来道物理题 (转载)

g
gshjj
楼主 (未名空间)
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发信人: gshjj (1+1=2), 信区: Military
标 题: 来道物理题 (转载)
发信站: BBS 未名空间站 (Sat Apr 1 14:47:35 2017, 美东)

发信人: dcbang (认真学习,不求结果,抗拒诱惑), 信区: Parenting
标 题: 来道物理题
发信站: BBS 未名空间站 (Tue Mar 21 13:25:10 2017, 美东)

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g
gshjj
2 楼
蝗虫 做题了
l
llaalways
3 楼
直觉是C
【 在 gshjj (1+1=2) 的大作中提到: 】
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标 题: 来道物理题 (转载)
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标 题: 来道物理题
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i
ilvch
4 楼
c
w
whatwhenever
5 楼
a
【 在 gshjj (1+1=2) 的大作中提到: 】
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标 题: 来道物理题 (转载)
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标 题: 来道物理题
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e
ecallzhao
6 楼
b
H
Huangchong
7 楼
C吧
n
ne5234
8 楼
这种题,纯粹用思辩的方式就行。比如选第三个的,根本不对嘛。因为水量一定,假设上底的宽度趋于无限,则水面的高度趋于零,水桶底的压强也趋于零,流速也趋于零,这样耗费的时间就趋于无穷大。同理第一个也不对。这个问题的极值只能出现在第二种上。
H
Huangchong
9 楼
简化成a是一个10cm高,底长10cm的四棱椎,b是10cm高底面sqrt(100/3)cm边长的正方
柱体,c
是a倒过来,出水速度和剩余水柱高度成正比(=h×k)

my $h0=100; #mm
my $v0=1000000/3;#ul

my ($va,$vb,$vc)=($v0,$v0,$v0);
my ($ha,$hb,$hc)=($h0,$h0,$h0);

my $k=10;
my $t=0;
while ($t0; #speed 1mm gives kuL
$sb=$hb*$k if $hb>0;
$sc=$hc*$k if $hc>0;
$va-=$sa;
$vb-=$sb;
$vc-=$sc;

$ha=$h0-(($v0-$va)*3)**(1/3);
$hb=$vb/10000*3;
$hc=($vc*3)**(1/3);

print "$t\t$va\t$vb\t$vc\n";
if ($va
n
ne5234
10 楼
哈哈,牛
【 在 Huangchong (净坛使者) 的大作中提到: 】
简化成a是一个10cm高,底长10cm的四棱椎,b是10cm高底面sqrt(100/3)cm边长的正方
柱体,c
是a倒过来,出水速度和剩余水柱高度成正比(=h×k)
my $h0=100; #mm
my $v0=1000000/3;#ul
my ($va,$vb,$vc)=($v0,$v0,$v0);
my ($ha,$hb,$hc)=($h0,$h0,$h0);
my $k=10;
my $t=0;
while ($t<10000 br="">: ...................
H
Huangchong
11 楼
a(简化的椎体的情况)实际上到了10000秒体积也不完全是0.

10000 10.071580771116 2.98168569563084e-008 -17.6153180714817

下图是高度(正比于速度)变化
0s 100 100 100
9999s 0.00100817641772721 8.97197300591025e-012 1.#QNAN

n
ne5234
12 楼
你全错了。这个破题很简单,流速和压强成正比;压强和高度成正比;高度和流速是二次项的多项式。做一两个积分,马上就出结果了。
【 在 Huangchong (净坛使者) 的大作中提到: 】
a实际上到了10000秒体积也不完全是0.
10000 10.071580771116 2.98168569563084e-008 -17.6153180714817
下图是高度变化
0s 100 100 100
9999s 0.00100817641772721 8.97197300591025e-012 1.#QNAN
H
Huangchong
13 楼
你积积

【 在 ne5234 (Nessun Dorma) 的大作中提到: 】
你全错了。这个破题很简单,流速和压强成正比;压强和高度成正比;高度和流速是二
次项的多项式。做一两个积分,马上就出结果了。
m
meyer
14 楼
流速跟高度(压强)成正比,
C 的高度下降最慢,答案应该是C。
g
guoke
15 楼
同样体积,重心高流得快。
v
vest111
16 楼
从体积上来看,三个杯子都填不满

【 在 gshjj (1+1=2) 的大作中提到: 】
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标 题: 来道物理题 (转载)
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标 题: 来道物理题
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m
majicfeng
17 楼
题中说了same volume and height. 所以水面高度不会趋向于零的哦。

【 在 ne5234 (Nessun Dorma) 的大作中提到: 】
这种题,纯粹用思辩的方式就行。比如选第三个的,根本不对嘛。因为水量一定,假设
上底的宽度趋于无限,则水面的高度趋于零,水桶底的压强也趋于零,流速也趋于零,
这样耗费的时间就趋于无穷大。同理第一个也不对。这个问题的极值只能出现在第二种
上。
m
majicfeng
18 楼
没错选C

但C不是下降最慢哦,否则怎么会先fill呢 lol

其实C液面下降是先慢后快。理由是同样体积的水,c中高水位的水的体积是最大的,而这部分水是以最快的速度流下去的。相反低水位的水量是最少的。

key point: same height and volume.

