by 
Το νερό δε χύνεται διότι ισορροπεί.
Οι δυνάμεις που δέχεται το νερό δηλαδή το βάρος του με φορά προς τα κάτω, η δύναμη από το χαρτί με φορά προς τα πάνω, η δύναμη από τον πυθμένα του ποτηριού…
Με άλλα λόγια το νερό δε χύνεται διότι υπάρχει το χαρτί και το εμποδίζει.
Όπως δε χύνεται και όταν το ποτήρι είναι “σωστά”.
Βαγγέλη υπάρχει ένα πρόβλημα.
Δηλαδή στο πρώτο σχήμα έχεις ένα δοχείο και στον πάτο του πίεση pατμ+1.000Ρα+Ρ΄.
Το τουμπάρεις (δηλαδή αλλάζει κάτι) και η πίεση στον πάτο γίνεται pατμ-1.000Ρα-Ρ΄.
Γιατί να μικρύνει η πίεση;
Το νερό κάνει διακρίσεις;
Με ποιον μηχανισμό μίκρυνε η πίεση;
Στην άσκηση του σχολικού βιβλίου, με τον κύλινδρο και το έμβολο, Θα μου απαντούσες ότι ο αέρας στον κύλινδρο εκτονώθηκε και μίκρυνε η πίεση. Η άσκηση του σχολικού βιβλίου ζητάει και την επιμήκυνση όταν τουμπάρουμε τον κύλινδρο.
Εδώ τι συνέβη και έπεσε η πίεση;
Εκτονώθηκε το νερό;
Εδώ μπορώ να καταλάβω κάτι:
Το νερό φυσικά δεν θα χυθεί.
Το έμβολο ισορροπεί και στις δύο εικόνες.
Αριστερά η πίεση στον πάτο είναι pατμ+1000Pα.
Δεξιά η πίεση στον πάτο είναι pατμ
Μπορούμε να εξηγήσουμε φυσικά την μείωση της πίεσης του νερού.
Το νερό “εκτονώθηκε”.
Το νερό εκτονώθηκε κατά ένα δισεκατομμυριοστό του όγκου του. Έτσι έπεσε η πίεση κατά 1000 Pα.
Στην περίπτωση του ποτηριού τι έγινε;
Γεια σας παιδιά.
Γιάννη, προφανώς Πασκάλ επικαλούμαι και έβαλα αβαρές το χαρτί για να μην μπερδευόμαστε με… λεπτομέρειες
Τι αλλάζει, ρωτάς.
Αντιμετωπίζω το χαρτί σαν μια λεπτή μεμβράνη. Στο πάνω δοχείο πάνω από το σημείο Α υπάρχει αέρας και η πίεση είναι ατμοσφαιρική. Υπάρχει αντίλογος;
Αλλά τότε στο Β η πίεση είναι αυξημένη, εξαιτίας και της υδροστατικής.
Αν αναποδογυρίσεις το δοχείο (δεύτερο σχήμα) στο σημείο Β δεν μπορώ να πω ότι η πίεση είναι ίση με την ατμοσφαιρική. Από πάνω του το τοίχωμα είναι ακλόνητο (ο πυθμένας του ποτηριού), οπότε η πίεση είναι άγνωστη. Ζητάμε λοιπόν άλλο σημείο…
Και αυτό είναι τώρα το σημείο Α, όπου έρχεται ξανά σε επαφή με την ατμόσφαιρα, οπότε η πίεση είναι ατμοσφαιρική.
Αλλά τότε μπορούμε να βρούμε ότι στο Β έχουμε μικρότερη πίεση κατά ρgh.
η σκέψη μου Γιάννη, υποθέτω και του Διονύση, είναι ότι
στη θέση Α το βάθος είναι στην αρχή 0 και μετά 10cm
άρα οι αντίστοιχες υδροστατικές 0 και 1000Pa αντίστοιχα
(μπορεί, όμως, και να κάνω λάθος)
Αν απομακρύνουμε πολύ γρήγορα το χαρτόνι τότε το νερό:
α. και στις δύο θέσεις Α και Β θα κινηθεί προς τα πάνω
β. και στις δύο θέσεις Α και Β θα κινηθεί προς τα κάτω
γ. στη θέση Α θα κινηθεί…
http://ekountouris.blogspot.gr/2017/03/blog-post_0.html
(καλά αυτή η εικόνα που έβαλα γιατί δεν με αφήνει να γράψω δίπλα της, τα δε γράμματα πώς μίκρυναν έτσι;)
Παιδιά να απαντήσω ξεχωριστά.
