Зависит ли энергия, сообщенная телу А телом Б от жесткости тела Б Опции

[zheka]

Представьте себе некий объект с невысокой прочностью, эластичный, но подверженный разрыву от сотрясения и деформации. Этот объект покрыт защитной оболочкой. Она тоже эластична но более упругая, она не позволяет этот объект резать, царапать, рвать, в некоторой степени защищает от деформации.

Далее - наносим неким предметом удар по объекту в оболочке. Понятно, что чем жестче будет этот предмет, тем больше вероятность, что оболочка получит какие-то контактные повреждения. Если предмет будет мягкий, то на оболочке повреждений не будет, однако за счет массы и скорости этот предмет сообщит объекту в оболочке некую энергию, способную его разрушить. То есть объект будет поврежден несмотря на защитные свойства оболочки и сама оболочка при этом сохранит целостность, а поврежден он будет за счет общего сотрясения и инерционного смещения.


Вопрос - важна ли в этом случае жесткость предмета, которым наносится удар по объекту в оболочке? Ну скажем две баклажки с газировкой - одна под давлением, а из другой мы газы выпустили, масса у них одинакова, а жесткость разная.

Как мне кажется, независимо от жесткости передаваемая энергия будет одинакова (несмотря на то что мягкая баклажка будет деформироваться это не приведет к гашению энергии) Взаиморазрушающее воздействие баклажки и оболочки будет больше если баклажка будет жесткая но общее сотрясение и инерция будут одинаковы.

Каково ваше мнение и как это объяснить физически?

[stells]

Как мне кажется, независимо от жесткости передаваемая энергия будет одинакова

ну как же? а на сжатие предмета ведь должна энергия затратиться?

[zheka]

ну как же? а на сжатие предмета ведь должна энергия затратиться?

Жидкость несжимаема.
Деформация тонкой оболочки баклажки -я думаю ей можно пренебречь. Вот кстати и уточнение - речь идет именно о гибкой емкости с жидкостью, будет ли гаситься энергия за счет изменения формы бутылки при ударе?

Сообщение отредактировал zheka - Jan 21 2016, 08:55

[stells]

будет ли гаситься энергия за счет изменения формы бутылки при ударе?

наверняка... и будет зависеть от вязкости жидкости

[zheka]

наверняка... и будет зависеть от вязкости жидкости

Жидкость - вода.

Но как мне кажется - степень этого гашения будет куда ниже, чем если вместо бутылки был бы предмет, например из плотной резины.

[ViKo]

Жидкость несжимаема.
Деформация тонкой оболочки баклажки -я думаю ей можно пренебречь.

Я думаю, пренебрегать нельзя. Не важно, насколько она тонкая. Важно, как деформируется. Пружина тоже из тонкой проволоки состоит. Или бритвенное лезвие.
Под заголовок темы попадает ситуация получить в .... резиновой пулей или свинцовой. Есть разница?

[ШСА]

Взаиморазрушающее воздействие баклажки и оболочки будет больше если баклажка будет жесткая но общее сотрясение и инерция будут одинаковы.
Каково ваше мнение и как это объяснить физически?

Если Вас заботит разрушение/сохранность объектов, то нужно больше думать не об энергиях и импульсах взаимодействия, а о времени этого взаимодействия. Чем меньше время взаимодействия (жёсткая оболочка + твёрдый предмет), тем больше это взаимодействие похоже на удар. Следовательно энергия передаётся на разные части объекта в разных пропорциях (в области соприкосновения больше), а разрушение содержимого объекта будет происходить уже после удара за счёт распространения ударной волны в неоднородной среде.
В случае большого времени взаимодействия (мягкие предметы), ускорения, испытываемые объектами, меньше. Ваш объект будет вести себя как однородный.
Обратите внимание, что в обоих случаях (рассматриваем упругое взаимодействие) передаваемые энергия и импульс могут быть практически одинаковыми.

[zheka]

Следовательно энергия передаётся на разные части объекта в разных пропорциях (в области соприкосновения больше), а разрушение содержимого объекта будет происходить уже после удара за счёт распространения ударной волны в неоднородной среде.

От площади сопрокосновения будет зависеть локальное воздействие на оболочку и этим будет определяться объем ее повреждений. Я думаю, площадь соприкосновения с баклажкой в любом случае такова, что локального разрушающего воздействия не будет.
Если ударить баклажкой, заполненной по горлышко, по почкам - будет отличаться ударная волна, достигающая почек, если ее просто заполнили водой и закрыли пробкой (в результате чего она будет способна деформироваться при ударе) и если жидкость будет находиться под давлением и баклажка будет сохранять жесткость?

[Onkel]

(несмотря на то что мягкая баклажка будет деформироваться это не приведет к гашению энергии)

приведет. просто чем более мягкая, тем больше будет время размах колебаний. А эти колебания будут затухать, нагревая атмосферу Земли. Чем ближе к идеальной будет жидкость, тем больше будет время диссипации,но все равно вся энергия, кроме переданной в соотв. с законом сохранения импульса, уйдет в тепло.
в общем ft=mdelta(v), так что в общем желательно сделать время удара больше, т.е. смягчить все что можно, но так чтобы деформация была не до самого прибора. Так что конкретно нужно считать, есть две крайности - абс. жесткая - это плохо, и абс. мягкая - это тоже плохо, оболочка сомнется и удар придется по прибору. Посередине (не в математическом, а в бытовом смысле) есть оптимум. В принципе пара уравнений в добавку к законам сохранения.

[zheka]

Хорошо, тогда вы можете высказаться хотя бы в каких пределах будет это гашение - отнимется большая часть энергии, незначительная часть, каков хотя бы порядок цифр...

[ШСА]

От площади сопрокосновения будет зависеть локальное воздействие на оболочку и этим будет определяться объем ее повреждений. Я думаю, площадь соприкосновения с баклажкой в любом случае такова, что локального разрушающего воздействия не будет.

Фактором, определяющим разрушение, является мгновенное (максимальное) значение ускорения. Площадь, энергия, импульс и др. характеристики движения объекта никак не характеризуют разрушительный характер взаимодействия объектов. Их значения могут быть любыми.
Если Вам легче оперировать образами, то представьте мягкое содержимое (мозг) в твёрдой оболочке (череп). Можно передать одну и ту же порцию энергии (импульса) этому "объекту" твёрдым предметом (битой) или мягким (подушкой). Передаваемые энергии одинаковы, а результат? Так что законов сохранения абсолютно недостаточно для описания процесса. Нужна динамика.

Сообщение отредактировал ШСА - Jan 21 2016, 09:52

[zheka]

Нужна динамика.

То есть если подобрать объекты так, чтобы импульс, передаваемый жестким объектом был импульсу от мягкого объекта, после его деформации и гашения, результат все равно будет разный?

В общем вы мне все разъяснили, спасибо.