【 在 meyer (梅姐) 的大作中提到: 】
流速跟高度(压强)成正比,
C 的高度下降最慢,答案应该是C。
x
xyzkkk
19 楼
一般这种帖子后面都会有人骂前面的是文科生解物理题之类。

你这回帖我都不好意思这么骂你了。。。
题目都说了the same volume and height。。。

【 在 ne5234 (Nessun Dorma) 的大作中提到: 】
这种题,纯粹用思辩的方式就行。比如选第三个的,根本不对嘛。因为水量一定,假设
上底的宽度趋于无限,则水面的高度趋于零,水桶底的压强也趋于零,流速也趋于零,
这样耗费的时间就趋于无穷大。同理第一个也不对。这个问题的极值只能出现在第二种
上。
c
cccpwx
20 楼
一样快。

变水头出流时,相同的容器,所花时间是定水头出流的2倍。

这三个容器等水位定水头出流时间肯定是一样的,然后就没有然后了。

水力学里面应该有证明。
w
wl123
21 楼
第一眼就是这个感觉,大概一样快。

水力学已经忘光。

【 在 cccpwx (Carp) 的大作中提到: 】
一样快。
变水头出流时,相同的容器,所花时间是定水头出流的2倍。
这三个容器等水位定水头出流时间肯定是一样的,然后就没有然后了。
水力学里面应该有证明。
n
ne5234
22 楼
又思辨了一下,真的一样快啊。起始高度一样,水底压强一样,流速一样,这样桶损失水的速度一样,高度下降的速度一样,不管什么样的锥体。最后一起流光。
还要什么“水力学”。。。
【 在 cccpwx (Carp) 的大作中提到: 】
一样快。
变水头出流时,相同的容器,所花时间是定水头出流的2倍。
这三个容器等水位定水头出流时间肯定是一样的,然后就没有然后了。
水力学里面应该有证明。
m
meyer
23 楼
应该是C最快。
C有最大体积的水是以最高速度流出,
而A有很多水是以很慢速度流出,
所以C时间最短。

【 在 ne5234 (Nessun Dorma) 的大作中提到: 】
又思辨了一下,真的一样快啊。起始高度一样,水底压强一样,流速一样,这样桶损失
水的速度一样,高度下降的速度一样,不管什么样的锥体。最后一起流光。
还要什么“水力学”。。。
n
ne5234
24 楼
你再思辩一下,完全错了。流速只和压强有关,压强只和高度有关。最后什么都是一样一样的。
【 在 meyer (梅姐) 的大作中提到: 】
应该是C最快。
C有最大体积的水是以最高速度流出,
而A有很多水是以很慢速度流出,
所以C时间最短。
m
meyer
25 楼
没错啊,
C有更多的体积在高的地方。
C的质量中心比A的高度高。

【 在 ne5234 (Nessun Dorma) 的大作中提到: 】
你再思辩一下,完全错了。流速只和压强有关,压强只和高度有关。最后什么都是一样
一样的。
l
lht1999
26 楼
C水面下降最慢,保持高压强时间更长。
n
ne5234
27 楼
这是个事实,但是没用啊?桶底的压强只取决于水面的高度,和水的形状完全无关。这下看出你是实验科学工作者了。。。你以后有计算的部分分给我,我对计算物理也很娴熟。。。
【 在 meyer (梅姐) 的大作中提到: 】
没错啊,
C有更多的体积在高的地方。
C的质量中心比A的高度高。
T
TazBingo
28 楼
it is C for sure.

When water leaves, the upper part of the vessel gets more empty, and since C's upper part is big, it only loses a little bit of height. A's upper part is small so A would lose the height the quickest. so C will drain first.

In he beginning they all flow at the same rate coz they are the same height, but after a little time you will see C would have the highest height hence the highest pressure hence the highest flow rate. because of its higher
water pressure than A and B
n
ne5234
29 楼
完全错误,损失同样的水量,在不同锥体中损失的高度完全相同。你们全完蛋了。开博彩吧。
【 在 TazBingo (TazBingo) 的大作中提到: 】
it is C for sure.
When water leaves, the upper part of the vessel gets more empty, and since C
's upper part is big, it only loses a little bit of height. A's upper
part
is small so A would lose the height the quickest. so C will drain first.

In he beginning they all flow at the same rate coz they are the same
height,
but after a little time you will see C would have the highest height
hence
the highest pressure hence the highest flow rate. because of its higher
water pressure than A and B
m
meyer
30 楼
河马,你糊我的吧?
这道题的答案要不是C, 我现在就去找豆腐了。

【 在 ne5234 (Nessun Dorma) 的大作中提到: 】
这是个事实,但是没用啊?桶底的压强只取决于水面的高度,和水的形状完全无关。这
下看出你是实验科学工作者了。。。你以后有计算的部分分给我,我对计算物理也很娴
熟。。。
S
SLE
31 楼
高度下降的速度不一样。
【 在 ne5234 (Nessun Dorma) 的大作中提到: 】
又思辨了一下,真的一样快啊。起始高度一样,水底压强一样,流速一样,这样桶损失
水的速度一样,高度下降的速度一样,不管什么样的锥体。最后一起流光。
还要什么“水力学”。。。
n
ne5234
32 楼
真的。我等会有空写几个方程,积出来证明给你看。
【 在 meyer (梅姐) 的大作中提到: 】
河马,你糊我的吧?
这道题的答案要不是C, 我现在就去找豆腐了。
y
yugong
33 楼
不用积分,你只要想想积分的极端情况,就是那个洞只有一个水分子大,c变成一个倒三角,漏斗一样,A变成一个正三角,每次过一个水分子,
那就看谁过的快。

