Перейти к содержимому


Фотография
* - - - - 1 Голосов

Если Соловей-Разбойник будет дуть в парус - по поплывет ли лодка?


Тема находится в архиве. Это значит, что в нее нельзя ответить.
Сообщений в теме: 126

#91 Опытный Люб

Опытный Люб

    инспектор

  • Гаражники
  • PipPipPipPipPipPip
  • 5390 сообщений

Отправлено 01 March 2012 - 13:56

А причем тут шар? Он висит потому же, почему дерево в воде плавает, по закону Архимеда. Что Вы все перепутали-то :rolleyes:



Ну если заставить Вас держать на весу тяжеленную отопительную батарею, так тоже работы не будет и мощности тоже. Только долго ли Вы ее удержите-то? :rofl:
Полагаю, воздушный шарик будет держать легче, не так ли?

Хотя сила есть, а пути - нет.

Да я завелся от того, что Вы в # 80 начали КПД считать, деля одну силу на другую. Ну нельзя же так над физикой издеваться!

Сообщение отредактировал Опытный Люб: 01 March 2012 - 13:58


#92 чук

чук

    профессионал

  • Гаражники
  • PipPipPip
  • 2270 сообщений

Отправлено 01 March 2012 - 15:21

Сказки про белого бычка!!! В те времена люди не знали других движителей акромя весел и паруса поэтому и соченяли всякие сказочки про ветродуев которые двигали лодки без помощи ветра и весел. Я думаю все дело в избыточной мощности двигателя.
РУССКИЕ ЗА РУССКИХ.

#93 kozlov

kozlov

    колорад в ватнике

  • Группа wiki
  • PipPipPipPipPipPip
  • 31945 сообщений

Отправлено 01 March 2012 - 16:12

Да я завелся от того, что Вы в # 80 начали КПД считать, деля одну силу на другую. Ну нельзя же так над физикой издеваться!


Почему? Сила порождается винтом, и воздействует на парус. В процессе неизбежны потери. Измерив точно обе силы, мы сможем узнать разницу и, стало быть, КПД нашего устройства. Оно не может быть больше 1, как получилось у yuvoront.
Так же можно посчитать КПД трансмиссии или гидротрансформатора. В нашем случае это будет КПД передачи "вентилятор-парус".
Если Вам очень хочется, можете пересчитать не силу, а энергию. КПД останется таким же, больше 1.

Сказки про белого бычка!!! В те времена люди не знали других движителей акромя весел и паруса поэтому и соченяли всякие сказочки про ветродуев которые двигали лодки без помощи ветра и весел. Я думаю все дело в избыточной мощности двигателя.


Почему же лодка едет в сторону паруса?

#94 чук

чук

    профессионал

  • Гаражники
  • PipPipPip
  • 2270 сообщений

Отправлено 01 March 2012 - 16:25

Потому что ветродуйка дует много ветру и часть отталкивается от паруса и толкает лодку вперед. Интересно а если провести полномаштабный эксперимент с той лодкой в закрытом бассейне какой будет результат.
РУССКИЕ ЗА РУССКИХ.

#95 kozlov

kozlov

    колорад в ватнике

  • Группа wiki
  • PipPipPipPipPipPip
  • 31945 сообщений

Отправлено 01 March 2012 - 17:34

Потому что ветродуйка дует много ветру и часть отталкивается от паруса и толкает лодку вперед. Интересно а если провести полномаштабный эксперимент с той лодкой в закрытом бассейне какой будет результат.


То есть, в парус приходит больше ветра, чем создает вентилятор?

Будет такой же, они в штиль плавали, и ще маневрировали.

#96 WHEEL

WHEEL

    автомеханик

  • Гаражники
  • PipPipPipPipPipPip
  • 9773 сообщений

Отправлено 01 March 2012 - 17:51

Потому что ветродуйка дует много ветру и часть отталкивается от паруса и толкает лодку вперед.

Точно, ветер мечется туда-сюда между парусом и вентилятором, создавая резонансное усиление.:dash1::rolleyes:
Мечтать не вредно !

#97 yuvoront

yuvoront

    любитель

  • Гаражники
  • PipPip
  • 829 сообщений

Отправлено 01 March 2012 - 19:25

Не ведь и для нетвердого тела закон сохранения энергии все равно действует :rolleyes:

Как на что? На преодоление силы тяжести.



Ну и что?
Вы не ответили, про видеоролик.


Сначала о видеоролике. В том опыте при ориентации пластины ("паруса") поперек направления движения тележки суммарная сила, действующая на тележку была меньше силы сопротивления качению и тележка оставалась на месте. Кстати, демонстратор некорректно назвал действующую силу реактивной. Никакой реактивной сила тут нет. Вот если бы воздух был запасен в тележке (например в виде сжатого газа в баллоне) и выпускался на свобобу, то это было бы реактивное движиние. В данном случае движение тележки (при продольной ориентации пластины) происходит лишь за счет аэродинамических сил давления.

