Weight of an Hourglass

Does the weight of an hourglass change when it is working and the sand is in the stream that falls down? We answer this question in the current video.
Join our community in Vkontakte (VK):
get_a_c...
Follow us on Instagram to check out what's going on behind the scenes of our videos in the stories :
/ getaclass
Novosibirsk State University:
english.nsu.ru/

[@andreykuznetsov7442]

Эффект увеличения веса объясняется, если учесть, что время падения песчинок уменьшается из-за возрастания уровня песка в нижней емкости. Т.е. чем позднее вылетает песчинка, тем ей ближе падать, тем скорее она снова начнет действовать на весы. Казалось бы, сокращение времени падения должно компенсироваться тем, что песчинка при ударе внизу отдает меньший импульс. Тем не менее, даже с учетом соответствующего ослабления удара проделанный мной расчет по такой модели показывает возрастание веса на некоторое время, как в эксперименте. Очень интересная задача, неочевидная. Спасибо авторам! Upd: Впоследствии задача была решена мной аналитически в следующей постановке. Песок верху движется вниз к отверстию с постоянной скоростью v. Эта скорость является начальной скоростью падения. Площадь поперечного сечения S верхней и нижней частей часов и струи одинакова (технически это можно реализовать, если вместо отверстия использовать широкую сетку). Падение равноускоренное, удары неупругие. Краткие выводы: 1) Установившемуся движению песка вверху со скоростью v в эксперименте предшествует кратковременное ускорение с нулевой скорости. Ускорение вызывает кратковременное уменьшение веса (провал на графике в видео при t от 1.0 до 1.1 с). Это уменьшение компенсируется позднее увеличением веса за счет более сильных ударов песчинок внизу. Данный эффект сам по себе (без учёта подъёма песка внизу) давал бы прибавку к весу Q^2/(ro*S). Здесь Q=ro*S*v, ro - плотность песка. 2) Учёт увеличения частоты ударов за счет подъёма поверхности песка внизу дает еще примерно такую же добавку к весу (чуть бОльшую и увеличивающуюся во времени). 3) Суммарная добавка не постоянна во времени и чуть больше, чем 2*Q^2/(ro*S). Иначе, как можно проверить, среднее отклонение веса по эксперименту не было бы нулевым. Так что горизонталь - не совсем горизонталь. Отличие от постоянной величины 2*Q^2/(ro*S) должно быть заметным, когда песок близко подходит к отверстию (это, конечно, если песка изначально достаточно много). Кратко говоря, причина в том, что в струе рядом с отверстием вертикальные расстояния между песчинками малы (ускорение g ещё незначительно увеличило скорость падения) и скорость подъема поверхности там резко возрастает. 4) Ослабление ударов за счет постепенного уменьшения высоты падения в точности компенсируется увеличением массы песка внизу, хотя оба процесса нелинейны во времени. 5) Можно решать задачу различными способами, не говоря о частоте ударов, импульсе и т.д. Например, через ускорение центра масс, как обсуждалось в комментариях. Результаты совпадают.

[@Zothification]

Здорово... я не додумался.

[@dineo9098]

Это лайк!

[@slavak.2544]

@@schetnikov Скажите, что-то не могу сам додуматься, что произойдет с кратковременным увеличением веса часов, если при том же размере каждая песчинка будет в 10 раз тяжелее?

[@ХасановРустам-ц6ф]

Если это верно то график должен быть наклонный, но он горизонтальный

[@ХасановРустам-ц6ф]

@UCVmub3vOJy7eYMlj3xHEXIw с ростом уровня песка в нижней части часов всё меньшее количество песчинок находится в воздухе. Если бы по истечении всего песка нижняя часть заполнилась до горлышка то окончание графика веса показало бы начальный вес часов по наклонной (без скачков)

[@HamsterTime]

Крайне любопытный эксперимент)

[@ayaweb]

Согласен с тобой)

[@Я_Алексей]

Хомякам похоже нравится всё, что связано с физикой.

[@ВикторБаранов-у7р]

Hamster Time, Вы бы подтянули правописание на русском языке. Автор этой видеозаписи в названии своего канала верно написал слово «эксперимент».

[@HamsterTime]

@@ВикторБаранов-у7р Исправил, благодарю)

[@ddrzk_]

Какие люди

[@Blendershick]

Сначала подумал что тривиально, но оказалось куда интереснее чем я предполагал)

[@kanal_InDo]

Сначала я подумал, а потом перестал думать и просто смотрел)

[@KOMRAD8]

Приятно, смотреть и слушать умного человека рассказывающего умные вещи. Приятно читать коментарии умных людей, которых интересуют такие темы.