【 在 Huangchong (净坛使者) 的大作中提到: 】
你积积
n
ne5234
34 楼
对比一下梯形面积,是上下底的平均值乘高度。一样一样的。锥体上面是大,但是下面小啊。反过来也一样。高度下降的速度,在任何时间点都是一样的。
【 在 SLE (嗯,就这样定了。) 的大作中提到: 】
高度下降的速度不一样。
y
yugong
35 楼
看我上面写的积分的极端三角形情况,最后一个水分子如果是C会直接落下去,但如果
是A它可能是从左边或者右边移动过去,它花的时间更多。

倒三角形里所有水分子移动的距离最短!哈哈哈哈

【 在 ne5234 (Nessun Dorma) 的大作中提到: 】
对比一下梯形面积,是上下底的平均值乘高度。一样一样的。锥体上面是大,但是下面
小啊。反过来也一样。高度下降的速度,在任何时间点都是一样的。
a
amo
36 楼
思辩哥,you made my day

【 在 ne5234(Nessun Dorma) 的大作中提到: 】
又思辨了一下,真的一样快啊。起始高度一样,水底压强一样,流速一样,这样桶损失
水的速度一样,高度下降的速度一样,不管什么样的锥体。最后一起流光。
还要什么“水力学”。。。
f
fsagx
37 楼
小孔很重要的哦。流体力学里面有著名的critical orifice概念。如果孔足够小,压强足够大,flow is constant。这个理论应用也很多的,瓶颈效应什么的?

这题要看是那门课的学生做。
n
ne5234
38 楼
流体力学不考虑流体的微观结构
【 在 yugong (愚公挖坑) 的大作中提到: 】

看我上面写的积分的极端三角形情况,最后一个水分子如果是C会直接落下去,但如果
是A它可能是从左边或者右边移动过去,它花的时间更多。
倒三角形里所有水分子移动的距离最短!哈哈哈哈
o
oOOo
39 楼
A吧。越流越快
a
atiger
40 楼
简单说在相等水量,相同高度的前提下,C的重心最高,势能最多。当水开始流动时,
势能转化成动能,C的平均流速最大,最先流完。

【 在 gshjj (1+1=2) 的大作中提到: 】
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标 题: 来道物理题
发信站: BBS 未名空间站 (Tue Mar 21 13:25:10 2017, 美东)
我TWITTER上FOLLOW的别人转的。
n
ne5234
41 楼
你们这些直觉主义真没法说。势能高的水流不出来,流出来的都是势能最低的,一样的水。
另外,C的重心和B是完全一样的。吓!
【 在 atiger (昼伏夜出的老虎) 的大作中提到: 】
简单说C的重心最高,相等水量,势能最多,当水开始流动时,势能转化成动能,C的流
速最大,最先流完。
a
atiger
42 楼
重心一样?你的几何、物理是体育老师教的吗?

另外,刚开始的一瞬间流速是一样的,但后面就一样了。

【 在 ne5234 (Nessun Dorma) 的大作中提到: 】
你们这些直觉主义真没法说。势能高的水流不出来,流出来的都是势能最低的,一样的
水。
另外,C的重心和B是完全一样的。吓!
H
Huangchong
43 楼
4月2日了
【 在 meyer (梅姐) 的大作中提到: 】
河马,你糊我的吧?
这道题的答案要不是C, 我现在就去找豆腐了。
l
laufine
44 楼
为什么就不能有个区8轻松的周末
m
meyer
45 楼
才意识到被河马整了,
去找豆腐了,
愚人节快乐!

【 在 Huangchong (净坛使者) 的大作中提到: 】
4月2日了
x
xlbaima
46 楼
全国物理竞赛一等奖,物理PhD在此告诉你们
答案是C
对于这道题,同体积同高度,质心越高的,流完用时最短
g
gw
47 楼
这个问题是问哪个杯子先填满,答案可以任意吧

如果上面容器的水量不够,显然是哪个也不会满,
如果水量刚好与杯子容量相等,那应该是同时吧
如果容器里的水远远大于杯子的容量,那C 应该先满吧

【 在 Huangchong (净坛使者) 的大作中提到: 】
简化成a是一个10cm高,底长10cm的四棱椎,b是10cm高底面sqrt(100/3)cm边长的正方
柱体,c
是a倒过来,出水速度和剩余水柱高度成正比(=h×k)
my $h0=100; #mm
my $v0=1000000/3;#ul
my ($va,$vb,$vc)=($v0,$v0,$v0);
my ($ha,$hb,$hc)=($h0,$h0,$h0);
my $k=10;
my $t=0;
while ($t<10000 br="">: ...................
g
gw
48 楼
简化成四棱锥是什么原理?