Теперь о законе сохранения энергии. Естественно и для газов, и для жидкостей он тоже действует. Вот только для газа гораздо труднее проследить, где происходят потери энергии, то есть, на что она расходуется.
Вот Вы сказали, что у неподвижно висящего вертолета мощность двигателя расходуется на преодоление силы тяжести. Заметьте, я не спрашивал о подъемной силе вертолета. Та действительно продиводействует силе тяжести. Но я спросил о мощности. Так вот, вся мощность тратится на создание вихрей, а значит и разности давления на сторонах профилей лопастей ротора, а также на тепловые и другие потери в движении воздуха. Мощность же, переданная фюзеляжу вертолета, равно нулю.
В опыте с лодкой мощность двигателя и воздушного винта тоже тратятся на создание вихрей и разности давления. Куда эта разность давлений будет двигать лодку, и будет ли вообще, зависит от эпюры распределения давления на лопастях винта и на поверхности паруса, а также, конечно от потерь энергии.

Нельзя представить себе опыт с лодкой как известный опыт с упругими шарами по передаче импульса. То есть нельзя представлять процесс как некая масса воздуха с определенной скоростью запущена воздушным винтом в сторону паруса, затем упруго отскакивает от него, передавая ему весь свой импульс.
Этим и отличается физика твердого тела от физики газо- и гидродинамики.

Вот еще вопрос для любителей подумать. У самолета крыло имеет профиль с выпуклым вехним контуром и почти плоским нижним. При обтекании профиля скорость потока на верхнем контуре выше, чем на нижнем, а следовательно, давление ниже. Создается подъемная сила. Дополнительно профилю придается некоторый угол атаки, еще более увеличивающий подъемную силу. Но всем известно, что некоторые самолеты (спортивные и военные) могут летать вверх ногами. Откуда берется обратная подъемная сила?
esse quam videri

#98 nazildar

nazildar

    Хитрый татарин

  • Гаражники
  • PipPipPipPipPipPip
  • 19841 сообщений

Отправлено 01 March 2012 - 19:36

Откуда берется обратная подъемная сила?

я подозреваю по причине подкрылок, благодаря кторым изменяется аэродинамическое сопротивление (я правильно применил термин), в результати давление снизу увеличивается?

если  в  споре  я  вооружен логикой, фактами и  здравым  смыслом, то тогда  у  меня  нет шансов...


#99 kozlov

kozlov

    колорад в ватнике

  • Группа wiki
  • PipPipPipPipPipPip
  • 31945 сообщений

Отправлено 01 March 2012 - 21:24

Сначала о видеоролике. В том опыте при ориентации пластины ("паруса") поперек направления движения тележки суммарная сила, действующая на тележку была меньше силы сопротивления качению и тележка оставалась на месте. Кстати, демонстратор некорректно назвал действующую силу реактивной. Никакой реактивной сила тут нет. Вот если бы воздух был запасен в тележке (например в виде сжатого газа в баллоне) и выпускался на свобобу, то это было бы реактивное движиние. В данном случае движение тележки (при продольной ориентации пластины) происходит лишь за счет аэродинамических сил давления.

Вы, видимо, основательно забыли свои диссертации. :rolleyes:
Винт захватывают воздух и отбрасывают его. Перед винтом создаётся зона пониженного давления, за винтом — повышенного. Вращение лопастей воздушного винта приводит к тому, что он отбрасывает массы. Почему эти массы нельзя рассматривать как реактивную силу? В конце концов, реактивная сила создается даже при бросании камня, в космосе это очевидно. Наверное, Вы имели в виду не реактивную силу, а реактивную тягу, которая возникает в сопле ТРД или во всем объеме воздушно-реактивного двигателя.


Насчет того, что силы сопротивления оказались велики - весьма возможно.

Теперь о законе сохранения энергии. Естественно и для газов, и для жидкостей он тоже действует. Вот только для газа гораздо труднее проследить, где происходят потери энергии, то есть, на что она расходуется.

Но ведь очевидно, что потери, хоть их и трудно проследить, имеются. Даже если принять их равными нулю, в парус все равно не может прийти больше энергии, чем произвел пропеллер. А у Вас получилось именно так.

Вот Вы сказали, что у неподвижно висящего вертолета мощность двигателя расходуется на преодоление силы тяжести. Заметьте, я не спрашивал о подъемной силе вертолета. Та действительно продиводействует силе тяжести. Но я спросил о мощности. Так вот, вся мощность тратится на создание вихрей, а значит и разности давления на сторонах профилей лопастей ротора, а также на тепловые и другие потери в движении воздуха. Мощность же, переданная фюзеляжу вертолета, равно нулю.
В опыте с лодкой мощность двигателя и воздушного винта тоже тратятся на создание вихрей и разности давления. Куда эта разность давлений будет двигать лодку, и будет ли вообще, зависит от эпюры распределения давления на лопастях винта и на поверхности паруса, а также, конечно от потерь энергии.

