בעיה (אישית) בהבנת הציפה

חייםאבג

New member
בעיה (אישית) בהבנת הציפה

אני מתקשה להבין את המנגניון הזה של הטבע. אני מבין את הנוסחא והפרשי צפיפות וארכימדס וכולי. מה שאני לא מביןן זה מקור הכח - מה יגרום בסופו של דבר לפקק שעם שקוע במים להתגבר על כח המשיכה ולצוף למעלה. לחילופין בלון לרחף מעלה. (אני מצליחח להסביר את עצמי?) תודה לעונים.
 
ההסבר הקצר הוא "כוח העילוי"

אבל כיוון שיש בסך הכל ארבעה כוחות בסיסיים ביקום (כוח המשיכה, הכוח האלקטרונגנטי, הכוח הגאעיני החזק והכוח הגרעיני החלש*), להגיד לך "כוח העילוי" זה בסך-הכל שם לתופעה שאתה מתאר, התשובה הקצת-יותר-ארוכה תהיה שהתנועה של הפקק (או הבלון) נובעת מכך שחלקיקי המים (או האוויר) דוחפים אותו למעלה יותר משהם דוחפים אותו למטה, והפרש הדחיפות הזה הוא העילוי. ה"דחיפה" עצמה היא כוחות דחייה (אלקטרומגנטיים) בין מולקולות המים או האוויר ובין המולקולות המרכיבות את הפקק (או הבלון). יש תשובה עוד יותר ארוכה, שמתארת את כל זה במשוואות מתימטיות, אבל את זה אני אשאיר לאנשים שיודעים איך לעפתור משוואות מתימטיות. *הבנתי שלאחרונה הצליחו לאחד את שני הכוחות הגרעיניים. אז אולי יש רק שלושה עכשיו.
 

חייםאבג

New member
תסביר...

מה הקשר בין צפיפות החומר וכוחות אלקטרומגנטיים? מה פשר הפער בכיווניות של ה"דחיפות" (למעלה) וגרוויטציה? אני רואה שהתופעה הזו של ציפה יותר מוזרה ממה שסברתי...
 
כמה מילים על הכוח האלקטרומגנטי:

אנחנו רגילים לשמוע "אלקטרו" ו"מגנטי" ולחשוב על חשמל ואלקטרונים, אבל הכוח האלקטרומגנטי הוא עוד הרבה דברים. הנה שאלה: כידוע לכל תלמיד בית-ספר, כל אטום מורכב מגרעין קטן מאד ודחוס מאד עשוי פרוטונים ונייטרונים, שאותו מקיפים במרחק עצום אלקטרונים. כלומר, הרוב המכריע של נפחו של כל אטום הוא בעצם חלל ריק. כשאנחנו מדמים לעצמנו חומר עשוי מהאטומים הללו - אחוריים של בן אדם, למשל - וחומר נוסף שבא איתו במגע - נניח שטח הפנים של כיסא - השאלה הבסיסית תהיה: למה בעצם שני החומרים הללו, שעשויים בעצם מהרבה כלום ומעט מאד פרוטונים, נייטרונים ואלקטרונים, לא מחליקים זה דרך זה? איך זה שאנחנו מסוגלים לשבת על כיסאות (או על הרצפה, או על האדמה? איך זה שכשאנחנו שוחים, האלקטרונים והפרוטונים של המים לא עוברים דרך האטומים של האור ואנחנו מתמלאים במים? איך זה שהחומרים שאנחנו מכירים ביומיום מתנהגים כמו שהם מתנהגים ולא מתמזגים זה עם זה? התשובה (הקצת-פשטנית) היא: בגלל הכוח האלקטרומגנטי. האלקטרונים של אטומי הכיסא דוחים חשמלית את אלקטרוני הטוסיק (שניהם שליליים, ושלילי דוחה שלילי) , כך שלמעשה כשאתה יושב על כיסא, אתה טיפ-טיפה "מרחף" מעליו - ריחוף זערורי ביותר, אבל עדיין כזה שמונע ממך לנזול דרך הכיסא והרצפה, כזה שמונע מהכיסא לנזול דרך הרצפה, וכן הלאה.
 

uzi2

Active member
אין עדיין איחוד של הכוחות הגרעיניים

יש איחוד חלקי של הכוח הגרעיני החלש והכוח האלקטרומגנטי, וגם הוא לא כל כך "לאחרונה". אבל עדיין מדובר בכוחות שונים, והאיחוד הוא חלקי ולא שלם. כלומר יש ביניהם איזשהם יחסי גומלין, אך לא מדובר בהתגלויות של אותו הכוח, כפי שלמשל הכוח החשמלי והכוח המגנטי הם התגלויות שונות של אותו הכוח.
 

uzi2

Active member
הבעיה היא תמיד - שמנסים להסביר מהסוף להתחלה.