Διονύση φυσικά η πιέσεις είναι τόσες. Η ισορροπία του χαρτιού το απαιτεί.
Δεν συζητώ αυτό, ούτε με απασχολεί ο υπολογισμός τους. Τόσες είναι διότι….ΣF=0 και ….
Πως έπεσε η πίεση;
Διονύση με μεμβράνη απορία δεν θα είχα. Όμως μπορούμε να ταπώσουμε και με ένα εξαιρετικά σκληρό και ελαφρύ δίσκο.
Πάλι θα ισορροπήσει η διάταξη. Πάλι οι πιέσεις θα είναι τόσες.
Πως γίνεται όμως να μειώνονται οι πιέσεις με το τουμπάρισμα;
Το νερό αντιδρά ως ζωντανός οργανισμός, αντιλαμβανόμενο το ότι έχει επισφαλή πάτο και ρίχνει την πίεσή του με κάποιο "ομοιοστατικό μηχανισμό";
Με το έμβολο μπορώ να το καταλάβω. Αύξηση του όγκου κατά το ένα δισεκατομμυριοστό του.
Με το χαρτί-καπάκι-δίσκο με δυσκολεύει.
Βαγγέλη είναι ωραία σπαζοκεφαλιά, αλλά είναι άλλο θέμα που αξίζει ιδιαίτερη συζήτηση.
Μπαίνω στον πειρασμό να γραφτώ στο υλικονέτ με άλλο όνομα.
Κυριάκος Γιαννόπουλος λ.χ.
Εκεί θα υποστηρίξω ότι η πίεση είναι μέσα μόνο 1000Pα.
Την υπόλοιπη δύναμη που απαιτείται για να ισορροπήσει το χαρτάκι την ασκούν τα χείλη του ποτηριού.
Δηλαδή το νερό ασκεί δύναμη μόνο 2,5 Ν και τα υπόλοιπα 382,5 Ν τα ασκούν τα χείλη του ποτηριού.
Καλησπέρα Βαγγέλη
Οι απαντήσεις που δίνουν ως εξήγηση μια μεγαλύτερη δύναμη από πάνω προς τα κάτω … ασφαλώς είναι ερμηνείες λανθασμένες και έρχονται σε αντίθεση με την έννοια της ισορροπίας.
Η επίκληση όμως τριβών στα χείλη ούτε σωστή είναι ούτε αναγκαία.
Δες εδώ .
Το έχουμε συζητήση πολλές φορές … ακόμα και με μια μείωση όγκου αέρα από 0,2 ml σε 0,1 ml ( που είναι και οι δυο ποσότητες μη ανιχνεύσιμες ) μπορεί να φέρει μια μείωση της εσωτερικής πίεσης που να υπερκαλύπτει το βάρος του υγρού.
Η απάντηση στο συγκεκριμένο ερώτημα δεν είναι καθόλου απλή και, φυσικά, δεν μπορεί να δοθεί από μαθητές!!!
Υπάρχει στο βιβλίο του Ρωσοεβραίου Γιακοβ Περελμάν με τίτλο "Ξέρετε Φυσική;" που εκδόθηκε το 1935.
Σύμφωνα με αυτό υπάρχουν διάφορα φαινόμενα τα οποία πρακτικά είτε δεν είναι ορατά δια γυμνού οφθαλμού ή δεν τα δίνουμε σημασία. Αυτά είναι τα εξής: 1. Ανάμεσα στο χαρτί και το νερό υπάρχει στρώμα νερού, 2. Κατά την περιστροφή του ποτηριού μπορούν να μας φύγουν μερικές σταγόνες νερού, 3. Μια ποσότητα νερού εμποτίζει το χαρτί και 4. Υπό την ε΄πίδραση του βαρους του νερού το χαρτί καμπυλώνεται.
Δηλαδή η εικόνα έχει περίπου την ακόλουθη μορφή
Το αποτέλεσμα είναι στον ανεστραμένο πυθμένα να δημιουργείται υποπίεση. Εκτιμήσεις δίνουν ότι αν το αρχικό ύψος του αέρα ήταν 0.1 mm αύξησή του κατά 1% για ποτήρι διαμέτρου 7cm μπορεί να συγκρατήσει στήλη νερού ύψους 10 cm.