Какой вопрос - такой ответ. Если бы Вы спросили, на что расходуется мощность, приведенная к лопастям, я бы ответил, что винт отбрасывает вниз такие массы воздуха, которые позволяют ему удерживаться на заданной высоте. Ну и, конечно, эти массы закручиваются, и по радиальным, и по окружным направлениям, и на это тоже расходуется часть мощности.
Но только лодка плывет в сторону паруса!

Нельзя представить себе опыт с лодкой как известный опыт с упругими шарами по передаче импульса. То есть нельзя представлять процесс как некая масса воздуха с определенной скоростью запущена воздушным винтом в сторону паруса, затем упруго отскакивает от него, передавая ему весь свой импульс.
Этим и отличается физика твердого тела от физики газо- и гидродинамики.

Это очевидно. Только к чему Вы это говорите?

Вот еще вопрос для любителей подумать. У самолета крыло имеет профиль с выпуклым вехним контуром и почти плоским нижним. При обтекании профиля скорость потока на верхнем контуре выше, чем на нижнем, а следовательно, давление ниже. Создается подъемная сила. Дополнительно профилю придается некоторый угол атаки, еще более увеличивающий подъемную силу. Но всем известно, что некоторые самолеты (спортивные и военные) могут летать вверх ногами. Откуда берется обратная подъемная сила?

Да нет никакой обратной силы, у спортивного самолета профиль крыла симметричен, и его подъемная сила достигается исключительно углом атаки.

У Вас есть еще версии по поводу лодки Разрушителей?

#100 kozlov

kozlov

    колорад в ватнике

  • Группа wiki
  • PipPipPipPipPipPip
  • 31945 сообщений

Отправлено 01 March 2012 - 21:33

я подозреваю по причине подкрылок, благодаря кторым изменяется аэродинамическое сопротивление (я правильно применил термин), в результати давление снизу увеличивается?


Там все просто, Ильдар. Крыло спортивного самолета с совершенно симметричным профилем
Изображение

Расположенное строго горизонтально, оно не создает никакой тяги. Но если изменить угол атаки, получится вот что:
Изображение

#101 yuvoront

yuvoront

    любитель

  • Гаражники
  • PipPip
  • 829 сообщений

Отправлено 02 March 2012 - 01:10

kozlov, Вы все-таки путаете реактивную силу и силу давления. Это не одно и то же.
Пример с камнем можно заменить примером с веером.
Предположим, Вы находитесь на воде, на чем-нибудь хорошо плавающем и легком, например на маленькой надувной лодке. Если у вас в руках тяжелый камень и вы его бросите, то Вы сами начнете двигаться в противоположном направлении. Это - реактивное движение.
А если Вы возьмете в руки жетскую пластину (веер) и начнете махать им равномерно в одну и другую сторону, Вы никуда не сдвинетесь. Если же Вы будете отталкиваться веером как веслом, то начнете движение. Но за счет реактивной силы, а за счет отталкивания от воздуха, а в конце концов, за счет разности давлений на сторонах веера.

Так что не следует сбрасывать все законы физики в одно ведро. Природа многообразна.


esse quam videri

#102 yuvoront

yuvoront

    любитель

  • Гаражники
  • PipPip
  • 829 сообщений

Отправлено 02 March 2012 - 02:14

А что касается эпизода Mythbusters, то попробую предложить более простое объяснение, почему все же лодка двигалась вперед.
Рассмотрим поток воздуха, создаваемый воздушным винтом. Он вряд ли горизонтален. За счет возмущения, вызванного парусом и самой лодкой с людьми, поток был искривлен в вертикальной плосткости, проходящей вдоль лодки. А следовательно, создались силы давления в этой вертикальной плоскости, суммарный вектор которых был направлен не вертикально, а под наклоном (на рисунке было бы понятнее, но не хочется возиться с рисованием).
Я думаю, понятно, что если над лодкой создать горизонтальный воздушный поток большой скорости, в нем по закону Бернулли создастся область пониженного давления. От поверхности воды и из области над этим потоком будут действовать вертикальные силы. А если поток искривлен, то и силы будут направлены не вертикально. Следовательно создастся горизонтальная составляющая.

Надеюсь, такое объяснение проще понять?


А вообще, создать математическую модель данного опыта - задача далеко не простая. И за 5 минут не решается.
esse quam videri

#103 чук

чук

    профессионал

  • Гаражники
  • PipPipPip
  • 2270 сообщений

Отправлено 02 March 2012 - 08:04

Будет такой же, они в штиль плавали, и ще маневрировали.

Я имел в виду что на парус пришить всякие тесемки что бы видеть как воздушные потоки идут или дымом. А еще зависит от формы паруса а если бы они сделали плоский парус как в опытах тогда лодка поплыла бы или нет?
РУССКИЕ ЗА РУССКИХ.

