od 0 pojde. Hladina je stále stejná, v kapiláře nedochází k průtoku. Z uzavřené soustavy (nádrže) se nic neztratilo (vypitím) ani nepřibylo. I kdyby se do té vody vyčůral, tak ji nepřibude. Je to pořád jenom koloběh v té uzavřené soustavě. Ta voda vypitím z té nádrže nezmizí, zůstává tam dál.
Cenobita.30.05.2013 15:25 Nahlásit
Já uvažoval jinak - v těle je dutina - žaludek a ten se naplní vodou. Ale stále je to všechno jen teorie - praktický smysl to nemá. Myslím že Pascal (nebo jiný fyzik) ukazoval jak se dá kapilárou roztrhnout sud:

BLAISE PASCAL předvedl na náměstí v Rouenu překvapivý pokus. Do pevného dřevěného sudu s obručemi naplněného vodou zasadil dlouhou tenkou svislou trubici a nalil do ní malé množství vody. Hydrostatická tlaková síla vysokého vodního sloupce sud roztrhla, přestože tíha vody byla nepatrná. Tento jev se jmenuje hydrostatické paradoxon.

www.techmania.cz/edutorium/art_exponaty.php?xkat=fyzika&xser=4d656368616e696b61h&key=270
L.Sarb30.05.2013 15:46 Nahlásit
Praktický smysl je v tom, že to nutí uvažovat, např. o tom, že žaludek je elastický (na rozdíl od tlakové lahve, kterou by měl na dýchání), nebo že platí i ostatní fyzikální zákony (plně). Praktická aplikace, ale není smysluplná.

S tím "jiným uvažováním" jsi mne zaskočil. Zejména proto, že tady řešíš fyzikální a hydromechanické rovnice, ve kterých se já stěží orientuji. Přitom analýzu vstupních údajů úloh musíš dělat také (to je vlastně i tato otázka, analýza).
L.Sarb30.05.2013 18:35 (Upr. 30.05.2013 18:36) Nahlásit
Opravuji se, praktické uplatnění to má. Tlak + potápěč v uzavřené komoře.
Přechodové komory podvodních zařízení (ponorek, tam i s kapalinou), dekompresní komory. Celá ta problematika je dost složitá.
Délka dekomprese při hlubinném potápění :
www.stranypotapecske.cz/teorie/hloubkove-rekordy.asp
Přidat komentář do diskuze ▾