Elméleti fizika kérdés

Ha gondolkodás nélküli választ elfogadsz, akkor a pingpong labdás felé billen, mivel ott a labdát tartó zsinór, valamint a labda és a benne lévő levegő tömege is nyomja lefelé a mérleg karját, míg a másik oldalon az acélgolyó tömegét a fölötte lévő állvány tartja.

Szerk.: Már nem törlöm, most látom ha elolvastam volna az előttem szólókat akkor felesleges lett volna leírnom...

Szerintem:
Mivel a fém golyó fel van függesztve így csak a víz kiszorításában van szerepe, de nem függ a pohártól.

A másikban a labdának és a benne lévő gáznak ( nem biztos, hogy levegő ) is van sűrűsége és tömege mivel rögzítve van a pohárhoz így súlya is. Valamint a rögzítő szállnak is van tömege, ha csak el nem tekintünk ettől.

Azt gondolom a labdás oldal billen le. A fémgolyó és a víz kölcsönhatása lehet még necces.

( Fizikát sok félévben végig ültem... )

Már lassan forog az agyam, de megpróbálom.

A) a pingponglabdás oldal
A mérlegre rátettünk még egy pingponglabdát, tehát a mérleget itt nyomja a pohár víz ÉS a labda súlya.

B) az acélgolyós oldal
Az acélgolyóra a víz felhajtóereje hat, így az acélgolyó nyomja a vizet (és a mérleget) a felhajtóerővel egyenlő nagyságú
erővel. (Az acélgolyót tehát a felhajtóerő és a kötél együtt tartja). A mérlegre tehát a víz súlya ÉS a felhajtóerő(vel egyenlő erő) hat.

Kérdés, melyik a nagyobb. Természetesen a felhajtóerő, hiszen ezért kell cérnával tartani a vízben a pingponglabdát.

A mérleg tehát az acélgolyós oldal felé billen.

Remélem, hogy jót és érthetően írtam. Ha nem, házi feladat megkeresni a hibát...

Víz tömege egyenlő? Képen úgy néz ki.

Mi a megfejtés? A Semerre?

Nekem erről az ugrik be, hogy az acélgolyós felé, azért mert x-el nehezebb.
x=(acélgolyó térfogatának megfelelő víz súlya)-(ping-pong labda súlya + (ping-pong labda zsinór által kiszorított víz súlya - acélgolyó zsinór vízbeérő része által kiszorított víz súlya)).

Az én megközelitésem nem fizikai, hanem...talán logikainak mondanám. A feladat jellegéből kiindulva: két különböző súlyú golyó esetén semmi furcsa nem lenne abban, hogy a mérleg kitér valamerre. Tehát mivel ez egy trükkös feladvány az a legvalószínűbb, hogy egyensúlyban marad. Persze a zsinór bezavar a dologba.

[szerk]
Vagy a feladat nem oldaható meg a rendelkezésre álló infók alapján.
[/szerk.]

Minden infót megadtatok, csak nem sikerült összerakni.
Ez egy mérleg, csináljunk mérleget (erőegyensúly):

A mérleg mindkét oldalát ugyanannyi víz súlya nyomja.

A belső merev rendszer a pinpoglabdát tartó zsinór.
A külső merev rendszer az acélgolyót tartó zsinór.
Ezek merevek, mert a labda nem úszik, a golyó nem úszik és nem tud elmerülni, így a rá ható erők kiegyelítettek. Tehát merev, mert mindkét zsinórt lehetne acélrúddal is helyettesíteni az elmozdulás szempontjából.

Az acélgolyó ugyan veszít a súlyából, de ez az "erőcsökkenés" csak a zsinóron jelentkezik, ami merev rendszer és a mérlegen kívüli rendszer, tehát a mérlegre nem hat.

Tehát az pingponglabda és a zsinór súlyát elhanyagolva a mérleg egyensúlyban van, egyébkén meg a bal oldala süllyed.