החלקיקים נבדלים ביניהם בגדלים פיסיקאלים, המסה, המטען החשמלי, "המטען" של הכוח החלש, "המטען" של הכוח החזק, וגם בגדלים שלא משנים את השם של החלקיק אבל את תכונותיו: תנע, אנרגיה קינטית, וכדומה. העובדה שיש חוקי שימור בטבע (שימור המטען החשמלי, שימור האנרגיה, שימור התנע, וכדומה) קשורה לסימטריות של המשוואות. לא אראה זאת מתמטית, רק אזכיר שזה קשור למשפט שנקרא "משפט נתר". לדוגמה, מקבלים את חוק שימור התנע הקווי מתוך כך שחוקי הפיסיקה אינם תלויים בהגדרת ראשית הצירים במערכת צירים קרטזית. מקבלים את חוק שימור האנרגיה מתוך כך שחוקי הפיסיקה אינם תלויים בהגדרה של ראשית ציר הזמן (כלומר חוקי הפיסיקה אינם תלויים בזמן אלא לכל היותר בהפרשי זמן). המדובר הוא על החוקים ולא על פתרון של בעיות ספציפיות. כלומר חוקי הפיסיקה לא תלויים בשאלה מתי איפסתי את השעון במעבדה שלי. הפתרון אולי יהיה תלוי - אך לא חוקי הפיסיקה. גדלים מסויימים יכולים לקבל רק ערכים בדידים. למשל מטען חשמלי לא יכול לקבל כל ערך. זה נובע מתנאי שפה המלאים. מי שפתר משוואות דיפרנציאליות עם תנאי שפה, יודע שתנאי השפה הרבה פעמים מאלצות רק סט של פתרונות בדידים. מכאן מקבלים שגם הגדלים הפיסיקאליים יכולים לקבל רק ערכים בדידים. לכן אפילו שפה במובן שאם אני מסובב את המערכת ב- 360 מעלות הפתרון חוזר לאותו הערך ולכן הפתרון בזווית 360 מעלות שווה לפתרון בזווית אפס - נותן פתרונות בדידים לבעיה דיפרנציאלית שכוללת את הזווית כקורדינטה. ברגע שיש חוקי שימור, ושגדלים מסוימים יכולים להיות רק בערכים בדידים, אנחנו מקבלים תמונה ברמה המיקרוסקופית שבה מטען עובר ממקום למקום במנות שלמות של גודל בסיסי, ומכאן תמונה חלקיקית. (הפירוש של המילה קוואנט בלטינית הוא "מנה"). מכאן יש קשר ישיר בין סימטריות ובין הגדלים של המטענים השונים שמגדירים את החלקיקים. הסימטריות, ניתן לראותן כסימטריות במרחבים "פנימיים" - סיבובים על קליפה כדורית, סיבובים על מעגל (פאזה), וכדומה. כיום יש סימטריה שממנה מקבלים את שימור המטען החזק (והכוח החזק שקשור לקשר בין המטען לדינמיקה), ויש סימטריה נפרדת שקשורה לכוח החלש ולכוח האלקטרומגנטי. (האם המרחבים האלו באמת קיימים והם פשוט קטנים מדי, או שהם רק צורה אבסטרקטית - זו שאלה פילוסופית. היו נסיונות (קלוצה-קליין) להתייחס אליהם כאל מרחבי מקום רגילים בממדים נוספים, וגם כיום יש לזה הכללות, אבל מדובר בתאוריות שלא הוכחו (תורות קלוצה קליין הופרכו , אולם תורת המיתרים, נבנתה בין השאר על בסיס התובנות שהתקבלו מתורות קלוצה קליין). בכל מקרה, כשם שסימטריה של סיבובים במעגל יכולה להיות חלק מסימטריה גדולה יותר (סיבובים על קליפה כדורית), כך גם מקווים שהכוחות יתגלו כהתגשמויות של כוח יחיד שנובע מסימטריה פשוטה, שמכילה בתוכה כתת סימטריות את הסימטריות שנותנות את הכוחות הידועים כיום. זו בעצם השאיפה של המאמצים למצוא תורה שמאחדת את הכוחות. אין כיום איחוד של הכוחות במובן הזה. מה שכן, מנגנון היגס (שהוא מנגנון של שבירה ספונטנית של סימטריה) נותן מצב שבו החלקיקים שקשורים לכוח הגרעיני החלש והחלקיקים שקשורים לכוח החלש קשורים לסימטריות שעורבבו ביניהן (עקב מנגנון השבירה הספונטנית של הסימטריה של היגס שגם מנבא את קיומו של חלקיק ההיגס). זה מה שאנחנו קוראים לו איחוד חלקי. לא בדיוק מניפסטציות שונות של אותו הכוח, אבל לא ניתן להתייחס בנפרד אל כל אחד מהכוחות.
 
