¿Por qué una taza con el flotador de agua 100 g cuando se coloca en otro vaso con 50 g de agua?

Question

Imaginemos que tenemos la copa de Un con 50 g de agua y la taza B (de menor ancho de Una) con 100 g de agua. Ahora ponga la taza B en la copa de A. Si el ancho de ambas copas son de tamaño comparable, a continuación, la taza con 100 g de agua flota. No toque el fondo de la copa B.

Ahora piense acerca de Arquímedes de la ley de la flotación. Se dice que el peso del líquido desplazado = peso del objeto flotante. Sin embargo, en este caso la parte inferior de la taza tiene sólo 50 g de agua. ¿Cómo puede un objeto flotante sin desplazamiento de agua igual a su propio peso? No soy la aplicación del principio de Arquímedes correctamente o porque de ambas cosas a la vez seres de tamaño comparable principio de Arquímedes no se aplica?

Answer 1

Supongamos que ese vaso B tiene una masa de 1 g, la masa total que debe desplazar para flote 101 g. Cuando se coloca la Copa B en Copa A, se eleva el nivel del agua. Con Copa B flotante, nos marca el nivel del agua en la taza A. Sacar del vaso B y observe que el nivel de agua es menor. Si ahora añadimos agua para A traer hasta el nivel anterior de la taza, necesitaríamos añadir 101 g de agua.

Answer 2

Lo mejor que me puede decir, lo que usted está confundido acerca de es el hecho de que la Copa de Un (peso de 100 g) está flotando en 50 g de agua, mientras que el principio de Arquímedes establece que la Copa de Un debe ser desplazando a 100 g de agua, lo que parece contradecir el hecho de que sólo hay en 50 g de agua disponible para desplazar. ¿Cómo puede ser eso posible?

Hay una sutil razón; sólo porque usted tiene 50 g de agua no significa que usted no puede efectivamente desplazar a más de 50 g de agua. Este es probablemente el mejor ilustrado con una foto. He aquí lo que el sistema se ve como antes de la Copa B, se deja caer en:

He aquí lo que se ve cuando se le cae la Taza B:

Lo difícil es: Copa B, efectivamente desplazadas 100 g de agua, a pesar de que había sólo 50 g de agua disponible para desplazar! Si no es inmediatamente obvio cómo es que la Taza B está desplazando 100 g de Taza de agua (aunque la Copa de Un solo 50 g de agua), la mirada en el diagrama 2 por un tiempo.

Answer 3

La profundidad es lo que importa aquí.

1. Es un hecho que, en parte, un copa llena de flotará en un cuerpo de agua. Por supuesto, que el cuerpo tiene que tener la profundidad suficiente para contener la inmersión. Si la copa se requiere de X centímetros de profundidad, a fin de flotación, y la superficie del agua es > X centímetros por encima de la parte inferior del recipiente más grande (teniendo en cuenta el desplazamiento causado por la inmersión), luego la copa va a flotar.

2. La profundidad del agua no está limitado por el volumen disponible. 50 gramos de agua, que puede ser desplazado de tal manera que la profundidad suficiente es creado para flotar una taza de 100 gramos.

Profundidad, junto con la densidad y la gravedad es lo que realmente crea la presión que causa buyoancy. Cada unidad de superficie del objeto es actuar sobre la presión, y la neta diferencia de presión entre la parte superior e inferior del objeto, se crea buyoancy: porque las partes de la superficie del objeto que son más profundos están sometidos a mayor presión que las partes de la superficie del objeto que están inmersos menos profundamente.

Arquímedes' la Ley es sólo un corolario que se deriva de este gradiente de presión. Debido a la forma de la superficie de la integral de las obras alrededor de un objeto, un atajo salga de las matemáticas: la fuerza de empuje que puede obtenerse conociendo sólo la fuerza gravitacional que actúa sobre el equivalente en volumen del fluido en el que el objeto flota. Esto usualmente se expresa como "el volumen desplazado por el objeto", pero el desplazamiento es una abstracción: es posible que no haya suficiente cantidad de líquido disponible, de manera tal que cuando el objeto flotante es eliminada, todo su volumen es ocupado por el líquido que queda.

El "desplazamiento de la visualización" de buyoancy se supone que el cuerpo de agua es lo suficientemente grande como para que la disponibilidad de líquido es prácticamente ilimitado. Pero buyoancy no depende de la realidad empujando todo el líquido fuera del objeto del espacio; es sólo eso: una ayuda visual.

Todo esto está relacionado con el hecho de que la presión en una columna de líquido por efecto de la gravedad es independiente de la anchura de la columna y por lo tanto su volumen. Una columna de agua de 10 m de alto, y tan delgado como un lápiz, tiene la misma presión en la parte inferior como una 10m de profundidad del lago (aobut 1 atmósfera). Esta es la razón por la que sólo una delgada chaqueta de agua alrededor de una taza de papel es suficiente para crear la presión para flotador de la copa.

Answer 4

Cómo acerca de este experimento:

Taza está llena de agua hasta el borde. Coloca la taza B rellena con un poco de agua para flotar en la copa A. la Mayor parte del agua de la taza Una derrama sobre el borde, excepto por una pequeña cantidad. Sin embargo copa B finalmente flota en la copa A. tire de la flotación de la copa B de la copa A.

• Qué cantidad de agua vertida por la copa?
• Cuánto volumen de agua que se derrama?
• Se la taza B flotar de nuevo, si usted poner de nuevo?

Bono de preguntas:

• Por cuánto se eleva el nivel del agua, si usted pone una piedra más pequeña, pero tan pesado como la taza B) en la copa?
• ¿Por qué no la piedra flotante?
• ¿Cuánta agua se necesita para llenar una taza de C para hacer la taza B flotar en él, si la copa C es igual a la taza a excepción de un mayor rim?
• Cuánto (más) volumen de agua se necesita para llenar la copa D para hacer la taza B flotar en él, si la copa D sería más amplia que la de la copa?

Supongo que la confusión surge a partir de la medición de agua por su peso en lugar de su volumen. El agua vertida por la copa a es el volumen de agua desplazado por la copa B. Pero usted no necesita realmente derrame. Es muy importante que el nivel del agua sube tanto como si se derrama.

Y ahora a responder a su pregunta: Usted se va a aplicar el término "desplazar" de forma incorrecta, debido a que se relaciona con el agua que todavía está allí. Pero el significado es que no hay, por ejemplo, el derrame de agua. Sin embargo, el derrame de agua es sólo una manera de visualizar algo que no está allí.

En resumen: El desplazamiento no significa "despido", sino elevar el nivel del agua porque se trata de un "volumen es dejada de lado".

BTW: El último párrafo de la notable respuesta es una especie de crítica:

Lo difícil es: Copa B, efectivamente desplazada 100 g de agua, a pesar de que había sólo 50 g de agua disponible para desplazar!

El último verbo no debería ser "desplazar", sino "hacer a un lado", de lo contrario la misma manera errónea de pensar.