Про прочность сфер

Меня неисправимого мЯчтАтеля и "изобретателя НЕЗАПАТЕНТОВАННЫХ велосипедУф"  ))))))  упрекают в отсутствии сЛОЖЬных, лабораторных = формульноцифроВЫххххххх расчётов, бизнесс план чекоф и тому подобной, патентНОЙ,  никчёмной для меня  ересИИ ))))))

Но..
Слава Богу, что существуют ДРУГииЯ исследователи !
И я им ОТЧЕнь благодарен .........

Нашёл наконец (после очередных упрёков в мой адрес) ответ на вопрос, который "мучил" меня достаточно давно ) :



"На какую глубину в океане может опуститься шарик для пинг-понга, прежде чем он разрушится под давлением?"

Спросил 14 лет, 6 месяцев назад
Изменено 10 лет, 6 месяцев назад
Просмотрено 8 тыс. раз


Вдохновлённый расчётом, показывающим, что шарик для пинг-понга не лопается в вакууме, я задаюсь вопросом, на какую глубину в океане можно опустить шарик для пинг-понга, прежде чем он разрушится под давлением.

Это имеет практическое применение: лодки поднимали на поверхность, закачивая в их корпус шарики для пинг-понга.

Лодка для пинг-понга на Youtube возвращается на плаву: http://www.youtube.com/watch?v=4MOJN07XRYw

давление

отредактировано 13 апреля 2017 в 12:40
Аватар пользователя сообщества

спросил 18 апреля 2011 в 22:21
Аватар пользователя Карла Браннена
Карл Браннен
13,1 тыс.66 золотых значков4141 серебряный значок7878 бронзовых значков

Есть основания полагать, что этот эпизод с Дональдом Даком был расценен как «предшествующий уровень техники», что привело к отказу в выдаче патента. Я не помню, какое патентное ведомство участвовало в этом процессе. Историю рассказал специалист по патентам нашей компании.
–
Georg
Комментарий19 апреля 2011 г., 9:51

Вот страница, посвященная патенту: iusmentis.com/patents/priorart/donaldduck
–
Georg
Комментарий 19 апреля 2011 г., 15:07
Как им удалось погрузить шары на такую глубину? Там, внизу, давление воды намного выше атмосферного. Они использовали какой-то специальный насос?
–
Ян Лалински
Комментарий 5 апреля 2015 в 9:24

Highest score (default)

Давление, при котором мяч для пинг-понга может лопнуть, вероятно, ограничено возможным изгибом стенки, а не разрушением стенок из-за сжатия. Если предположить (что маловероятно), что мяч представляет собой идеальную сферу, то критическое внешнее давление будет равно

Pe;Pi=2E(hR)23......
где Pe
 — это внешнее давление, Pя
 внутреннее давление, E
 Модуль Юнга материала, h
 толщина оболочки, R
 радиус сферы и ;
 Коэффициент Пуассона.

Мяч для пинг-понга имеет диаметр 40 миллиметров, вес 2,7 грамма и сделан из целлулоида. Плотность целлулоида составляет 1,4г км;3
Толщина его стенок будет

h=2,7g4;(2cm)21,4g cm;3;0,04cm
Модуль Юнга для целлулоида составляет примерно 1400МПа
 а коэффициент Пуассона можно оценить как 0,35. Подставим эти значения в выражение для критического давления:

Предполагая прочность на сжатие в 50МПа
), шар разрушится «под давлением» при давлении

Pe;Pi=50MPa;0,04cm;2;;2cm;(2cm)2=2MPa
Таким образом, реальным режимом разрушения будет потеря устойчивости. Если внутреннее давление шара не сильно отличается от атмосферного, глубина разрушения идеального шара будет

dc;0.7MPa0.01MPa m;1=70m
Реальная глубина дробления составит от половины до четверти этого значения, что соответствует экспериментальному значению, равному примерно 30 метрам.


ответил 19 апреля 2011 в 14:17
Аватар пользователя mmc
ммс
1 89911 золотой значок1515 серебряных значков1717 бронзовых значков

Удивительно глубоко. В следующий раз, когда буду нырять, возьму его с собой — я должен что-то увидеть на глубине 18 метров.
–
Селена Балерина
Комментарий 5 апреля 2015 г., 6:02
Откуда взята первая формула?
–
Дигер
Комментарий 28 июня 2023 г., 21:19

Предположим, что ответ на предыдущий вопрос верен и предел прочности составляет 50 МПа. Я думаю, что Георг прав в том, что нельзя просто приравнять это значение к давлению. (Сначала я думал, что это верно — анализ размерностей часто помогает!)

Вот очень наглядный аргумент в пользу того, почему это не так. Предположим, что на мяч оказывается сильное давление извне. Тогда сила, направленная вниз, на верхнюю полусферу (или сила, направленная вверх, на нижнюю полусферу) составляет ;PA;P;r2
, где r
 — это радиус шара. Часть шара, расположенная вокруг экватора, должна выдерживать эту силу. Если прочность на растяжение составляет T
тогда максимальная сила, которую он может выдержать, будет примерно такой T
 в раз больше площади шара, которую вы бы увидели, если бы разрезали его пополам по экватору. То есть это T(2;r)t
 где t
 — это толщина материала.

Таким образом, максимальное давление, которое может выдержать мяч, составляет примерно P;Tt/r
. Если t/r;0,01
, тогда P;5;105
 Па. Это 5 атмосфер. Одна атмосфера соответствует 10 метрам глубины в воде, так что, по моим оценкам, это порядка 50 м."


ПОСТскрипТум

Несколько лет назад в ютубе я увидел видео, как молодой человек краштестил сферическую, стеклянную  лампочку накаливания .

Он практически всем своим весом в 70 кг наступал на лампочку одной ногой (в обуви естественно) .
И со второй попытки ему удалось добиться НЕ разрушение ИСПЫТУЕМОЙ !!

Вот и все расчёты и исследования, которых для меня относительно достаточно, чтобы двигаться глубже или дальше, выше (кому как будиТ угодЪдно)

.........((((((((( ОО 818 ОО ))))))))).........

К стати видео с краштестом  лампочки ОООчень недолго маячило в ютуПе ......
Его удалили БЕСследЪдно !!

в долгий, нАДёжный, тайный ящиЧЕК спрятали наверняка )(

Ну , а вы госпАДА упрекатели = бизнеССмены и КО  продолжайте нагорбачивать своИИ (ли) нули ))))))......