#104 kozlov

kozlov

    колорад в ватнике

  • Группа wiki
  • PipPipPipPipPipPip
  • 31945 сообщений

Отправлено 02 March 2012 - 08:50

kozlov, Вы все-таки путаете реактивную силу и силу давления. Это не одно и то же.
Пример с камнем можно заменить примером с веером.
Предположим, Вы находитесь на воде, на чем-нибудь хорошо плавающем и легком, например на маленькой надувной лодке. Если у вас в руках тяжелый камень и вы его бросите, то Вы сами начнете двигаться в противоположном направлении. Это - реактивное движение.
А если Вы возьмете в руки жетскую пластину (веер) и начнете махать им равномерно в одну и другую сторону, Вы никуда не сдвинетесь. Если же Вы будете отталкиваться веером как веслом, то начнете движение. Но за счет реактивной силы, а за счет отталкивания от воздуха, а в конце концов, за счет разности давлений на сторонах веера.

Так что не следует сбрасывать все законы физики в одно ведро. Природа многообразна.


Вы тоже путаете. Реактивную силу с реактивной тягой.
Если уж совсем строго, то по БСЭ, Реактивная сила возникает без какого-либо взаимодействия с внешними телами. Происходит лишь взаимодействие между телом (например, ракетой) и отделяющейся от него части вещества.
Таким образом, турбореактивный (или прямоточный, или любой другой реактивный атмосферный) двигатель не может считаться реактивным. А ружье при выстреле - может, потому что из него вылетает пуля.
Однако зачем нам такие строгости? ТРД все равно будут называть реактивным.
Вентилятор, равно как винт, и как весло, можно в аспекте ТРД рассматривать двояко: и как процесс отталкивания от среды, и как сообщение этой среды высокой скорости в нужном направлении. В примере с лодкой весла можно заменить ведром. Что будет, если зачерпывать воду, а потом с силой отбрасывать ее назад? А если ведро расположить горизонтально и опустить в воду? фактически - весло. Водометный двигатель тоже можно рассматривать как разновидность реактивного двигателя. Хотя в чистом виде, по БСЭ, он будет реактивным лишь в том случае, если лодка не будет забирать забортную воду, а будет пользоваться только собственной, запасенной на борту. Другой разницы нет. Кстати, в водометном двигателе тоже имеется винт.
Я только не пойму, зачем Вам эти дебри. Это вопрос не физики, а терминологии.

Касательно мощности вертолета (забыл ответить). Мощность же, переданная втулкой, - от винта фюзеляжу вертолета - равна массе воздуха, которую этот винт перегнал за заданное время с заданной скоростью. Ее легко посчитать - она будет равна мощности, которая потребуется для разгона по горизонтальной поверхности массы, равной массе вертолета, с постоянным ускорением 9.81 м/с2. Хотя с точки зрения школьной физики, она не расходуется, потому что собственно вертолет не перемещается.

#105 kozlov

kozlov

    колорад в ватнике

  • Группа wiki
  • PipPipPipPipPipPip
  • 31945 сообщений

Отправлено 02 March 2012 - 09:00

А что касается эпизода Mythbusters, то попробую предложить более простое объяснение, почему все же лодка двигалась вперед.
Рассмотрим поток воздуха, создаваемый воздушным винтом. Он вряд ли горизонтален. За счет возмущения, вызванного парусом и самой лодкой с людьми, поток был искривлен в вертикальной плосткости, проходящей вдоль лодки. А следовательно, создались силы давления в этой вертикальной плоскости, суммарный вектор которых был направлен не вертикально, а под наклоном (на рисунке было бы понятнее, но не хочется возиться с рисованием).
Я думаю, понятно, что если над лодкой создать горизонтальный воздушный поток большой скорости, в нем по закону Бернулли создастся область пониженного давления. От поверхности воды и из области над этим потоком будут действовать вертикальные силы. А если поток искривлен, то и силы будут направлены не вертикально. Следовательно создастся горизонтальная составляющая.

Надеюсь, такое объяснение проще понять?


А вообще, создать математическую модель данного опыта - задача далеко не простая. И за 5 минут не решается.


Ну это уже ближе. Только почему Вам мешает горизонтальность потока? Наоборот, чем ближе к горизонтальности - тем лучше.
Сила давления на парус и тяга вентилятора у нас равны (не будем мелочиться на потери). А вот позади паруса создаются мощные завихрения и приличный "мешок" пониженного давления. Дальше действует закон Бернулли.
Картинка уже была, здесь (ссылка)

Я имел в виду что на парус пришить всякие тесемки что бы видеть как воздушные потоки идут или дымом. А еще зависит от формы паруса а если бы они сделали плоский парус как в опытах тогда лодка поплыла бы или нет?