【 在 Huangchong (净坛使者) 的大作中提到: 】
简化成a是一个10cm高,底长10cm的四棱椎,b是10cm高底面sqrt(100/3)cm边长的正方
柱体,c
是a倒过来,出水速度和剩余水柱高度成正比(=h×k)
my $h0=100; #mm
my $v0=1000000/3;#ul
my ($va,$vb,$vc)=($v0,$v0,$v0);
my ($ha,$hb,$hc)=($h0,$h0,$h0);
my $k=10;
my $t=0;
while ($t<10000 br="">: ...................
H
Huangchong
49 楼
圆锥是圆台的极端情况,四棱椎比圆锥体积公式简单。本质都一样。
【 在 gw (^黑猫白猫^) 的大作中提到: 】
简化成四棱锥是什么原理?
l
littlechong
50 楼
建议转行改读生物PHD。

【 在 xlbaima (薛剑白) 的大作中提到: 】
全国物理竞赛一等奖,物理PhD在此告诉你们
答案是C
对于这道题,同体积同高度,质心越高的,流完用时最短
n
ne5234
51 楼
你们这些用质心高,势能大来解的,更是不知所以。两个一样重的球,一个从高处落,一个从低处落,难道从高处落的球先着地?
所以不是奥赛物理金牌的,不要亮牌子。。。
【 在 xlbaima (薛剑白) 的大作中提到: 】
全国物理竞赛一等奖,物理PhD在此告诉你们
答案是C
对于这道题,同体积同高度,质心越高的,流完用时最短
l
llaalways
52 楼
4.1已经过了,你怎么还在瞎扯?
这题虽然要真的用N-S方程求解会很复杂。
但压差大会导致流速大是不会错的。

【 在 ne5234 (Nessun Dorma) 的大作中提到: 】
你们这些用质心高,势能大来解的,更是不知所以。两个一样重的球,一个从高处落,
一个从低处落,难道从高处落的球先着地?
所以不是奥赛物理金牌的,不要亮牌子。。。
p
pinfish
53 楼
本来就是文科生
【 在 llaalways (熊大) 的大作中提到: 】
4.1已经过了,你怎么还在瞎扯?
这题虽然要真的用N-S方程求解会很复杂。
但其本上压差大会导致流速大是不会错的。
n
ne5234
54 楼
你们啊,不是这里糊涂,就是那里糊涂。早说了压差只和高度有关,和形状无关。。。

【 在 llaalways (熊大) 的大作中提到: 】
4.1已经过了,你怎么还在瞎扯?
这题虽然要真的用N-S方程求解会很复杂。
但其本上压差大会导致流速大是不会错的。
l
llaalways
55 楼
开始的时候高度一样。压差一样,流量一样。
然后呢。C的高度下降最慢,因此C的压差就最大,因此流量最大。
所以C一段时间内的流速最快,但高度下降最慢,有问题吗?

【 在 ne5234 (Nessun Dorma) 的大作中提到: 】
你们啊,不是这里糊涂,就是那里糊涂。早说了压差只和高度有关,和形状无关。。。
l
llaalways
56 楼
critical flow的压差远大于这个题目后情况。

【 在 fsagx (gold index) 的大作中提到: 】
小孔很重要的哦。流体力学里面有著名的critical orifice概念。如果孔足够小,压强
足够大,flow is constant。这个理论应用也很多的,瓶颈效应什么的?
这题要看是那门课的学生做。
t
timefall
57 楼
属实。。。我认为把这道小学漏斗物理题往 critical flow 角度钻牛角尖的物理博后
,考虑去查一下 schizophrenia 以防万一。。。这就好比某型 schizophrenia 的
paranoid delusional 地认为其周围所有的人都在长裤里藏着杆 Remington 700 随时
都可能狙击其本人。。。在形式逻辑哲学上确实理论上也存在这样的概率也没错。。。

【在 llaalways(熊大)的大作中提到:】
:critical flow的压差远大于这个题目后情况。
l
liamsun
58 楼
你最糊涂。c在高势能的水最多,当然流得最快。
【 在 ne5234 (Nessun Dorma) 的大作中提到: 】
你们啊,不是这里糊涂,就是那里糊涂。早说了压差只和高度有关,和形状无关。。。
d
diandian23
59 楼
卧槽,原来你是认真的啊,我5秒钟就看出是c最快

回答问题的看来需要报一下资历才有说服力,中学全市物理竞赛一等奖,大学物理专业的我来了。然而,这些都没用,因为这道题用初中物理就可以回答了

你自己都说了,流速和高度有关,A的水平面很快就降低了,C反之,所以。。。

【 在 ne5234 (Nessun Dorma) 的大作中提到: 】
你们啊,不是这里糊涂,就是那里糊涂。早说了压差只和高度有关,和形状无关。。。
x
xlbaima
60 楼
懒得给你列方程,这么简单的题都不值得写写解题过程而已
看来你的数理基础比较差。

【 在 ne5234 (Nessun Dorma) 的大作中提到: 】
你们这些用质心高,势能大来解的,更是不知所以。两个一样重的球,一个从高处落,
一个从低处落,难道从高处落的球先着地?
所以不是奥赛物理金牌的,不要亮牌子。。。
s
shychild
61 楼
还是搞物理的人掐的好看。你们接着掐,有结果了通知大家一声。
a
althea
62 楼
我也思辨一下。
把A改成这个:
| |
| |
| |
| |
-----------------| |----------------
| |
------------------------------------

把C改成这个:
------------------------------------
| |
-----------------| |----------------
| |
| |
| |
| |

谁先流完?