Αν V0 είναι ο αρχικός όγκος του αέρα και V ο τελικός για τις αντίστοιχες πιέσεις θα έχουμε pΑ (ατμοσφαιρική) και p και θα ισχύει p=pAV0/V= pAh/(h+Δh), όπου h το αρχικό ύψος του αέρα και Δh η αύξησή του. Αν θεωρήσουμε ότι το ύψος του ποτηριού είναι Η, η διατομή του S μπορούμε να γράψουμε κατά προσέγγιση τη συνθήκη ισορροπίας (θεωρώντας ότι η ποσότητα του νερού δεν μεταβλήθηκε)
pS+ρgH+W(χαρτιού)<= F (επιφανειακή τάση)+pAS
Μπορούμε να αγνοήσουμε το βάρος του χαρτιού και την επιφανειακή τάση που είναι πολύ μικρές και της ίδιας τάξης μεγάθους). Από τις σ'χεσεις αυτές μπορούμε να βρούμε πόσο ύψος νερού μπορεί να συγκρατήσει μαι συγκεκριμένη αύξηση του όγκου του αέρα.
Αναφέρει επίσης ό Περελμάν ότι το ίδιο λίγο πολύ γίνεται και με την περίπτωση της λεπτής γυάλινης πλάκας.
Μήτσο φοβερό το βίντεο!!
Και το καπάκι όπως το ήθελα, μη παραμορφώσιμο. Όχι μεμβράνη δηλαδή.
Έχεις όμως αέρα και η εξήγηση κατανοητή.
Αν βρούμε υγρό και με εξαιρετικές τεχνικές αποκλείσουμε την ύπαρξη αέρα στο δοχείο-ποτήρι, θα χυθεί το νερό;
Ευχαριστώ τον κύριο Τριαλινό για την διαφωτιστική του παρέμβαση.
Κατανοώ την εξήγηση που επικαλείται δράση του αέρα.
Το υγρό δεν είναι ανάγκη να είναι νερό.
Μπορούμε , έστω με τεχνικές δυσκολίες να εξασφαλίσουμε απουσία αέρα από το υγρό αυτό (με τρύπα στο καπάκι την οποία κλείνουμε κατάλληλα λ.χ.).
Μπορούμε να εξασφαλίσουμε αμελητέες τριβές στο έμβολο.
Πιστεύω πως πάλι δεν θα χυθεί το υγρό.
Καλησπέρα Δάσκαλε ( Χρ. Τρικαλινός)
Ναι αυτή είναι η εξήγηση στην οποία είχαμε καταλήξει μετά από πολύ συζήτηση πριν χρόνια ( ίσως μπορέσει να την βρει ο Κυριακόπουλος αν την θυμάται …πρέπει να ήταν 2010 ή 2011) .
Να σημειώσω μόνο ότι πάντα υπάρχει μια ποσότητα μη ανιχνεύσιμου αέρα. Αν φροντίσουμε να μην υπάρχει τότε το νερό χύνεται όταν η διατομή είναι μεγαλύτερη κάποιας ελάχιστης , ανάλογα με τις δυνάμεις συναφείας με το υλικό . ( π.χ. σε ένα καλαμάκι και χωρίς μεμβράνη, δεν θα χυθεί νερό ακόμα και αν δεν υπάρξει αέρας … η μικρή καμπύλωση στο κάτω άκρο είναι αρκετή για να συγκρατήσει όλη την ποσότητα ύδατος )
Γιάννη …
Στο βίντεο ίσως πρόσεξες κάποιες σταγόνες που μου διαφεύγουν κατά το αναποδογύρισμα …
Ακόμα και αν δεν μου ξεφύγουν … υπάρχει πάντα λίγος αέρας διαλυμένος και έτσι η ελάχιστη αύξηση του όγκου ( μείωση πίεσης ) αρκεί για να "προκαλέσει την φύση να εκδηλώσει την απέχθειά του στο κενό" όπως θα έλεγε και ο Αριστοτέλης…
καλησπέρα Μήτσο
προφανώς "ψαχνόμαστε αεί ψαχνόμενοι",
διότι δεν τα ξέρουμε όλα φίλε…
(αλλά "συζητήσει", φυσικά το είδα…)