Szerintem a vasgolyós oldal lesz a nehezebb. A következő gondolatsor alapján jutottam erre:
- a poharak súlya azonos és változatlan, a víz mennyisége szintén. (Azon lehet vitatkozni, hogy ennyi lesz a kiszorított víz súlya, de mivel a térfogat egyezik, ezért ez a súly is egyezik - másfelől meg tök mindegy, mert a kiszorított víz is a rendszerben marad, tehát a poharakban lévő összes víz mennyiség nem változik, így nem változik a súlyuk sem.)
- ennek alapján az dönt, hogy a rendszerbe tett két egyéb tárgy milyen hatással van magára a rendszerre. A bal oldalon összesen egy pingpong labda súlya jelenik meg többletként - de kellően trükkösen, mert le van madzagolva a pohár aljára. Ezen a ponton viszont ez tök mindegy, mert a bal oldali pohárban a súlytöbblet akkor is csak a pingpong labda súlya, ha az úszik. Azt nem nehéz belátni, hogy a pingpong labda könnyebb a víznél, tehát a bal oldali pohárba ami bekerült, az biztos hogy kisebb súlyú, mintha egy pingpong labdányi térfogatnak megfelelő, de a víz sűrűségével rendelkező anyag került volna. A jobb oldalon a vasgolyó ugyan biztosan sűrűbb a víznél, de ez meg ki van madzagolva. A kérdés az, hogy a madzag mekkora terhelést visz, azaz mennyivel könnyíti meg a vasgolyó súlyát? Mivel a vasgolyóra a felhajtó erő is hat, ezért a jó öreg Archimedesz törvénye alapján annyit veszít a súlyából, amennyi az általa kiszorított víz súlya. Vagyis a madzagra a ható erő a vasgolyó súlya mínusz a kiszorított víz súlya - és ez a különbség szorozva a nehézségi gyorsulással. Ez annyit jelent, hogy a jobb oldalon az a súlytöbblet jelenik meg, amit a madzag már nem vesz át, azaz a kiszorított víz súlya. Ezt a két adatot összevetve azt látjuk, hogy a bal oldalon egy fix térfogat szorozva egy víznél kisebb sűrűséggel jelenik meg többlet súlyként, jobb oldalon ugyanezen térfogat szorozva a víz sűrűségével lesz a többlet súly. Ebből adódik az, hogy a jobb oldal lesz a súlyosabb.

Sajnos az elmúlt idők oktatási rendszerének a hírnevét nem igazán emelik az itt szereplő válaszok.
Felhajtóerő, súlyok, zárt rendszerek etc...

Az felmerült már valakiben mi a helyzet akkor ha az edényben lévő "víz" meg van fagyva?

No rainbow, no sugar

http://wealthmanagement.com/question/puzzler-odd-balance ?

Nem billen sehova. A jobb oldali golyót pedig a viz nem tartja mint ahogy lentebb irta valaki, mivel fel van függesztve, nem nyomja a vizoszlopot.
-------------------------
neut @ présház

Bár elméleti fizikai kérdésként szerepel itt a feladat, szerintem ez mégis inkább kísérleti fizika.

Épp ez a jó ebben, hogy meg lehet kérdezni a természetet, hogy ugyanmár, modja el, ő hogy gondolja.

Az üres poharak egyensúlyban:
(nem igazán jó ez a mérleg, ezért dobáltam az egyik oldalra kis súlyokat (pardon, tömegeket, amiknek súlyuk van...), de remélem, mindenki belátja, hogy ez nem oszt, nem szoroz)

A következő kép sajnos bemozdult; egy kicsit lebillen a mérleg a pingponglabda felé, ha betesszük a vízbe:

A harmadik képen a lényeg: belógattam a vasat. Bár ez itt most nem golyó, térfogata egy kicsit kisebb, mint labdáé. Ha igaz a gondolatmenetem, akkor ez nem okoz problémát (=ha egyformák lennének, még jobban látszana az, ami így is látszik).

Azoknak, akiknek a véleménye nem egyezik a természetével: vigyázzatok a sarkos állításokkal, biztosbak vélt kijelentésekkel (pl. a vasgolyót a kötél tartja, tehát nincs hatása a mérlegre és hasonlókra gondolok).