【 在 xlbaima (薛剑白) 的大作中提到: 】
懒得给你列方程,这么简单的题都不值得写写解题过程而已
看来你的数理基础比较差。
l
littlechong
63 楼
请问你是如何计算压差的?
例如,Vessel B 的压差如何计算?Vessel C 的压差如何计算?
我不需要了解具体的数字,请讲一下你的方法以及受力分析就好。

【 在 llaalways (熊大) 的大作中提到: 】
开始的时候高度一样。压差一样,流量一样。
然后呢。C的高度下降最慢,因此C的压差就最大,因此流量最大。
所以C一段时间内的流速最快,但高度下降最慢,有问题吗?
l
llaalways
64 楼
看看你对那一步有异议。http://www.mitbbs.com/article_t/Joke/33795121.html

【 在 littlechong (一只小虫) 的大作中提到: 】
请问你是如何计算压差的?
例如,Vessel B 的压差如何计算?Vessel C 的压差如何计算?
我不需要了解具体的数字,请讲一下你的方法以及受力分析就好。
y
yangyi
65 楼
到底有没有定论啊?
有谁用试验验证一下么?
n
ne5234
66 楼
你这个思辨貌似还可以。
【 在 althea (...) 的大作中提到: 】
我也思辨一下。
把A改成这个:
| |
| |
| |
| |
-----------------| |----------------
| |
------------------------------------
把C改成这个:
...................
H
Huangchong
67 楼
我前面程序都给了仿真结果了。一个是体积随时间变化的图,一个是高度随时间变化的图。做成椎体是因为圆台只是圆椎体的一部分,椎体可以表示极端情况。

真实验的话,最好在出水口放个多孔滤器,比如几层滤纸,或者塞个香烟过滤嘴,这样流速和压强的关系线性范围更大。不然湍流会对曲线有影响(但是CBA这个结论不会变
)。

【 在 yangyi ( 哥本哈根达斯) 的大作中提到: 】
到底有没有定论啊?
有谁用试验验证一下么?
l
littlechong
68 楼
呵呵,我叫你做一个受力分析,你给出这个玩意?
就像我让你说说某个算法的逻辑思路,你把你的源程序抛给我看并请我debug?
非常简单,请给Vessel B中的水做一个受力分析,再给Vessel C中的水做个受力分析。

【 在 llaalways (熊大) 的大作中提到: 】
看看你对那一步有异议。
http://www.mitbbs.com/article_t/Joke/33795121.html
l
littlechong
69 楼
我认为仿真不仿真不是问题的关键。关键是你仿真也好,写个算式也好,你写个程序也好。
你的算法的正确性如何确保?逻辑的依据也就是事物的物理性质的真相才是最重要的,也不是什么仿真不仿真,计算不计算。
非常简单,那些选C的人,我想请问你们是如何做受力分析的?就是高中物理课当中说
的受力分析。

【 在 Huangchong (净坛使者) 的大作中提到: 】
我前面程序都给了仿真结果了。一个是体积随时间变化的图,一个是高度随时间变化的
图。做成椎体是因为圆台只是圆椎体的一部分,椎体可以表示极端情况。
真实验的话,最好在出水口放个多孔滤器,比如几层滤纸,或者塞个香烟过滤嘴,这样
流速和压强的关系线性范围更大。不然湍流会对曲线有影响(但是CBA这个结论不会变
)。
H
Huangchong
70 楼
你不选C?

【 在 littlechong (一只小虫) 的大作中提到: 】
我认为仿真不仿真不是问题的关键。关键是你仿真也好,写个算式也好,你写个程序也
好。
你的算法的正确性如何确保?逻辑的依据也就是事物的物理性质的真相才是最重要的,
也不是什么仿真不仿真,计算不计算。
非常简单,那些选C的人,我想请问你们是如何做受力分析的?就是高中物理课当中说
的受力分析。
l
littlechong
71 楼
我在这个楼曾经说过我选C?
你这么问是什么意思?

【 在 Huangchong (净坛使者) 的大作中提到: 】
你不选C?
l
llaalways
72 楼
其实不会的时候就选C,没错。
应为C-cup好看。
【 在 littlechong (一只小虫) 的大作中提到: 】
我在这个楼曾经说过我选C?
你这么问是什么意思?
l
llaalways
73 楼
我给出的证明里有一个假设。
如果你同意假设,其他步骤我认为是严格的。
当然我的推导也可能出错,所以才让你看。
而你根本就没看,怎么知道我是把源程序抛出来让debug。

【 在 littlechong (一只小虫) 的大作中提到: 】
呵呵,我叫你做一个受力分析,你给出这个玩意?
就像我让你说说某个算法的逻辑思路,你把你的源程序抛给我看并请我debug?
非常简单,请给Vessel B中的水做一个受力分析,再给Vessel C中的水做个受力分析。
l
littlechong
74 楼
请给出Vessel B以及Vessel C中的水的受力分析。

【 在 llaalways (熊大) 的大作中提到: 】
我给出的证明里有一个假设。
如果你同意假设,其他步骤我认为是严格的。
当然我的推导也可能出错,所以才让你看。
而你根本就没看,怎么知道我是把源程序抛出来让debug。
l
llaalways
75 楼
这个分析很复杂。应为流体从静止开始流动,在形成fully developed flow之前就已经流空了。
所以整个过程都是个transition。
我把N-S列出来,也没有什么意义。

【 在 littlechong (一只小虫) 的大作中提到: 】
请给出Vessel B以及Vessel C中的水的受力分析。
l
littlechong
76 楼
哈哈,你在55楼大谈压差。我就问你,如果你说这个受力分析很复杂,而且把N-S列出
来也没有什么意义,那请问你是如何不通过受力分析就可以计算出压差的?如果不是通过计算,你又如何得出水受到的力之间的“差”呢?

