Любопытная задача по физике.

[gusluk]

Что то не могу сообразить как решить следующую задачку:
Тележка с водой стоит на рельсах. С краю тележки в дно встроен кран. Что произойдет если кран открыть? Начнет ли она двигаться, если да, то как? Силой трения о рельсы пренебрегаем, масса тележки << массы воды в ней находящейся.

[Ivan_32]

По моему для движения сток должен быть расположен под углом отличным от 90 к поверхности.

[type_Oleg]

Смотря куда струя воды направлена.
Если конечно, госдума еще не отменила закон сохранения импульса.

[gusluk]

Струя направленна вертикально вниз.
ПС Не надо забывать про закон сохранения центра масс. В данном случае о открытия крана центр масс находился где то в центре тележки, после того как открыли кран и вода вся вытекла центр масс переместился в центр сливной трубы (в горизонтальном измерении). Т.е. по логике сама тележка должна была уехать, но куда, с какой скоростью, и что будет после того как воде вытечет, для меня не совсем понятно.

[Kostia]

По моему, тот же самый эффекты, когда сидя на качели раскачиваешься?

[Smitt&Wesson]

В данном случае о открытия крана центр масс находился где то в центре тележки, после того как открыли кран и вода вся вытекла центр масс переместился в центр сливной трубы (в горизонтальном измерении).

Это с какого бодуна? Масса сливной трубы, влияет на первоначальное расположение центра тяжести и в процессе вытекания воды её положение (как и положение центра тяжести) не меняется.

масса тележки << массы воды в ней находящейся.

С условием тоже не всё понятно. Начальная масса тележки < или всегда меньше (т.е. вода вытекает, и масса тележки уменьшается)?
Ну, а по теме - тележка никуда с места не здвинется, так как при уменьшении массы воды, центр тяжести будет перемещаться строго вниз.

Строго говоря, для придания тележке поступательного движения, кран должен располагаться горизонтально. В этом случае, возникшая реактивная тяга струи, заставит её двигаться в противоположном направлении.

[Ivan_32]

Я конечно уже совсем забыл школьный и институтский курс физики, но почему тележка должна выйти из положения равновесия при вертикальном перемещении центра масс? Если бы центр масс переместился куда-нибудь влево-вправо это привело к движению, но строго вертикальное перемещение в теории ведь не должно никаких эффектов давать.

[Smitt&Wesson]

Сообщение от Ivan_32

Я конечно уже совсем забыл школьный и институтский курс физики, но почему тележка должна выйти из положения равновесия при вертикальном перемещении центра масс? Если бы центр масс переместился куда-нибудь влево-вправо это привело к движению, но строго вертикальное перемещение в теории ведь не должно никаких эффектов давать.

Ничего подобного. Смещение центра масс, внутри замкнутой системы, ни к чему не приведёт, если не будет внешней подкачки энергии. Например, как с качелями. Попробуйте на качели аккуратно положить кирпич по-центру. Цент масс не изменится. Теперь переместите этот кирпич к краю качели. Планка немного здвинется, но центр тяжести всей качели, останется на месте.
Втрой пример. Станьте на скейт-борд и покачайтесь из стороны в сторону, скейт останется на месте.
В случае раскачивания качелей и езды на скейт-борде, имеет место приток энергии со стороны мышц человека, но это уже другой случай.

[Utkin]

Есть например, такая отмазка (именно отговорка, а не решение). Ответ - тележка будет вести себя так как Вам вздумается или ехать или стоять на месте (как недоумерший кот Шредингера), так как нельзя установить что с ней будет в действительности. Потому как часть условий сферические и в вакууме (типа силы трения), а часть условий просто неизвестно. И соответственно известные закономерности здесь неприменимы, а эксперимент провести невозможно . Элементарно это может быть мегатележка и нанокран, тогда возникнет противодействие в виде силы трения о воздух, о котором ничего не сказано.

[Аватар]

Учитываю то, что вода не просто вниз стекает, а и двигается в горизонтальном направлении в сторону отверстия, интуитивно могу предположить, что тележка начнет двигаться в противоположном направлении. Но только интуитивно, без формул