[@ОлегБоб-э8й]

ага и заметь совершенно нет матов и оскорблений все озадачены (почему тяжелее) некогда ругаться да и публика не та

[@johnd5072]

Научным методом, весьма популярным в последнее время, а именно личным опытом! установлено - что это обыкновенное колдунство , по результатам опыта предлагаю: а) предать анафеме этого ворожея; б) запретить физику т.к. нельзя описать мир где всё происходит по воле верховного существа, если песочек посыпался значит всевышний попустил, если масса увеличилась значит триединый перестарался; в) Подарить Кирилу эти часы ролик 7 мин., а они ни разу не исчезли.

[@ОлегБоб-э8й]

ахахах я под столом++++++

[@ivanvlasov8308]

Спасибо огромное за этот ролик - подача и качество материала на высоте!

[@samahadi9797]

Your work was brilliant. I happened to come across this problem two years ago and I experimented a ton. I love your experimental setup and the idea of using a Newton meter instead of a regular high accuracy scale, which decreases the uncertainty of the weight. However, in a few of my experiments, I found out by changing the flow rate of the system, you could simulate the motion a lightly damping vertical spring, resulting in a damped sinusoidal graph, with an exponential decay, which I believe might be worth looking into. Lastly, your question seriously left me wondering and I might even get back in the lab again. Great work!!

[@jenua_2]

Очень интересный эксперимент. Казалось бы, такой простой процесс, но столько нюансов возникает

[@ekosandal]

Шикарно. Низкий поклон вам за такие видео, очень наглядно. Буду показывать молодняку :)

[@ustinmus7743]

Очень интересно и красиво ) первый раз на этом канале) спасибо !!

[@veresivan]

Элементарно. Из за неупругово столкновения всегда существует небольшой поток отскочивших песчинок которые при этом не столкнулись со струёй. Такой же импульс но направленный вниз получает колба. Есть и другие правильные объяснения но это то же самое только под другим углом. Все верно и про воздух и про потенциально-кинетическую энергию системы. Только это трудно посчитать и учесть все факторы. Хорошей идеей будет спросить где в момент отклонения чашы весов находится импульс противоположный по знаку - и ответ выше в отскочивших и ещё не столкнувшихся и ещё не упавших песчинках. Такие будут существовать как раз до конца падения. Маленький пик в самом конце возможно как раз эффект их падения.

[@artbond3708]

Песок вверху имеет потенциальную энергию, которая при высыпании переходит в кинетическую, а потом, при падении вниз, эта энергия отдаётся весам и тем самым увеличивает вес всей конструкции.

[@SuperMch7]

@@schetnikov все дело в дискретах измерения. Пока песчинка находится в полете, масса на чаше весов меньше, как только песчинка достигла чашу, масса стала весом, принеся с собой инерционную силу. Масса песка неизменна, все дело в динамике и способе фиксации процесса во времени.

[@ibooks3905]

Мне кажется этот небольшой вес появляется из за трения песка о воздух нижней камеры тем самым создавая некомпенсированное давление на дно часов. А его противолодная сторона это соответственно верх часов. Ну как то так, я постарался объяснить. Т.е создаётся некомпенсированное давление на выше и ниже песка из за сужения на горлышке. Так как через горлышко не проходит воздух пока там проходит плотный песок.

[@Ломастер154]

Каналу 6 лет, а я только сейчас нашёл его. Теперь все видео буду смотреть.

[@tech_eng]

Объяснялось же в этом же ролике - падая, песок передает нижнему сосуду кинетическую энергию, полученную при падении, потому увеличение веса - это сумма всей системы и этой энергии.

[@kephec6233]

Энергия песка теряется за счет трения об воздух. Система то не замкнутая. В замкнутой системе с воздухом хоть перья сбрасывай. :) Интересный канал. +1 подписчик. Буду дочке показывать.

[@burzma6486]

Проще говоря увеличенный вес - это энергия, которая была использована поворотом (зарядкой) часов.

[@Philip_Selivanov]

Очень интересно

[@gibizov]

Количество летящего песка постоянно уменьшается. А покоящегося постоянно увеличивается. Поэтому присутствует дополнительное ускорение, связанное с ~равномерным увеличением количества покоящегося песка.

[@Oskaperen]

Думаю это влияние среды. Интересно было бы посмотреть на график эксперимента в вакууме.

[@Laura_Bin]

Думаю что кратковременное увеличение веса объясняется тем что по закону Бернулли песок втягивает воздух который и бьёт о дно нижнего сосуда. Поэтому двумя руками ЗА ваше предложение.

[@mracobes]

Эффект увеличения веса объясняется тем, что песчинки увлекают за собой поток воздуха, создавая эффект вентилятора. в вакууме такого эффекта не будет.

[@ЛеонидШаблий]

mracobes281 , только работать это будет в обратную сторону - "цепляясь" за воздух песчинки будут терять часть скорости, и прилетать в нижний сосуд ср скоростью меньшей, чем могли бы в вакууме и суммарный вес будет меньше, а не больше.