【 在 llaalways (熊大) 的大作中提到: 】
这个分析很复杂。应为流体从静止开始流动,在形成fully developed flow之前就已经
流空了。
所以整个过程都是个transient。
我把N-S列出来,也没有什么意义。
l
llaalways
77 楼
压差是水的高度的单调函数,如果是静止的,则是线性函数。
在动态过程中,不再是线性的,但仍是单调函数。
这一点是流体力学的常识。

受力分析不是不能给,只是给出来就是个3维动态N-S方程。
不外乎就是重力和加速度跟上下表面压差已经径向的粘滞力平衡。
然后可以在一定假设下从3维积分成1维方程。

【 在 littlechong (一只小虫) 的大作中提到: 】
哈哈,你在55楼大谈压差。我就问你,如果你说这个受力分析很复杂,而且把N-S列出
来也没有什么意义,那请问你是如何不通过受力分析就可以计算出压差的?如果不是通
过计算,你又如何得出水受到的力之间的“差”呢?
c
centersnow
78 楼
还是各种回帖吵架最有意思
当然 题本身我是不会的

【 在 gshjj (1+1=2) 的大作中提到: 】
发信人: gshjj (1+1=2), 信区: Military
标 题: 来道物理题 (转载)
发信站: BBS 未名空间站 (Sat Apr 1 14:47:35 2017, 美东)
发信人: dcbang (认真学习,不求结果,抗拒诱惑), 信区: Parenting
标 题: 来道物理题
发信站: BBS 未名空间站 (Tue Mar 21 13:25:10 2017, 美东)
我TWITTER上FOLLOW的别人转的。
H
Huangchong
79 楼
根据rbs 的意见“流速v和水的高度h的关系是 v=(2gh)^1/2” (拖把套“这是
Bernoulli's principle 的一个特殊情形,叫做 Torricelli's theorem。”)修正流
速的公式http://www.mitbbs.com/article_t1/Joke/33795121_0_2.html

模型是
a一个10cm高,底长10cm的四棱椎,b是10cm高底面sqrt(100/3)cm边长的正方柱体,c
是a倒过来。出水速度和剩余水柱高度的平方根成正比flow rate=sqrt (h)×k。k是
一个由主要由孔的大小决定的常数。孔相对于杯子来说很小,不考虑各种乱流粘滞等等。

my $h0=100; #mm

my $v0=1000000/3;#ul

my ($va,$vb,$vc)=($v0,$v0,$v0);
my ($ha,$hb,$hc)=($h0,$h0,$h0);

my $k=10;
my $t=0;
while ($t0;
$sb=sqrt ($hb)*$k if $hb>0;
$sc=sqrt ($hc)*$k if $hc>0;

#new volume
$va-=$sa;
$vb-=$sb;
$vc-=$sc;

#new height
$ha=$h0-(($v0-$va)*3)**(1/3);
$hb=$vb/10000*3;
$hc=($vc*3)**(1/3);

if ($va
l
llaalways
80 楼
这个流速高度关系式不一点有效。
因为是一个从静止开始流动的动态过程,不是fully developed流动。

但只要流速和高度有单调增加的关系,结论就是一样的。

在 Huangchong (净坛使者) 的大作中提到: 】
根据rbs 的意见“流速v和水的高度h的关系是 v=(2gh)^1/2” (拖把套“这是
Bernoulli's principle 的一个特殊情形,叫做 Torricelli's theorem。”)修正流
速的公式
http://www.mitbbs.com/article_t1/Joke/33795121_0_2.html
模型是
a一个10cm高,底长10cm的四棱椎,b是10cm高底面sqrt(100/3)cm边长的正方柱体,c: 是a倒过来。出水速度和剩余水柱高度的平方根成正比flow rate=sqrt (h)×k。k是
一个由主要由孔的大小决定的常数。孔相对于杯子来说很小,不考虑各种乱流粘滞等等。
my $h0=100; #mm
my $v0=1000000/3;#ul
...................
H
Huangchong
81 楼
假如孔足够小,比如这种300g要流4000秒的,基本可以忽略起始过程吧。当然孔也不能极端的小,孔极端小的情况就不能忽略孔的阻力,那又成了顶上谁说的,流速在一个很大的高度范围内基本不受水的压强变化影响。

“只要流速和高度有单调增加的关系,结论就是一样的”非常属实。只要符合这个关系,流速公式的具体形式对于结论不产生影响,只影响具体的变化曲线。这就是你的推导证明的吧。

【 在 llaalways (熊大) 的大作中提到: 】
这个流速高度关系式不一点有效。
因为是一个从静止开始流动的动态过程,不是fully developed流动。
但只要流速和高度有单调增加的关系,结论就是一样的。
: 在 Huangchong (净坛使者) 的大作中提到: 】
等。
r
rbs
82 楼
v=(2gh)^(1/2) 的成立的条件是桶内水面下降速度远小于v。