А почему нет? Поплыла бы. Всякие тесемки или дым болтались бы в струях, по линиям, которые есть на картинке, в этой же ветке (ссылка). Наш случай - нижняя картинка, с пластиной

#106 Опытный Люб

Опытный Люб

    инспектор

  • Гаражники
  • PipPipPipPipPipPip
  • 5390 сообщений

Отправлено 02 March 2012 - 10:18

Надоело толочь воду в ступе. Попробую дать странному движению лодки простое объяснение. Представим себе, что на лодке вдоль ее оси закреплена труба. Внутри трубы вращается воздушный винт. Неподвижный воздух засасывается в трубу из кормовой ее части, разгоняется винтом и выбрасывается из носовой части трубы со скоростью V. Возникает сила тяги. Эта сила приложена к месту крепления трубы на лодке, направлена к носу лодки и равна, но противоположна по направлению силе (3-й закон Ньютона), вызвавшей разгон воздуха в трубе. Она вычисляется по формуле F=am, где m – масса воздуха в объеме трубы, разогнанная с ускорением a до скорости V. Лодка плывет кормой вперед в сторону силы тяги. Теперь ВНИМАНИЕ! Я меняю направление потока воздуха из трубы (прикрепляю загнутый назад шланг или ставлю впереди трубы парус-отражатель). Что меняется с точки зрения динамики? Правильно, направление векторов скорости потока и силы тяги. Лодка начинает двигаться носом вперед.

Уж если приводить совсем образную аналогию, то здесь плавание на лодке с пылесосом: как направите струю воздуха из шланга (шланг на выходе из пылесоса), так лодка и поплывет.

Сообщение отредактировал Опытный Люб: 02 March 2012 - 10:21


#107 kozlov

kozlov

    колорад в ватнике

  • Группа wiki
  • PipPipPipPipPipPip
  • 31945 сообщений

Отправлено 02 March 2012 - 14:29

Надоело толочь воду в ступе. Попробую дать странному движению лодки простое объяснение. Представим себе, что на лодке вдоль ее оси закреплена труба. Внутри трубы вращается воздушный винт. Неподвижный воздух засасывается в трубу из кормовой ее части, разгоняется винтом и выбрасывается из носовой части трубы со скоростью V. Возникает сила тяги. Эта сила приложена к месту крепления трубы на лодке, направлена к носу лодки и равна, но противоположна по направлению силе (3-й закон Ньютона), вызвавшей разгон воздуха в трубе. Она вычисляется по формуле F=am, где m – масса воздуха в объеме трубы, разогнанная с ускорением a до скорости V. Лодка плывет кормой вперед в сторону силы тяги. Теперь ВНИМАНИЕ! Я меняю направление потока воздуха из трубы (прикрепляю загнутый назад шланг или ставлю впереди трубы парус-отражатель). Что меняется с точки зрения динамики? Правильно, направление векторов скорости потока и силы тяги. Лодка начинает двигаться носом вперед.

Уж если приводить совсем образную аналогию, то здесь плавание на лодке с пылесосом: как направите струю воздуха из шланга (шланг на выходе из пылесоса), так лодка и поплывет.


если Вы поставите отражатель, то вектор скорости тяги в трубе не изменится, как и сила тяги. А поток воздуха, разогнанный трубой, будет воздействовать на отражатель, создавая силу, которая, ясное дело, будет приложена к месту крепления мачты к лодке. Если Верить Вашим рассуждениям, то для того, чтобы лодка поплыла вперед, надо, чтобы сила на парусе была больше силы в трубе. Что противоречит закону сохранения энергии

#108 Опытный Люб

Опытный Люб

    инспектор

  • Гаражники
  • PipPipPipPipPipPip
  • 5390 сообщений

Отправлено 02 March 2012 - 14:49

если Вы поставите отражатель, то вектор скорости тяги в трубе не изменится, как и сила тяги. А поток воздуха, разогнанный трубой, будет воздействовать на отражатель, создавая силу, которая, ясное дело, будет приложена к месту крепления мачты к лодке. Если Верить Вашим рассуждениям, то для того, чтобы лодка поплыла вперед, надо, чтобы сила на парусе была больше силы в трубе. Что противоречит закону сохранения энергии

kozlov, закона сохранения сил в природе не существует. Знать надо. Попробуйте со своих позиций объяснить движение лодки или, хотя бы, опровергнуть пример с пылесосом.

#109 kozlov

kozlov

    колорад в ватнике

  • Группа wiki
  • PipPipPipPipPipPip
  • 31945 сообщений

Отправлено 02 March 2012 - 16:44

kozlov, закона сохранения сил в природе не существует. Знать надо. Попробуйте со своих позиций объяснить движение лодки или, хотя бы, опровергнуть пример с пылесосом.


Читайте внимательней, в моем посте написано "закон сохранения энергии". А закон сохранения сил - это уже Ваша выдумка, Вы ее мне не приписывайте :rolleyes:
С каких со своих? Я уже выдвинул версию причины движения лодки. И если Вы ознакомились с веткой, Вы не могли ее пропустить.