[@МихаилОгов]

Это ведь аналог вопроса о том, что будет если в грузовике везущем голубей, они все одновременно взлетят, не покидая фургона?

[@Ростовский-г6х]

Я об этом и подумал

[@250-p6i]

@@Ростовский-г6х, с грузовиком всё проще. В разы проще: голуби отталкиваются от воздуха, а воздух от пола грузовика и если голуби взлетели без подпрыгивания (а они обычно подпрыгивают и потом начинают махать крыльями, но опустим это), то для грузовика вообще не будет никакой разницы летают там голуби или лежат на полу упившись пивом из кеги, которую тоже везёт грузовик.

[@Ростовский-г6х]

@@250-p6i если не ошибаюсь, когда давно разрушители легенд такой эксперимент ставили. Только без пива

[@250-p6i]

@@Ростовский-г6х голуби без пива - фургон на ветер!

[@250-p6i]

@@Ростовский-г6х голуби без пива - фургон на ветер!

[@dimazubanov]

Возможно, падение песка является частично упругим - песчинки могут на небольшую высоту отскакивать вверх, придавая дополнительный импульс весам

[@Valentincentr]

Мне нравится эти уроки

[@Niruguy4an]

Очень здорово!

[@MikeThe]

Песок начинает сыпаться одновременно весь - об этом все позабыли. Просто, какая-то часть его падает быстро, а какая-то - медленно. Это даёт системе первоначальный общий импульс. Но, по мере падения, часть песка переходит в состояние покоя и масса падающего песка непрерывно уменьшается. Мне кажется, график отображает именно этот нюанс.

[@Alkozavrius]

Давайте представим себе такие "песочные часы", где вместо песчинок будут свинцовые шары по 10 кг. А высота таких часов будет 100 метров. И проведем эксперимент. Для теории представим хотя бы 1 шар (песчинку).

[@ИльяПлугин-ч3д]

Именно. Автор ролика допустил кучу ошибок как в самом эксперименте, так и в его трактовке. Автор просто вводит людей в заблуждение.

[@ptand5350]

Я, надеюсь, что это не все, чего достигла наука за последние тысячи лет. НСК респект.

[@diolooo8166]

Могу предположить, что песчинки при падении теряют потенциальную энергию превращая ее в кинетическую, которая и увеличивает давление на сосуд по вектору падения. Кроме того, по моему мнению, необходимо учитывать: реактивное действие вытесняемого из сосуда песком воздуха, а также, возможно, сопротивление воздуха падающим частицам песка. Так как система не замкнутая, думаю такие показатели будут иметь место, хоть и не уверен что они будут значительными.

[@Rin_Media]

Ответ - кинетическая энергия приобретённая при ускорении в процессе падения песка...

[@Человек-к6я]

Блин, классные у вас видео

[@kiryutinaleksey]

Очень круто! Всё понятно. Ну а если бы экспиремент был бы проведен идеально, то вес на промежуточном этапе был бы равен весу покоя, вот только воздух мешает эксперименту, нужен вакуум!

[@konstantinmelikhov4383]

Если принять стационарное течение песка и, для удобства, постоянную скорость подъема уровня песка в нижней части, нетрудно посчитать, что эффект от усиления давления на нижнюю часть от осаждения большей, чем скорость истечения, массы в единицу времени составит ~mu*V (в dp/dt все сократится) (где mu - скорость тока частиц (kg/s), V - скорость увеличения высоты столба песка в нижней части (m/s)) Таким образом несложно оценить, что при скорости истечения 0.3 kg/s и скорости поднятия песка в 0.07 m/s (7 сантиметров в секунду), этот эффект составит всего-лишь ~0.02 N, в отличие от наблюдаемого 0.1. Или, ~0.035 N при скорости истечения песка в 0.5 kg/s (литр песка с плотностью 1500 за три секунды). Упругость же столкновений с коэффициентом 1.05 (5% частиц отскакивают упруго) добавит те ~0.07 N для достижения 0.1 N наблюдаемого в эксперименте при схожих параметрах системы. Таким образом, по всей видимости, основным фактором, влияющим на увеличение веса, является упругое столкновение песчинок, если принять за 0 вклад происходящих в верхней части процессов.

[@ДмитрийШишкин-р8е]

Высвобождение энергии, ранее накопленной весом песка.

[@Михаил-ж4в9я]

Если говорить о точности, тот тут много относительных фактора, я про составляющие и качество изготовления, материалов и прочем таких часов, но в целом крутое изобретение людей

[@Своимируками-л1у]

При падении песка выполняется работа, расходуется энергия запасенная ранее.