由于桶的横截面的面积远大于下面出水口的横截面的面积,所以这个假设可以成立。
r
rbs
83 楼
这里还用到了静压方程,成立的前提条件是垂直方向的速度忽略不计
l
llaalways
84 楼
是的,我假设了一个线性关系。因为任何非线性关系,在小范围内都可以用线性关系近似。
【 在 Huangchong (净坛使者) 的大作中提到: 】
假如孔足够小,比如这种300g要流4000秒的,基本可以忽略起始过程吧。当然孔也不能
极端的小,孔极端小的情况就不能忽略孔的阻力,那又成了顶上谁说的,流速在一个很
大的高度范围内基本不受水的压强变化影响。
“只要流速和高度有单调增加的关系,结论就是一样的”非常属实。只要符合这个关系
,流速公式的具体形式对于结论不产生影响,只影响具体的变化曲线。这就是你的推导
证明的吧。
r
rbs
85 楼
不愧为是学术版,这个从菌版转帖的,在菌版消失的无影无踪
a
aeolus
86 楼
C吧。

水越流越慢,开始时横截面积大比较好。
l
llaalways
87 楼
我考虑的太复杂了,动量方程中如果忽略桶内水面下降,是简单多了。

【 在 rbs (jay) 的大作中提到: 】
v=(2gh)^(1/2) 的成立的条件是桶内水面下降速度远小于v。
由于桶的横截面的面积远大于下面出水口的横截面的面积,所以这个假设可以成立。
l
littlechong
88 楼
你说“压差是水的高度的单调函数”,那么例如,Vessel C中距离水面的距离为N厘米
的水从这个地方到达Vessel C 底部的过程中,这部分水所受的压力是如何“单调函数
”地变化的?

又例如,在Vessel C水面的那些水,这些水距离水面的距离是零,请问这些水从这个地方到达Vessel C底部的过程中,受到的压力又是如何“单调函数”地变化的?

以上两个例子的水都不是静止的。如果你认为这种变化(函数)可以列个式子表达,请列出。

【 在 llaalways (熊大) 的大作中提到: 】
压差是水的高度的单调函数,如果是静止的,则是线性函数。
在动态过程中,不再是线性的,但仍是单调函数。
这一点是流体力学的常识。
受力分析不是不能给,只是给出来就是个3维动态N-S方程。
不外乎就是重力和加速度跟上下表面压差已经径向的粘滞力平衡。
然后可以在一定假设下从3维积分成1维方程。
m
meyer
89 楼
发现joke版的个个都是物理高手,
比faculty版的高明且有趣多了,
小虫和河马都很厉害。

【 在 littlechong (一只小虫) 的大作中提到: 】
你说“压差是水的高度的单调函数”,那么例如,Vessel C中距离水面的距离为N厘米
的水从这个地方到达Vessel C 底部的过程中,这部分水所受的压力是如何“单调函数
”地变化的?
又例如,在Vessel C水面的那些水,这些水距离水面的距离是零,请问这些水从这个地
方到达Vessel C底部的过程中,受到的压力又是如何“单调函数”地变化的?
以上两个例子的水都不是静止的。如果你认为这种变化(函数)可以列个式子表达,请
列出。
n
ne5234
90 楼
好久没看到热爱勿理的阳顶天教授了
【 在 meyer (梅姐) 的大作中提到: 】
发现joke版的个个都是物理高手,
比faculty版的高明且有趣多了,
小虫和河马都很厉害。
l
llaalways
91 楼
rbs已经给出了这个单调函数。在压力分析时忽略液面下降速度,这桶底内壁的压力为1大气压+gdh。 g为重力加速度,d为水约密度,h为桶内水面高度。而桶外的压力为1大
气压。所以小孔内外的压差为gdh.
如果三桶的小孔阻压系数一样,均为K。
则流速满足1/2*K*d*v*v=gdh
v=sqrt(2gh/K)
满意了?

【 在 littlechong (一只小虫) 的大作中提到: 】
你说“压差是水的高度的单调函数”,那么例如,Vessel C中距离水面的距离为N厘米
的水从这个地方到达Vessel C 底部的过程中,这部分水所受的压力是如何“单调函数
”地变化的?
又例如,在Vessel C水面的那些水,这些水距离水面的距离是零,请问这些水从这个地
方到达Vessel C底部的过程中,受到的压力又是如何“单调函数”地变化的?
以上两个例子的水都不是静止的。如果你认为这种变化(函数)可以列个式子表达,请
列出。
r
reknaz
92 楼
你是搞笑的对不对?
这里高手们讨论了好久
看到你这帖我特意到 faculty 版扫了一眼,貌似没有这题的讨论
小虫这里一直就是让人给出这个写出那个,好像没给出过结果和依据,河马嘛,明显一直在捣乱。。。

【 在 meyer (梅姐) 的大作中提到: 】
发现joke版的个个都是物理高手,
比faculty版的高明且有趣多了,
小虫和河马都很厉害。
l
littlechong
93 楼
你这高调傻瘾发作啦,看到有人出来随便夸别人两句开点玩笑,你却认真地实在按捺不住了要跳出来了。真是任何时候要是不秀一下你的高调傻你就日子没法过了。你的秀傻的瘾真大。哈哈哈。

我认为那个人就是说来说去说不清楚,我质疑他让他说清楚怎么了,我就是认为他说的不对,和我的想法不一样,我就是认为不是选C,这难道不是结论?我认为方法就是受
力分析,这不是依据?现在这些说选C的有哪个能把受力分析说清楚的?