А пылесос тут при чем? Лодка плывет как раз против тяги винта (или Вашей трубы, или шланга).

#110 yuvoront

yuvoront

    любитель

  • Гаражники
  • PipPip
  • 829 сообщений

Отправлено 02 March 2012 - 22:16

Давайте подумаем, о чем мы тут спорим.
Я уточнил параметры опыта в этом эпизоде Mythbusters. Без паруса, под воздушным винтом, лодка двигалась со скоростью 24 мили в час. С парусом и винтом - 3 мили в час, то есть в 8 раз медленнее. Если допустить, что коэффициент аэродинамического и гидравлического сопротивления лодки в этом диапазоне скоростей постоянен (что врядли, но для грубой прикидки сойдет), то мощность, затрачиваемая на движение лодки будет прямо пропорциональна кубу скорости.
Следовательно, когда работает воздушный винт и создает поток, направленный на парус, мощность, оставшаяся для движения лодки, в 83 раз меньше, чем полная аэродинамическая мощность винта.
Иными словами, мы спорим об 1/83 = 1/512 имеющейся мощности. Или о 0.2%. Это вполне могут быть побочные вихри, вызвавшие местный перепад давления на поверхности паруса, лодки и даже сидящих в ней людей. А закон сохранения энергии остался сохранен :rolleyes:

Сила давления на парус и тяга вентилятора у нас равны (не будем мелочиться на потери). А вот позади паруса создаются мощные завихрения и приличный "мешок" пониженного давления. Дальше действует закон Бернулли.

К сожалению, это не объясняет движения лодки в этом опыте. Ведь завихрения создаются именно воздушным винтом, находящимся на лодке. Так что правильнее будет считать силу воздушного потока винта в основном уравновешенной силой паруса. Как мы выснили, мощность винта и паруса сбалансированы на 99.8%.

Сообщение отредактировал yuvoront: 02 March 2012 - 22:10

esse quam videri

#111 kozlov

kozlov

    колорад в ватнике

  • Группа wiki
  • PipPipPipPipPipPip
  • 31945 сообщений

Отправлено 04 March 2012 - 13:02

Давайте подумаем, о чем мы тут спорим.
Я уточнил параметры опыта в этом эпизоде Mythbusters. Без паруса, под воздушным винтом, лодка двигалась со скоростью 24 мили в час. С парусом и винтом - 3 мили в час, то есть в 8 раз медленнее. Если допустить, что коэффициент аэродинамического и гидравлического сопротивления лодки в этом диапазоне скоростей постоянен (что врядли, но для грубой прикидки сойдет), то мощность, затрачиваемая на движение лодки будет прямо пропорциональна кубу скорости.
Следовательно, когда работает воздушный винт и создает поток, направленный на парус, мощность, оставшаяся для движения лодки, в 83 раз меньше, чем полная аэродинамическая мощность винта.
Иными словами, мы спорим об 1/83 = 1/512 имеющейся мощности. Или о 0.2%. Это вполне могут быть побочные вихри, вызвавшие местный перепад давления на поверхности паруса, лодки и даже сидящих в ней людей. А закон сохранения энергии остался сохранен :rolleyes:


К сожалению, это не объясняет движения лодки в этом опыте. Ведь завихрения создаются именно воздушным винтом, находящимся на лодке. Так что правильнее будет считать силу воздушного потока винта в основном уравновешенной силой паруса. Как мы выснили, мощность винта и паруса сбалансированы на 99.8%.

Вопрос не в 0.2%, а в том, ПОЧЕМУ лодка все же едет.

пусть даже на 100% - это сбалансированы мощности воздушного потока винта и давления на парус. Разрежение же перед винтом и после паруса не учтены, равно как и ламинарность потоков перед винтом и мощные вихри после паруса.

#112 Опытный Люб

Опытный Люб

    инспектор

  • Гаражники
  • PipPipPipPipPipPip
  • 5390 сообщений

Отправлено 05 March 2012 - 08:55

Изображение

Нижняя картинка - пластина - как раз наш случай. Позади нее образуется разряжение из-за завихрений. Полагаю, именно оно и движет лодку.
Другой версии не придумал.
Что скажете?

А получается вот что. Мюнхгаузен (парус) левой рукой давит себя в левый бок, а правой рукой тянет себя вправо. А если серьезно, то эта картинка ни о чем не говорит. Она не позволяет построить схему действия сил на объект (лодку) и замкнуть эти силы (составить уравнение сил). На схеме отсутствует лодка, вода и источник движения воздуха. Как они связаны между собой? Динамикой здесь тем более не пахнет. И после этого еще ссылаться на закон сохранения энергии!
А вот задачка на засыпку (физическая аналогия эпизода Mythbusters) из блиц-теста по физике на проверку остаточных знаний (sverh-zadacha.ucoz.ru):
В штиль на озере плавает лодка. На носу лодки закреплен деревянный щит. В лодке находятся теннисные мячи. Мальчик в лодке с силой бросает мячи в щит. Мячи отскакивают от щита за пределы лодки в направлении кормы. Что будет происходить с лодкой?