פשוט יחסית

בכדי שהפקק ישקע במים, מולקולות מים המצויות במקום שאותו הוא עתיד לתפוס חייבות לעלות למעלה, אבל כיוון שהפקק צפוף פחות מהמים - המשקל של המים שצריכים לעלות גדול מזה שלו עצמו, ולכן בדיוק כמו במאזניים - הם ירדו והוא יעלה.
 

חייםאבג

New member
לא הבנתי

לא מבין את המשפט:"מולקולות מים המצויות במקום שאותו הוא עתיד לתפוס ...".
 
הפקק כעת מצוי מעל המים

כלומר - במקום אליו יגיע הפקק אם ישקע יש כעת מים (כתבתי מולקולות בגלל שהמים - כמו כמעט כל חומר - מורכבים ממולקולות, אבל זו לא הנקודה החשובה), וכיוון שהפקק והמים לא יכולים להימצא באותו המקום בו זמנית, המים האלה חייבים לעבור למקום אחר כדי לפנות לו מקום. המקום אליו הם יכולים לעבור הוא רק כלפי מעלה, כי בכל כיוון אחר יש עוד מים, ולכן בעצם כדי לשקע את הפקק צריך להרים את המים. כמה מים? כמות שממלאת את הנפח שתופס הפקק. כמה הם שוקלים? יותר מהפקק, כיוון שהוא פחות צפוף מהם. כיוון שכך, הפקק לא שוקע מאותה סיבה שכף המאזניים עם המשקולת הקלה יותר לא שוקעת - כיוון שהדבר יגרור הרמה של המשקולת הכבדה יותר.
 

חייםאבג

New member
הפקק קשור עם חוט לקרקעית במשך שלוש יממות

כל המים שהוא דחק כבר נדחקו ומצאו לעצמם מקום חדש. הפקק קשור למשקולת ואין שו ם תנועה בבריכה. בשקט בשקט אני גוזר את החוט. מה יניע את הפקק למעלה? איפה "המנוע" שמספק את האנרגיה הזו? סליחה שאני נודניק... תודה לעונים.
 

חייםאבג

New member
השימוש במילה "דרך" מן הסתם הוא שגוי...כן?

אני כבר לא יודע מה להבין... התכוונת "סביב" מן הסתם.
 
כיוון שהמים שמצויים כעת מעליו

נדחפים כל העת כלפי מטה בגלל כח המשיכה, ובתוך כך דוחקים את הפקק כדי לפנות להם מקום. אתה יכול לדמיין את זה כקבוצה של אנשים שדוחקת את עצמה קדימה בתור, וכיוון שהמקום בקידמת התור מוגבל - הם דוחקים בכך אחורה ממתינים אחרים. בדיוק מאותה הסיבה אם כף המאזניים שבה מונחת המאסה הכבדה גבוהה יותר מהשניה, מרגע שנעזוב אותה היא תרד ותוך כדי כך תעלה את השניה.
 

uzi2

Active member
הפקק נדחף כלפי מטה. גם המים שמעליו נדחפים

כלפי מטה - בשני המקרים על ידי כוח הכבידה. אבל המים מפעילים כוח יותר חזק מהפקק. לכן הם ירדו למטה, על חשבון הפקק שיצטרך לעלות כדי לפנות להם מקום.
 

aetzbar

New member
אם הפקק היה שוקע חוק שימור האנרגיה לא מתקיים

אין צורך בהסברים של כוחות מכיוון שמושג הכוח עצמו טעון הסבר כוח המשיכה בכלל לא קיים, ובכלל לכל תופעה אפשר להמציא כוח כוח החיכוך, כוח העילוי, הכוח החזק ,הכוח החלש, הכוח הבין תחומי, הכוח החשמלי, ואין לדבר סוף יש חוקי טבע כעובדה, וההסבר נשען עליהם. א.עצבר
 
למעלה