2017S.3.1 strona 92

I w 3.2. napisali, że Fnac=Fg+Fwyporu, co oznaczałoby, że siła wyporu jest skierowana w dół i to chyba byłoby błędem.

Odpowiedź na 3.1 wiąże się od razu z pytaniem odnośnie 3.2. Mianowicie, zauważ, że dowód przeprowadzony przez Ciebie w 3.1 jest błędny, on bowiem wskazuje na fakt, że siła nacisku na wagę po zanurzeniu w wodzie (czy też tej drugiej cieczy) ciała zmalało, a my mamy udowodnić, że ta siła nacisku wzrosła.

Poprawny dowód wyglądałby następująco - siła nacisku przed to faktycznie m1*g (zrobimy dowód dla wody, dla drugiej cieczy jest on zupełnie analogiczny). Ale po zawieszeniu ciała dostajemy takie coś: siły działające na ciało to jego ciężar m2g (w dół) i siłą wyporu ro_wody*g*Vc (pionowo w dół). Siła wyporu to siła z jaką woda działa na ciało. A zatem zgodnie z trzecią zasadą dynamiki Newtona, ciało działa na wodę z siłą o takiej samej wartości, ale przeciwnym zwrocie, czyli w dół. Czyli siły jakie działają po zanurzeniau ciała na wodę, to jej ciężar m1*g oraz siła z jaką ciało działa na wodę, czyli ro_wody*g*Vc (obie te siły działają w dół). To z kolei przekłada się na fakt, że nacisk na wagę po zanurzeniu ciała jest faktycznie większy, bo wzrósł z m1g do m1g + ro_wody*g*Vc. Zwiększył się on zatem o wartość ro_wody*g*Vc i widzimy, że nie jest to wartość ciężaru zawieszonego ciała, cnd.

I to od razu odpowiada na Twoje drugie pytanie. Zapis, że Fnac = Fg + Fwyporu co do wartości jest zatem poprawny. Bo rzeczywiście siła nacisku na wagę jest równa co do wartości sumie siły ciężkości wody i siły z jaką ciało naciska na wodę (a wartościowo jest to właśnie siła wyporu działająca na to ciało).

Czyli tutaj siła wyporu jest jakby częścią siły reakcji?

I w tym przypadku rozpatrujemy wszystkie siły działające w dół nieważne do jakiego ciała są przyłożone z tego co rozumiem? Czy nie powinno być Fnpo=m2g+ro_wody*g*Vc?

Czy to co jest w ramce jest poprawne?

Nie no poprawne jest to co napisałem w poprzednim komentarzu. Czyli siła nacisku przed to: m1*g (przyjmuję, że m1 to po prostu masa wody). A siła nacisku po to: m1*g + ro_wody*g*Vc.

I nie rozpatrujemy wszystkich sił działających w dół bez względu do jakiego ciała są przyłożone, tylko rozpatrujemy sił działające w dół na wodę, bo to ona bezpośrednio naciska na dno naczynia, a co za tym idzie przekłada się to na wskazanie wagi.

To w takim razie nie bierzemy pod uwagę ciężaru tego ciała? Bo jeśli Fnpo=m1g+ro_wody*g*V to znaczy, że sam ciężar się nie zmienia, mimo że do wody wkładamy ciało

No nie bierzemy go pod uwagę, ale to dlatego, że ciało jest zawieszony na nici. Gdyby zwyczajnie było tam wrzucone do wody, to oczywiście ten ciężar należałoby wtedy uwzględnić.

Aaa, ma to sens. A w 3.2. dlaczego przyjmujemy, że np. Fnpo=Fg=m2g?

Hmm, ale tak nie przyjmujemy, ja tak nigdzie nie napisałem ;)

Pan tak nie napisał, ale tak cke napisało w odpowiedziach.

Ok, CKE użyło faktycznie takiego zapisu, co jest sensowne biorąc pod uwagę, że m2 jest wskazaniem wagi - jakoś przeoczyłem tę informację wcześniej. A jeśli faktycznie tak jest, to w istocie siła nacisku na wagę musi być równa m2*g, bo tak działąją wagi - mierzą one siłę z jaką dane ciało na nią naciska i zakładając określoną wartość przyspieszenia ziemskiego g, dzielą wartość tej sił przez to g i pokazują masę ciała. Stąd nacisk możemy zapisać jako m2*g, gdzie m2 to wskazanie wagi.

Ale już w przyspieszającej windzie i na równi pochyłej takie założenie by nie zadziałało prawda?

Takie, tzn. jakie? Jeśli pytasz o to czy np. waga w przyspieszającej windzie też pokaże zmienioną wartość, bo zmienia się siła nacisku człowieka na wagę, to odpowiedź jest twierdząca - tak się właśnie stanie, bo waga waży nic innego jak właśnie siłę z jaką naciska na nią znajdujące się na niej ciało (nie oblicza ona zatem bezpośrednio masy ciała, tylko robi to pośrednio wykorzystując wartość sił nacisku).

No chodzi mi o to czy np. w tej przyspieszającej windzie też zachodzi Fnpo=Fg? Bo przecież tam działa też siła bezwładności

To nie jest prawda - siła nacisku to jest właśnie jak zauważyłeś (rozpatrując to np. w układzie nieinercjalnym) suma wektorowa siły ciężkości i siły bezwładności. Ale w przypadku tego zadania tak naprawdę też tak jest, tylko twórcy inaczej to ujęli. Po prostu w tym przypadku m2*g nie jest tak naprawdę ciężarem, tylko po prostu siłą nacisku uwzględniającą już fakt, że nie jest to sam ciężar, ale suma ciężaru i wartości siły wyporu. Więc odnosząc się jeszcze do Twojego wcześniejszego komentarza, to tak naprawdę CKE zapisało, że Fnacisku = m2*g, ale nie zapisali tam wcale, że jest to Fg (ciężar) - powinienem był zwrócić na to Twoją uwagę już w sumie wcześniej. No ale lepiej późno niż wcale ;)

A no dobrze, takie podchwytliwe zadanie. Dziękuję :)