а) поплывет вперед;

б) поплывет назад;

в) останется на месте.

Kozlov, блесните остаточными знаниями! Подсказка: принципы движения лодки под парусом и под действием реактивной тяги, создаваемой пропеллером, РАЗНЫЕ.

Сообщение отредактировал Опытный Люб: 05 March 2012 - 08:56


#113 чук

чук

    профессионал

  • Гаражники
  • PipPipPip
  • 2270 сообщений

Отправлено 05 March 2012 - 09:43

А если в опыте с вентиляторами вместо плоской пластины поставить парус какой будет эффект.
РУССКИЕ ЗА РУССКИХ.

#114 Опытный Люб

Опытный Люб

    инспектор

  • Гаражники
  • PipPipPipPipPipPip
  • 5390 сообщений

Отправлено 05 March 2012 - 10:02

А если в опыте с вентиляторами вместо плоской пластины поставить парус какой будет эффект.

Парус принимает вогнутую форму, что должно способствовать отражению потока воздуха в обратном направлении (как свет в сферическом зеркале прожектора). В этом случае вектор тяги должен увеличиться.

#115 kozlov

kozlov

    колорад в ватнике

  • Группа wiki
  • PipPipPipPipPipPip
  • 31945 сообщений

Отправлено 05 March 2012 - 12:48

А получается вот что. Мюнхгаузен (парус) левой рукой давит себя в левый бок, а правой рукой тянет себя вправо. А если серьезно, то эта картинка ни о чем не говорит. Она не позволяет построить схему действия сил на объект (лодку) и замкнуть эти силы (составить уравнение сил). На схеме отсутствует лодка, вода и источник движения воздуха. Как они связаны между собой? Динамикой здесь тем более не пахнет. И после этого еще ссылаться на закон сохранения энергии!
А вот задачка на засыпку (физическая аналогия эпизода Mythbusters) из блиц-теста по физике на проверку остаточных знаний (sverh-zadacha.ucoz.ru):
В штиль на озере плавает лодка. На носу лодки закреплен деревянный щит. В лодке находятся теннисные мячи. Мальчик в лодке с силой бросает мячи в щит. Мячи отскакивают от щита за пределы лодки в направлении кормы. Что будет происходить с лодкой?
а) поплывет вперед;
б) поплывет назад;
в) останется на месте.
Kozlov, блесните остаточными знаниями! Подсказка: принципы движения лодки под парусом и под действием реактивной тяги, создаваемой пропеллером, РАЗНЫЕ.


Так почему же парусная лодка плывет?

Вы шикарно блеснули своими остатками знания. Я понял - пытаетесь уподобить поток воздуха куче маленьких мячиков. На заре авиации конструкторы думали точно так же, и поэтому крылья были плоскими и выгнутыми.
Изображение


Считалось, что частицы воздуха, подобно мячикам, будут отскакивать от такой поверхности и тем самым создавать подъемную силу.
Но после того, как Жуковский открыл закон, определяющий подъёмную силу крыла и определил основные профили крыльев и лопастей винта, о "мячиках" забыли раз и навсегда. Было это в 1904 году.

Кстати, по "мячиковой" версии стандартное крыло с классическим профилем:
Изображение


...подъемной силы создать не может. Потому как в верхнюю его поверхность ударится больше "мячиков".
:rolleyes:

Что касается Вашего примера - то если лодку подвесить на крутильные весы, она начнет двигаться вперед. А что с ней будет в воде - с ходу неясно, тут вмешиваются силы сопротивления воды.
Известно, что многие инерцоиды движутся на колесиках в одну сторону, а в воде - в противоположную. На крутильных весах они, разумеется, никуда не едут. Все дело тут в сопротивлении среды и силах трения.

Парус принимает вогнутую форму, что должно способствовать отражению потока воздуха в обратном направлении (как свет в сферическом зеркале прожектора). В этом случае вектор тяги должен увеличиться.


Господь с Вами! Какое отражение? Будет как на картинке - обтекание.

А если в опыте с вентиляторами вместо плоской пластины поставить парус какой будет эффект.


По идее, такой же точно эффект, как с лодкой, без разницы. yuvoront скорее всего правильно написал - мощности вентилятора просто не хватило на то, чтобы преодолеть силы трения.

#116 Опытный Люб

Опытный Люб

    инспектор

  • Гаражники
  • PipPipPipPipPipPip
  • 5390 сообщений

Отправлено 05 March 2012 - 14:18

Господь с Вами! Какое отражение? Будет как на картинке - обтекание.

