Какая сила действует на сосуд?

Предисловие: Я несколько дней пытался решить эту задачу: [Вызывает ли диффузия движение бутылки влево?] Но представленные там ответы противоречивы. Некоторые говорят, что бутылка не будет двигаться. Некоторые говорят, что бутылка будет двигаться. Но точной причины я не нашел. Я придумал способ сделать это на практике. Думаю, я немного преуспел там. Но у меня была эта проблема, с которой я прошу вашей помощи. Хотя я могу честно сказать, что это не дубликат предыдущего вопроса и не прямой ответ на этот вопрос.

Коробчатый контейнер расположен на горизонтальной плоскости без трения. Предположим, что внутри контейнера находятся газообразные положительные ионы. Они равномерно распределяются по всей емкости. Следовательно, их центр масс находится в середине системы (обратите внимание, что центр масс контейнера также находится в середине). Теперь положительные ионы притягиваются к левой стороне каким-либо отрицательно заряженным объектом вне контейнера. Затем положительные ионы концентрируются слева. Видимо тогда есть дополнительное давление на левую стенку контейнера. Поэтому контейнер с положительными ионами газа ускоряется влево. В этот момент центр масс системы смещается немного влево (поскольку существует внешняя сила, вызванная отрицательно заряженным объектом). Теперь отрицательно заряженный объект сразу удаляется. Тогда чистая внешняя сила, действующая на систему, равна нулю. Поэтому он движется равномерно с полученной скоростью. Но здесь положительные ионы должны теперь снова медленно и равномерно распространяться в контейнере. Затем центр масс возвращается в центр чаши. Но так как центр масс системы движется по определенной траектории с постоянной скоростью, то центр масс сосуда (исключая ионы) должен смещаться влево по мере того, как центр масс газообразных ионов смещается вправо. То есть снаружи кажется, что контейнер немного ускоряется влево. Но что создает эту силу над контейнером, чтобы ускорить его? Затем центр масс возвращается в центр чаши. Но так как центр масс системы движется по определенной траектории с постоянной скоростью, то центр масс сосуда (исключая ионы) должен смещаться влево по мере того, как центр масс газообразных ионов смещается вправо. То есть снаружи кажется, что контейнер немного ускоряется влево. Но что создает эту силу над контейнером, чтобы ускорить его? Затем центр масс возвращается в центр чаши. Но так как центр масс системы движется по определенной траектории с постоянной скоростью, то центр масс сосуда (исключая ионы) должен смещаться влево по мере того, как центр масс газообразных ионов смещается вправо. То есть снаружи кажется, что контейнер немного ускоряется влево. Но что создает эту силу над контейнером, чтобы ускорить его?

В предыдущем вопросе обсуждается необходимость фиксации центра масс, но никто не указывает, какая сила отвечает за это. Это то, что я спрашиваю здесь.

изображение

Ответы (2)

Если ионы не имеют температуры 0, они имеют случайные тепловые скорости. Таким образом, некоторые случайным образом перемещаются влево, а некоторые случайным образом перемещаются вправо. Пока центр масс ионов находится на левой стороне ящика, ионы, движущиеся влево, быстрее сталкиваются со стенкой ящика, сообщая свой импульс за более короткое время. Ф "=" д п д т слева будет больше, чем справа, так как dp такое же, а dt меньше.

Редактировать:

Допустим, отрицательно заряженный объект исчез и поля исчезли. Через мгновение ионы все еще будут находиться на левой стороне коробки. Сила возникает в процессе распространения по ящику, поэтому я начинаю объяснение до того, как они закончат распространение, но после того, как отрицательно заряженный объект будет удален. Конечно, после того, как они закончат растекаться, силы уже не будет, но к тому времени и ЦУ всего скорректируется.

Вы правы, говоря, что коробка и ее содержимое будут скользить влево при приложении внешней силы притяжения и будут продолжать скользить с постоянной скоростью, когда сила будет отключена. Однако сразу же после отключения силы возникает переходный эффект, когда положительные ионы случайным образом перераспределяются по ящику. Центр масс коробки и ее содержимого сместится вправо относительно центра масс коробки. Однако, поскольку внешняя сила отсутствует, объединенный центр масс будет продолжать двигаться влево с постоянной скоростью — сама коробка будет двигаться относительно него.

Ситуация аналогична плоту с несколькими пассажирами, плывущему по течению с постоянной скоростью. Если пассажиры переместятся из передней части плота ближе к задней части, они сместят центр тяжести комбинированной системы плот/пассажир относительно центра масс одного плота. Эффект заключается в том, что плот на мгновение ускоряется, когда пассажиры движутся назад, а затем замедляется, когда они останавливаются. На протяжении всего движения центр масс плота и пассажиров вместе взятых будет продолжать двигаться с постоянной скоростью по течению.

Сила, которая заставляет плот моментально ускоряться, — это сила, прилагаемая пассажирами для перемещения по нему. В случае ящика сила возникает из-за воздействия положительных ионов — в течение переходного периода после отключения внешней силы положительные ионы будут продолжать воздействовать на одну сторону ящика больше, чем на другую, пока постепенно не исчезнут. и случайным образом перераспределяются в состояние равновесия, в котором они оказывают одинаковое влияние на обе стороны коробки.

Какая сила действует на сосуд?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v