你除了出来抛几句与主题无关的秀一下你脑子的一团浆糊。你可以说得出个所以然吗?你的结论又是什么呢?你这种人云亦云的,不用猜就知道你也是选C,至于为什么,你
大概就像以往乱解释体温计,乱算小学算术题那样瞎扯一通,然后再死撑一通。看到我当你透明,你就忍不住又跑到我的帖子或者相关帖子下面拉屎刷存在感。

回去你的唐人街拖地板去吧,或者看紧你老公找小n,还有喂好你两个崽的奶。哈哈哈。

【 在 reknaz (拖把套) 的大作中提到: 】
你是搞笑的对不对?
这里高手们讨论了好久
看到你这帖我特意到 faculty 版扫了一眼,貌似没有这题的讨论
小虫这里一直就是让人给出这个写出那个,好像没给出过结果和依据,河马嘛,明显一
直在捣乱。。。
l
littlechong
94 楼
rbs说v=(2gh)^(1/2)。你称此为单调函数?单调函数似乎不是这个样子。不过这不是重点,重点是,rbs说的这个式子并不是我问你的压力差的表达。这个式子是这个问题的
结论。

我假设你知道v=(2gh)^(1/2) 是在Vessel的水面的面积远远大于出水小孔的面积的条件下由伯努利方程的推导的结果,以及我假设你已经理解伯努利方程的本质是能量守恒、重力做的功全部转化为流体动能的变化。我就比较诧异你还会选C了。

我的意思是,你认同rbs的v=(2gh)^(1/2) ,和你选C的结论是矛盾的。

btw,我认为这个题目的受力分析并不复杂,就是伯努利方程的实质:流体受到的外压
力做的功(这里是大气压)加上重力做的功,等于流体流过Vessel中的水面和小孔的平面后动能的变化量。

【 在 llaalways (熊大) 的大作中提到: 】
rbs已经给出了这个单调函数。在压力分析时忽略液面下降速度,这桶底内壁的压力
为1
大气压+gdh。 g为重力加速度,d为水约密度,h为桶内水面高度。而桶外的压力为1大
气压。所以小孔内外的压差为gdh.
如果三桶的小孔阻压系数一样,均为K。
则流速满足1/2*K*d*v*v=gdh
v=sqrt(2gh/K)
满意了?
t
timefall
95 楼
单调递增函数。。。这里的函数是指流速相对于液面高度的函数。

不过这本来就是一道小学物理常识题,你们是不是要搞成凝聚态物理博后选修课?。。。

【在 littlechong(一只小虫)的大作中提到:】
:rbs说v=(2gh)^(1/2)。你称此为单调函数?单调函数似乎不是这个样子。不过这不是重点,重点是,rbs说的这个式子并不是我问你的压力差的表达。这个式子是这个问题的
:结论。
l
littlechong
96 楼
这个函数就是一个普通的y=f(x)的函数,这和单调函数没有什么关系。

至于这个题目的主题,就是动能定理在流体中的应用,分析方法就是高中物理受力分析。只不过因为这个动能定理用到流体中了,就变成了伯努利方程而已。我不管你称之为小学还是什么学的题目,分析方法就是受力分析、动能变化分析。和凝聚态没有关系。

【 在 timefall (时光崩塌) 的大作中提到: 】
单调递增函数。。。这里的函数是指流速相对于液面高度的函数。
不过这本来就是一道小学物理常识题,你们是不是要搞成凝聚态物理博后选修课?。。。
:rbs说v=(2gh)^(1/2)。你称此为单调函数?单调函数似乎不是这个样子。不过这不是
重点,重点是,rbs说的这个式子并不是我问你的压力差的表达。这个式子是这个问
题的
:结论。
t
timefall
97 楼
另外博努力定理要求的是无粘滞流体的稳态情况(或者至少准稳态)。。。在家里用这个定理的前提是水管比水龙头粗很多,这样水龙头流量只跟水压有关和水龙头半径有关。。。水压做功变成水流动能,水管够粗才能保证出水龙头以前水的动能为零。。。当然还是单调函数关系。

【在 littlechong(一只小虫)的大作中提到:】
:rbs说v=(2gh)^(1/2)。你称此为单调函数?单调函数似乎不是这个样子。不过这不是重点,重点是,rbs说的这个式子并不是我问你的压力差的表达。这个式子是这个问题的
:结论。
t
timefall
98 楼
如果对于任何 x2 > x1, 都能保证 y2 > y1,该函数被称为单调递增函数。。。这是高一代数。

【在 littlechong(一只小虫)的大作中提到:】
:这个函数就是一个普通的y=f(x)的函数,这和单调函数没有什么关系。
t
timefall
99 楼
题目没说这是无粘滞流体。如果考虑粘滞,无法用能量守恒求解,受力分析更不用说。

【在 littlechong(一只小虫)的大作中提到:】
:这个函数就是一个普通的y=f(x)的函数,这和单调函数没有什么关系。
t
timefall
100 楼
不过楼上 llaawaays 证明了用能量守恒或者博努力定理,加上小孔足够小构成准稳态
问题,可以导出对于无粘滞流体,流速是液面高度的线性函数关系。这个我一开始没想到。

我一开始把无粘滞流体建模成无数光滑小球的模型,没有想到用能量守恒建立准稳态模型,导致只能用暂态模型,然后暂态建模(受约束的落体模型)不符合实际情况我就放弃了。

【在 timefall(时光崩塌)的大作中提到:】
:题目没说这是无粘滞流体。如果考虑粘滞,无法用能量守恒求解,受力分析更不用说。