[@MrSeriousDen]

Система не замкнутая, отсюда и наблюдаемое увеличение веса. Скорее всего наибольший вклад вносит поток воздуха, увлекаемый за струёй песка. Лайк за видео! Оч интересно и наглядно

[@schabanow]

Я думаю, что увеличение веса пч в установившемся рабочем режиме - это динамическое давление струи падающего песка. Прибавка в весе будет тем большей, чем большим будет расход и/или скорость соударения песчинок с нижней кучкой песка. Но поскольку высота нижней кучки растет, т.е. высота падения песчинок, а вместе с ней и скорость их соударения с нижним песком снижается, то динамическое давление струи должно бы падать... Но мы имеем горизонтальный экспер. график... Затрудняюсь.

[@Razorbill_]

Из-за скорости. Скорость умноженная на массу. Ведь тело в покое имеет как бы нулевую силу, а если набрало скорость то уже имеет определенную силу, пока не вернется в состояние покоя. Нобелевку жду))

[@Agent_Schmied]

Быть может это связано с трением песчинок о стенки "сопла"?

[@fantanickola6548]

Песок имеет "вязкость", точнее шереховатость. И песок трётся о бутылку и тянет её в низ. Хотя нарушается закон сохранения энергии. Что скорее всего не правильно. И возможно песок трётся о воздух и тянет воздух за собой в нижний сосуд

[@prostoprohozhijnadjadjupoh5802]

Извиняюсь, если повторю чьи-либо мысли, ибо читать все предыдущие комменты нет времени. Причин увеличения веса в интервале времени 1,5 - 2,75 сек, скорее всего, несколько. Одна из них, по моему мнению, такая. Добавочный вес в интервале времени 1,5 - 2,75 сек имеет место потому, что интенсивность струи песка во время его истечения постоянно и монотонно ослабевает. Т.е. каждый последующий момент времени к струе из верхней бутылки добавляется немного меньше песка, чем из неё (из струи) выбывает внизу. А происходит это из-за того, что высота столба песка в верхней бутылке становится со временем меньше, и верхний песок давит на горловину, соответственно, меньше. Соответственно, скорость истечения песка тоже становится со временем меньше. Есть классическая задача - сосуд с водой, высота уровня воды h, а в самом низу сосуда дырка. И надо найти с какой скоростью вода вытекает из дырки. И ответ типа v = sqr{2gh}. Если бы мы могли обеспечить постоянство интенсивности струи (например, увеличивая размер дырки), то такого эффекта не было бы. В настоящих песочных часах такой эффект намного слабее, ибо там дырка относительно меньше, и давление столба песка на отверстие компенсируется трением песчинок, и истечение более равномерное.

[@prostoprohozhijnadjadjupoh5802]

@@schetnikov Согласен, вполне может быть. "Текучесть" сыпучих материалов сильно зависит от того, как они слежались, от влажности, от формы и размера гранул, от формы и размера самого сосуда и его отверстия и т.п. Если предварительно хорошенько встряхнуть, то сыпучесть будет лучше. Я помню, когда банку с тонером для лазерного принтера хорошенько встряхивали, то он (тонер) не только увеличивался в объёме, но и "плескался" не хуже воды. Да, каждую гипотезу и долю её вклада надо проверять экспериментально.

[@cassandrademetridi8261]

Мне бы лет 20 назад такого учителя физики :)

[@аларандроид]

В расчетах не учитывается расстояние, которое успевает пролететь песок от момента вылета из верхней бутылки до ударения о нижнюю бутылку. А ведь нижняя бутылка наполняется песком и песчинки с увеличением времени уменьшают свой путь, причем делают это равномерно по времени. Отсюда и ровное небольшое смещение от центра силы.

[@Tattooboris-live]

Всё просто - это чёртова магия! Сжечь колдуна!))))))

[@alexfrol5019]

0:36 - вот здесь можно усомниться в сенсации, но обоснование это отдельная тема. Что можно считать "замкнутой системой" с указанием неотъемлемых критериев оной. А здесь, конкретно, вопрос такой: Можно ли рассчитывать на поведение системы как замкнутой в любой произвольный момент времени с возможностью фиксации ее мгновенного состояния с момента начала опыта?

[@НиколайСмолкин-ъ3ц]

Я так думаю, что увеличение веса происходит из за увлекаемого песком воздуха. То есть получается ветер, который тоже давит на весы.

[@fantanickola6548]

Также подумал

[@kravchyk]

энергия, которую песчирка передает при падении больше, чем потеря в весе за время ее падения. А сумма этой разницы - должна равнятся энергии, необходимой для того, чтобы переместить весь упавший песок обратно на эту же высоту (перевернуть весы).

[@Rayvenor]

Падающие песчинки обладают кинетической энергией Ек = 1/2 * m*v^2, удар почти упругий, считаем, что вся Ек перешла в работу. Ек = А Работа связана с силой F = A / (S *cos(a)) или F = A/S Вот мы получили силу, дополнительно действующую на дно часов F = (m*v^2) / (2S)

[@МаксимСіренко-ц1е]

Спасибо

[@РусланБарсуков-е8й]

Импульс падения струи и разные площади поверхности восприятия и поперечного сечения струи - основные факторы. Струя разгоняется быстрее, чем поднимается уровень. Имеется дельта t от сюда и дополнительный импульс.

