Решение: Вода в свободно падающем ведре
Ведро с водой свободно падает дном вниз. В боковых стенках и дне ведра имеются отверстия. Будет ли выливаться вода через эти отверстия при падении ведра? Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ поясните.
Решение по шагам
3 шагаПри свободном падении ведро и находящаяся в нём вода движутся вниз с одинаковым ускорением, равным ускорению свободного падения.
$$a_{\text{ведра}} = a_{\text{воды}} = g$$В системе отсчёта, связанной с ведром, вода не оказывает опоры на дно и стенки: сила тяжести компенсируется инерционным эффектом свободного падения.
$$g_{\text{эфф}} = g - a = 0$$Из-за отсутствия эффективного ускорения не возникает гидростатического распределения давления. Давление в воде практически одинаково во всех точках, поэтому через отверстия не возникает направленного потока.
$$\Delta p = \rho g_{\text{эфф}} h = 0$$Вода не будет выливаться ни через отверстия в боковых стенках, ни через отверстия в дне: ведро и вода свободно падают с одинаковым ускорением, поэтому вода не давит на стенки и дно, а перепад давления отсутствует.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Считать, что вода продолжает выливаться через дно только из-за силы тяжести.
Учитывать обычное гидростатическое давление $p = \rho g h$ в системе, свободно падающей вместе с ведром.
Утверждать, что вода выливается через боковые отверстия из-за движения ведра вниз.