Если не будет отражения, то будет обтекание или поглощение. Поглощения нет (масса паруса не увеличивается). Обтекание будет, но не всей массы воздуха. Ради эксперимента возьмите трубочку в рот, дуньте на пыльную поверхность и посмотрите, что будет после этого с Вашей физиономией (глаза лучше закрыть, советую).

#117 kozlov

kozlov

    колорад в ватнике

  • Группа wiki
  • PipPipPipPipPipPip
  • 31945 сообщений

Отправлено 05 March 2012 - 15:03

Если не будет отражения, то будет обтекание или поглощение. Поглощения нет (масса паруса не увеличивается). Обтекание будет, но не всей массы воздуха. Ради эксперимента возьмите трубочку в рот, дуньте на пыльную поверхность и посмотрите, что будет после этого с Вашей физиономией (глаза лучше закрыть, советую).


Вы не поняли. Давайте с самого начала. Закон Бернулли действителен для описания деталей поля уже установившегося течения воздуха, то есть, с основным, упорядоченным течением, а вовсе не случайным. Оно устанавливается не мгновенно, а с течением некоторого времени (пока не наполнится парус, например). Разумеется, короткое дутье через трубочку не может создать такого течения струй воздуха. Чтобы пыль с поверхности не попала в глаза, нужно два условия: 1. течение струй воздуха установившееся 2. Размер поверхности соизмерим с диаметром Вашей трубочки, так, чтобы было возможно обтекание этой поверхности со всех сторон. В противном случае Ваш пример просто не имеет отношения к нашей лодке.
Не забывайте также, что рассматривается только течение несжимаемого воздуха. Воздух считается несжимаемым, если скорость его движения меньше половины скорости звука.

#118 Опытный Люб

Опытный Люб

    инспектор

  • Гаражники
  • PipPipPipPipPipPip
  • 5390 сообщений

Отправлено 05 March 2012 - 15:40

Вы не поняли. Давайте с самого начала. Закон Бернулли действителен для описания деталей поля уже установившегося течения воздуха, то есть, с основным, упорядоченным течением, а вовсе не случайным. Оно устанавливается не мгновенно, а с течением некоторого времени (пока не наполнится парус, например). Разумеется, короткое дутье через трубочку не может создать такого течения струй воздуха. Чтобы пыль с поверхности не попала в глаза, нужно два условия: 1. течение струй воздуха установившееся 2. Размер поверхности соизмерим с диаметром Вашей трубочки, так, чтобы было возможно обтекание этой поверхности со всех сторон. В противном случае Ваш пример просто не имеет отношения к нашей лодке.
Не забывайте также, что рассматривается только течение несжимаемого воздуха. Воздух считается несжимаемым, если скорость его движения меньше половины скорости звука.

Как говаривал старик Оккам: «Не следует множить сущее без необходимости», что в переводе на современный язык означает: не следует верить бабе, если она божится, что забеременела от инопланетянина. Есть простой принцип реактивного движения, основанный на реакции на отбрасываемую массу. Так движется судно с водометным двигателем, медуза, аэросани, фейерверк, Ту-104 и даже Ан-2. Лодка с пропеллером не исключение.

Сообщение отредактировал Опытный Люб: 05 March 2012 - 15:41


#119 kozlov

kozlov

    колорад в ватнике

  • Группа wiki
  • PipPipPipPipPipPip
  • 31945 сообщений

Отправлено 05 March 2012 - 16:06

Как говаривал старик Оккам: «Не следует множить сущее без необходимости», что в переводе на современный язык означает: не следует верить бабе, если она божится, что забеременела от инопланетянина. Есть простой принцип реактивного движения, основанный на реакции на отбрасываемую массу. Так движется судно с водометным двигателем, медуза, аэросани, фейерверк, Ту-104 и даже Ан-2. Лодка с пропеллером не исключение.


Ан-2 я бы все же поостерегся называть реактивным самолетом :rolleyes:
Изображение


На самом деле импульс, конечно, есть, но - еще раз повторю - на скоростях, меньших половине скорости звука воздух считается несжимаемым. Поэтому у винтовых самолетов основная тяга винта получается лишь от перераспределения давления на поверхностях лопастей пропеллера.

А причем тут Ваши "мячики", отражения от поверхности паруса и пыль из трубочки?

#120 Опытный Люб

Опытный Люб

    инспектор

  • Гаражники
  • PipPipPipPipPipPip
  • 5390 сообщений

Отправлено 06 March 2012 - 08:01

На самом деле импульс, конечно, есть, но - еще раз повторю - на скоростях, меньших половине скорости звука воздух считается несжимаемым. Поэтому у винтовых самолетов основная тяга винта получается лишь от перераспределения давления на поверхностях лопастей пропеллера.

В этой фразе скрыта методологическая ошибка. В ней Закон Бернулли, объясняющий перепад статического давления среды на обтекаемом теле, выдается как причина движения. А в ньютоновой механике причиной движения может служить только импульс силы (следствие второго закона). Его то и надо искать.






Яндекс.Метрика