[@zimitrius]

Я конечно не физик, но что-то мне подсказывает, что вес импровизированных часов увеличился за счет всасываемого воздуха который затягивается падающим песком.

[@gusargusar2001]

Система целиком в начальном и в конечном положении не одинакова - у системы изменилось расположение центра масс, а значит и потенциальная энергия системы. Пока песок падает вниз - система будет весить больше на разницу потери энергий системой

[@АнатолийПак-в5й]

Потенциальная энергия (самих часов) не изменилась, так как песок перемещается внутри часов, а не за пределы часов.

[@WalkService]

@@АнатолийПак-в5й вам твердая 2

[@АнатолийПак-в5й]

@@WalkService мда уж... дрессировщик добавил свои 2 копейки)) аргументы в студию

[@gusargusar2001]

@@АнатолийПак-в5й Как можно переместить массу не изменив энергию? Ещё как изменилась: Внутри системы "часы" песок переместился с верху в низ на ~30см - если взять "часы" как единый неделимый объект - то у объекта сместился центр массы на 30см, при сохранении своей внешней формы, что и означает что его потенциальная энергия изменилась

[@АнатолийПак-в5й]

@@gusargusar2001 изменение центра тяжести, не означает, что масса самих часов изменилась. А следовательно, если отрезать часы от весов, то они упадут также на стол, как и в начальном положении. То есть потенциальная энергия часов в целом, как предмета та же самая. Изменилась лишь потенциальная энергия песка в часах!

[@semivaloff]

Теперь ночь спать не буду. Спасибо!

[@ДимаЯскевич-с1ф]

Кажется я начал понимать формулы!

[@Anatomo-Patolog]

Там скорее всего причин сразу несколько. Во первых есть сила трения в горлышке, которая "толкает" песок вверх, соотв. бутылку вниз, во вторых путь каждой следующей песчинки меньше, т.к. нижний сосуд заполняется..

[@SentSergiy]

Стационарное увеличение веса недопустимо для замкнутой системы, но система-то как раз не замкнутая: прибавляется давление увлекаемого песком воздуха на уловитель.

[@ВиталийМельников-в6ж]

этот эффект можно изменить в другую сторону, если поменять форму входа и выхода песка. Это чистая аэродинамика.

[@Vegor125]

Начало третьего ночи. Завтра на работу. Зачем я это смотрю?

[@ArtRaldo]

Очень интересное видео,спасибо

[@8471676]

Всё-таки пока склоняюсь к тому, что импульс, который передают песчинки системе при движении вниз они передают не только в точке своего падения в нижний сосуд, но и стенкам конусного верхнего сосуда. Грубо говоря каждая песчинка в верхнем соскде коснувшаяся стенки воронки также передает этой воронке микроскопический импульс. А их вдоль стенки движется немало.. Гипотеза, что с течением песка нижняя горка песка подримается, расстояние между соплом воронки и поверхностью горки сокращается, а значит каждая песчинка проводит в воздухе меньше времени, чем предыдущая, т.е. отдает свой импульс системе "раньше времени" - соблазнительна, но мне показалось, что этот эффект должен компенсироваться уменьшением начальной скорости вылета песчинки из сопла - ведь верхний столб песка уменьшается, а значит "подпор" вылетающих песчинок со стороны верних товарок с течерием времени уменьшается.

[@Oridgen]

Здравствуйте, полагаю вес больше из за инерции которую приобрели песчинки падая с высоты h. Закон сохранения энергии, подняв тело мы (Вы) совершили работу, далее тело совершает работу "падая".

[@maxalekson8503]

Вот вам еще прикольная задачка: Если в банку с водой внести предмет, у которого F тяжести будет скомпенсирована F Архимеда, то что будет с показанием весов, на которых стоит банка с водой? Или можно задать условие, что он медленно тонет. Забавно, но все отвечают по-разному.

[@Fil_electret]

Взаимодействие тел с разными плотностями не меняет их суммарное влияние на 'весы', в сосуде с водой ваше тело не изменит вес.

[@maxalekson8503]

@@Fil_electret эммм...P1=Pт−Fа=m*g−mж*g. Тело, погружённое в жидкость, уменьшается в весе пропорционально весу вытесненной жидкости.

[@Ndochp]

@@maxalekson8503 так у вас не тело на весах, а банка. А в банку весом M положили тело m, на весах будет m+M, хоть что делай. С точностью до силы Архимеда воздуха, выталкивающей банку с телом в космос. Так как суммарный объем банка + тело будет меняться, вес изменится только на эту величину.

[@Dimon__1976]

мне всё-таки думается, что в опыте не совсем замкнутая система вышла. В случаи с часами где песок заключен в стеклянную колбу песчинки выходя из сужения преодолевают сопротивление воздуха, которое стремиться вверх в высвобождающий объем. В опыте с пластиковыми бутылками воздух же не ограничен ничем, и он вместе с песчинками увлекается вниз и тоже ударяется о нижний сосуд.

[@lucktriangle]

В процессе стационарного течения струи пищинки во время падения совершают движение в низ с ускорением, в результате чего накапливается энергия. Эта энергия "давит" на веса. То есть возникает давление от ударов пищинок о дно нижнего сосуда. Думаю, этого отрезка на графике не было бы в случае, когда вместо песка были шарики, которые не летят, а катятся по наклонной, соеденяющей две ёмкости.

[@UAPable]

Импульс отдельно взятой песчинки, как было сказано, для равноускоренного движения определяется ее массой, ускорением свободного падения и собственно временем ее полета. Передача же этого импульса основанию системы теоретически происходит мгновенно - равнозамедленное движение с ускорением стремящимся к бесконечности(в случае полной передачи энергии). На практике величины все же конечны(имеем колебательный процесс), но время свободного падения однако больше времени(процесса) передачи импульса основанию. Суммирование воздействия массива песчинок дает интегральный вид графика

[@nikolainikk3916]

Годно, лайк

[@IamJiva]

думаю виноват увлекаемый струёй не замкнутосистемный воздух, импульс полученный которым благодаря массе песчинки в струе - не воздействует на весы "с неизбежностью" а может и промахнутся - надавив на поверхность стола, тогда как в песочных часах система замкнутая и "никуда импульс мимо навески не уйдет уменьшения времени падения не происхоит если рассмотреть тонкий слой или суперпозицию тонких слоёв - всеравно всреднем каждая песчинка падает на разность высоты(перепад, путь падения) между центрами масс нижней и верхней кучки песка - даже если они(кучки) различны по форме падение песчинки с верхней поверхности(стороны) исходного песка равнозначно падению песчинки с нижней стороны accompanied with падением всех оставшихся песчинок на "снижение уровня -моря- верха песка вызываемое одной песчинкой(если одна в слое идально этажированных в "воронко(трубко)обойме" - то ее диаметру) , если предположить что песчинки падают по клеточкам на экране в эмуляци, минимум на один пиксель - у последних песчинок сначала ступенчато-равномерное движение(раз в секунду на пиксель вниз каждая соскакивает всреднем скажем)всреднем(в пересчете на одну песчинку таких соскоков ступенчатых медленных) в таком режиме проходя в верхней кучке "дистанцию подготовки" равную половине высоты верхнейкучки до старта - тоесть высоту центра масс верхней кучки относительно ее нижней(пусть циллиндрической для простоты) границы, затем остаток пути--средне укороченного на половины высоты центра масс нижней кучки над дном системы - песчинка всреднем пролетает, процессы переноса массы и масштабирования форм(тут я засомневался сравнив вертикальную трубку сверху и широкое дно с конусной кучкой высота которой растёт по параболе от номера песчинки) здесь линейны по шкале номера песчинки ИМХО, хотя падает каждая по параболе разгоняясь за время полёта(пролёта)

[@IamJiva]

бррр, так легчать должны бы были

[@IamJiva]

нет, тяжелеть, ведь в отличие от песчинки - навеска не легчала в момент когда воздушинка начала разгонятся не падая в вакууме на землю а неподвижно в воздухе не создавая веса плавая затем начав увеличивать массу струи с увлекаемым ею воздухом и импульс ее следовательно(.их двоих до низа долетающих) имхо различие между закрытыми весами и открытыми здесь то-же какое приводит к работоспособности Сегнерового колеса на выхлопе, и не приводит его во вращение в режиме засасывания массы а не разбрызгивания - в одном случае масса снаряжается импульсом и исчезает, в другом - "и возвращает импульс(на повороте Г образной спицы - ударяясь тангенциально в стенку на 90градусном повороте потока к центру(сопровождающегося потерей тангенциальной составляющей импульса,который хотя и заменяется на равную радиальную - но Оная момента вращения не создает

[@user-rh8zt3zo2z]

Первое повышение(небольшой скачок вверх) - это из-за открывания крышки бутылки.

[@Fil_electret]

Поднимая песок на заданную высоту совершили работу, на стационарном интервале наблюдаем размазанное значение 'энергии' затраченной работы, трением о воздух рабочего тела на такой высоте пренебрегли. Примерно как куда делась 'энергия' сжатой пружины растворенной в кислоте.

[@РомаБеляев-о4р]

Когда увидел название даже не понял о чем может быть видос. Решение как по мне оказалось слишком очевидно,мне даже думать не пришлось и без графиков хронометраж урезался бы в 6 раз. Вопрос один фиг интересный, хоть и простой. В финальном эксперименте не понятно откуда скачок до 0.5 во время падения, если это не вы напартачили ,то возможно, дело в том что песочные вихри, токи, хз, падают на верхнюю бутылку тоже. Возможно дело в воздухе, но врятле.

[@olegbrazhnichenko5327]

Я думаю что этот прирост можно объяснить тем, что при передаче импульса идёт не только компенсация веса пещинок, но и + импульс. В момент касания пещинок дна, если говорить грубо, вес этих пещинок больше чем вес тех что падают сверху

[@olegbrazhnichenko5327]

Но, кстати говоря, странно что график горизонтальный, так как как заметил один человек в комментариях, при наполнении нижней чаши, расстояние полета у пещинок сокращается, а следовательно и импульс должен быть слабее, ввиду чего график должен был стремится вниз к нулю при наполнении чаши

[@user-mm5tx3dw35]

Элегантно. Название само породило задачу в уме и любопытство не подвело. Я Ваш подписчик)

[@Andrew-xz6sg]

Увеличение веса происходит из-за упругого столкновения песчинок о низ конструкции. Отскакивая вверх, песчинка меняет знак собственной скорости и передаёт больший импульс, чем она обладала относительно дна. Разница в весе в установившемся процессе характеризуется упругостью и средним углом отскока песка.

[@АлексейЗаблотский-с9м]

Коммент в поддержку канала. А сила трения песчинок в узком горлышке не является причиной увеличения массы?

[@sergeyv.voronin3053]

А теперь бы аналогично -- про мух в самолёте. Рамка уже есть, в качестве мухи можно использовать мелкий коптер хоть из фикс-прайса.

[@transcendental6990]

Вес увеличивается во время падения песчинок за счет того, что каждая из песчинок которая совершает падение передает свой импульс другой песчинке тем самым увеличивая вес всего устройства на время падения песчинок, потому как прибавляется вес который вызывается импульсом падения песчинок. Я в целом не физик, но выглядит логично, хотя я даже близко бы не решился прикидывать какие еще закономерности могут участвовать в данном процессе.

[@vasdon766]

Кореолис. При условно идеальном сопле струя не истекает под прямым углом, соответственно песчинка проходит бОльшее расстояние, набирая чуть большую энергию. Тем самым отклоняясь от идеальной системы.

[@vasyaber6579]

Это как лифт который сначала резко разгоняется, а потом всю дорогу немного подтормажмвает, потом тормозит резко в конце. В целом ессно интегралы сверху и снизу по графику обязаны быть равны. Чем это можно объяснить - только неодинаковым характером разгона и торможения песчинок, там снизу горка по ней скатываются долго но сразу много песчинок, в итоге импульс больше чем при разгоне выходит, раз вес превышен. Статистически надо как-то объяснять, логически врятли. По логике, оно имеет право вести себя как угодно ток обязаны сойтись площади когда устаканица

[@yafimchik7319]

Я конечно не физик и ваши длинные комментарии не очень понимаю, но. Мне кажется простое объяснение в том, что в течение времени поток немного меняется ввиду уменьшения столпа выше(давления). С одной стороны уменьшение массы полностью уравновешивается последующим падением. А небольшое увеличение веса связано с тем, что данное событие происходит с запозданием, в то время как уменьшение массы верхней части песка мгновенно влияет на весы. Система себя уравновешивает с запозданием, а значит в момент времени т+1 сила давления импульса будет равна компенсации от времени т. А величина преувеличения должна зависеть от времени так(как быстро пещинка долетает до дна, или как высоко находится). Я не прав?

[@SxteenneSxteenne]

не смотрел правильных ответов. предположительно: 1) песчинки преобретают больший импульс и сильнее давят на дно сосуда. 2) попутный поток воздуха оказывает дополнительное давление на нижнюю часть конструкции увеличивая её вес

[@AlbusUmbrus]

Думаю тут дело в том, что система из двух бутылок и песка - не замкнутая, присутствует ещё воздух в помещении, которому нужно время чтобы заполнить освобождающийся верхний сосуд. В верхней бутылке создаётся разряжение, единственный способ воздуху попасть внутрь бутылки - это снизу, около бутылки снизу создаётся разряжение воздуха, в то время как сверху неё остаётся обычное давление воздуха. Можно сказать, бутылка засасывает воздух снизу, создаёт некоторую тягу. И к показаниям весов добавляется сила создаваемая разницей давлений сверху и снизу бутылки.

[@konstantinmovie]

из-за ускорения свободного падения, чем больше расстояние от сопла, до дна нижнего сосуда, тем больше вес будет

[@stknss]

Момент инерции добавляется. Видео интересное.

[@malejeeck]

Андрей Кузнецов, очень жаль, но ваш ответ не верный. Не из за поднятия уровня песка в нижней половине. Поднятие уровня, напротив, уменьшает вес часов. Непопулярная формула V²=2aS. При линейном росте горки, скорость, а следовательно, импульс падающих песчинок будет сокращаться квадратно. То есть горка растет медленно, а импульс гаснет быстро. А вот насчёт игнорирования проваливания песка в верхней части часов вы зря. Несмотря на постоянную скорость проваливания, это будет иметь действие. Стоит только мысленно дискретизировать процесс и увидеть как слои песка падают друг на друга, добавляя импульс часам. Я не пишу ответ пока что, хочу посмотреть, что вы скажете.

[@user-err]

Нижний сосуд шире, во всяком случае он не имеет воронкообразной части. Соответственно, песок сыпется с верхнего резервуара (и заполняя нижний) падает как бы с бОльшей высоты.

[@andriitsibrii3335]

а весы были с "пружынным" сенсором? можно ли рассматривать высыпание песка в таком случае как реактивную тягу?

[@Sergey78910]

Если реактивная струя, вес должен уменьшиться, а не увеличиться

[@AlternativeElectronic]

Песок не использует бутылку как опору и не отталкивается от него. По такой логике, когда бутылку с водой переворачиваешь, она должна из руки вверх вырываться

[@asdi501]

Когда песок падал , он набрал брльший импульс с , который передал нижнему сосуду и соотвецненно всей системе. Думаю если высоту падения уменьшить или увеличить то можно будет наблюдать изменения графика.

[@severa8476]

Занятно

[@homuchoghoma6789]

А если представить что часы допустим стометровые и песка столько что в какой то момент весь песок находится в полёте, то и станет ясно что замкнутость системы условна и в этом примере с часами очень большое значение имеет именно размер) ,ведь пока песок в полёте, то часы однозначно полегчают на массу песка.

[@antufeevvladimir6838]

Думаю копать нужно начать из соотношения общего объёма песка и диаметра отверстия, через которое этот песок покидает верхнюю ёмкость за определённое время! (Ну образно, если ёмкости бы были размером с ведро 10л. и песка бы в них было насыпано почти до краёв, а отверстие такое же как у бутылочного горлышка, то каков был бы график)

[@AlexeyDvorkin]

Сопротивление воздуха. Песчинки не равноускоренно падают, а немного тормозят. В вакууме весы показывали бы 0.

[@ustinmus7743]

Грубо говоря детектор изменения веса не успевает изменить потерю массы и сглаживает потерю массы ? Очень интересно) а как такое сработает с жидкостью ??

[@transcendental6990]

Масса часов всегда неизменна на протяжении всего процесса, изменяется лишь вес, сила воздействия объекта на опору

[@PhilipKhlopushin]

Ответ: Небольшое увеличение веса часов происходит из-за того, что отдача импульса, накопленного песчинками в падении, происходит быстрее, чем время, затрачиваемое песчинкой на полет. Иными словами - это разность между высотами прямоугольников на 2:10, только взятая для веса струи песка.

[@UaJackCarver]

Вес как раз может меняться. И он меняется. Так как вес - это сила, и не нужно его путать с массой. Вот вес меняется, хоть и крайне мало - потому что у "заведенных" часов центр масс смещен вверх, а значит он дальше от центра Земли(в нашем случае), и по-этому его ВЕС меньше, чем будет, когда песок весь упадет вниз. Еще наводка - измерьте вес предмета в невесомости(хотя бы в космосе) - что получится? Ноль. А масса останется неизменной.

[@speedhorn74]

Возможно песчинки не имеют возможности полноценно подпрыгивать, тк их движение вверх гасится другими падающими песчинками.

[@Vozvlad]

Надо же, у нас такая же музыкальная заставка на канале!))))

[@alex_1278]

Есть интересный вопрос на эту тему - почему народ при падении лифта головой хорошо врубается в потолок кабины. Моя версия - сила мышц ног та же, притяжение - ноль.

[@vinzekatze8310]

Хм, а что будет если у песка будет расстояние падения достаточное, чтобы сопротивление воздуха остановило его дальнейшее ускорение хотя-бы на половине пути? Продолжая этот странный вопрос - если песок будет падать в жидкости? Идея в том, чтобы изначальная потенциальная энергия песчинок по ходу падения успела значительно рассеяться в среде. В жидкости вряд-ли что-то изменится - она большую часть все-равно весам передаст, хотя тоже не очевидно, а вот газ...

[@phillippe.cai.]

Вес большой потому как писчинки которые падают имеют кинетическую энергию и если бы писчинок было падающих мало то и график не был бы устойчивым, ровная линия показывающая большую массу без колебаний благодаря большому количеству ромдомно-падающих песчинок в разное время но как бы без прирывания времени.