Задача про самолет :)

если большая часть отвечающих думает что самолет взлетит, значит это уже неочевидно. Дискутируем мы тут для души, нам просто нравится спорить - неважно о чем. Тема злободневная, насущная, будоражит пытливые умы

 

Согласен.

Вот еще задачка из той же серии:

В Фургоне 20 голубей общей массой 10кг.
Изменится ли масса фургона, если все эти 20 голубей взлетят внутри?

 

r4-shurik, кстати, прокомментируйте вот это: http://www.bmwclub.ru/vb/showpost.php?p=5858209&postcount=2220

 

Вот это основное заблуждение, отсюда у вас и самолет взлетает. Транспортер не является системой крутящей колесо самолета - транспортер через колесо воздействует на самолет. А то получается как у одного предыдущего оратора - даже если двигатели не работают, при работающем транспортере самолет останется на месте.

 

это что, камень в мой огород? положите на лист бумаги пачку спичек и резко выдерните лист. При должной тренировке пачка у вас даже с места не сдвинется, а свой пример про моторку я сейчас проиллюстрирую
ПС лениво чтой-то, ноя думаю, кто смог представить -тот понял. А кто не смог представить

 

С предыдущим оратором я не согласен, он сдвинется с места из-за пресловутого сопротивления качению, но если транспортер дернет достаточно сильно - он ведь, провернув колеса, сдвинется с места лишь незначительно и начнет постепенно набирать скорость вслед за транспортером, не так ли? Но в нашем случае транспортеру противостоит не столько инерция покоя самолета (достаточно маленькая надо сказать), сколько мощность двигателя!

Я все-таки считаю, что лишь предельно малая часть усилия транспортера передается на ось колеса шасси. Вспомните пример с поездами, где вы со мной согласились.

 

ок, пойдем по порядку

предлагаю принять что все эти силы равны нулю

в замкнутой системе и только в инерциальной системе отсчета

Я бы для начала взял точку отсчета - и дальше все описывал бы относительно неё, имхо было бы проще.

Непонятная формулировка.
Винтокрыльный самолет воздействует на воздушное пространство и может перемещаться за счет воздействия на воздух. Утверждать что реактивный самолет перемещается в пространстве за счет воздуха несколько некорректно.

Основное заблуждение. Транспортер - это не система крутящая колесо. Транспортер через колесо воздействует на весь самолет. Эта сила приложена в точке соприкосновения колеса с транспортером и направлена по направлению движения транспортера. Такое заблуждение и у dohc vtec, вот что он пишет:
"Еще можно так продемонстрировать - самолет стоит, двигатели не работают, транспортер начинает движение. Поскольку инерция самолета за счет большой массы высока, а трение и момент инерции колеса не велик, колеса начнут вращаться, но сам самолет будет стоять на месте."

Т.е. транспортер двигается, а самолет С НЕРАБОТАЮЩИМИ ДВИГАТЕЛЯМИ стоит на одном месте. Это возможно только когда нет трения в месте их контакта.
НО У НАС ЕСТЬ ТРЕНИЕ !!! И если транспортер будет двигаться, он будет сдвигать самолет.

Вот здесь http://www.bmwclub.ru/vb/showpost.php?p=5846533&postcount=2181 есть ссылка на максимально корректный эксперимент. Пожалуйста, внимательно прочтите мои комментарии к этому опыту.

непонятное утверждение. "Смешались в кучу кони, люди (с)"
сопротивление качению и трение в пятне контакта - это разные силы. Уже неоднократно пытаюсь сказать что мы можем пренебрегать сопротивлением качения, но вы постоянно вытаскиваете эту силу. Зачем ? Забудьте вы про нее, она не важна для этой задачи, не она держит самолет на месте

Неверно. Есть трение между колесом и лентой транспортера. Если вы считаете что этой силы нет - это означает колесо проскальзывает. И вот тогда ваше следующее утверждение будет верно
|
|
\|/

PS Когда пишу крупными буквами - это не кричу, просто хочу выделить. Но не знаю как сделать курсивом или жирным. Кто подскажет ?

 

Здесь я с вами в корне не согласен. Поясню.
Для удобства понимания предлагаю разделить "коней и людей" на две части и посмотреть на задачу под другим ракурсом:

1. Транспортер + колеса (сделаем их неразрывными по факту сказав, что проскальзывание между колесом и лентой невозможно)
2. шасси + самолет.

Эти две части соединяются в осях шасси. Оси подразумевают свободное вращение и полное отсутсвие смещения колес относительно самолета.

Теперь смотрим на 1-ую связку:
1) Допускается ли вращение колеса на одном месте при сохранении условия отсутствия скольжения? Ответ - Да, протаскиваем под колесом ленту - ничего не проскальзывает - колесо катится.
2) Допускается ли смещение колеса относительно точки на ленте транспортера при сохранении условия отсутствия скольжения? Ответ - Да, качением.

Теперь смотрим на самолет+ось шасси: Их задача - переместиться в пространстве развив скорость для взлета:

Для этого надо переместить колесо из первой связки вдоль ленты транспортера. Это допускается - значит мы взлетаем! И для оси+самолета совершенно не важно в какую именно сторону будет вращаться колесо и с какой именно скоростью.

Шурик - ваша любимая сила трения сохранена. Просто она в этой задаче не имеет значения - реально можно на шестеренки-зубчатую ленту поставить - ничего не изменится.

 

Абсолютно верно !!!
Если дергать резко, то это означает что мы сразу набрали большую скорость. Чем больше скорость - меньше трение, соотвественно будет проскальзывание. Еще простой пример, кажется в фильме "голый пистолет" это было: на столе лежит листок бумаги, на этом листке большой карточный домик. Главный герой резко дергает листок, вытаскивает его, а домик остается стоять! Если бы он медленно вытаскивал листок, то домик просто бы двигался вслед за листком.

именно так, транспортер против двигателей, только не мощность против мощности. В условиях задачи не сказано что мощность транспортера равна мощности двигателей. Сказано что транспортер подстраивается под СКОРОСТЬ, т.е. условие равенства скоростей, а не мощности. Это очень важный момент.

Пусть хоть 1% прикладывается. Тогда нам нужен транспортер который будет в 100 раз больше сильней самолета.

 

вы правы!

НО
Под нашим "домиком" - колеса. И они умеют катиться. При нулевом сопротивлении качению - листок можно будет таскать под домиком как угодно - колесики крутятся не передавая ничего на домик и никак его никуда не двигая.

Скоростей, простите, чего? Колес? Но ведь если задаться целью - то колесо, подняв на домкрате, можно раскрутить до любой нужной скорости - это никак не отразится на самолете и тащить его никуда не будет и вообще... Здесь и соль задачки - абсолютная независимость движения самолета от скорости и направления вращения его шасси. А ведь лента у нас привязывается именно к скорости шасси...

 

взлетит! ему пофигу на траспортер

 

Теоретически есть только один способ удержать самолет через транспортер: это постоянно разгоняемая лента, которая будет создавать нужное противодействие оси шасси самолета через коэффициент сопротивления качению колеса этого шасси.

Но это такой теоретический анриал - что пипец. С тем же успехом можно допустить и бесконечно мощный двигатель самолета и полное отсутствие сопротивления качению.

 

А гидросамолет, пытающийся взлететь с поверхности реки, текущей ему на встречу со всё увеличивающейся скоростью, взлетит?

 

если гидросамолет - это вместо шасси лодки - то само-собой.

 

А тогда мост над горной речкой почему не взлетает?

 

О, ну наконец-то верная мысль появилась

Вот только подумайте ещё о том, что этот коэффициент не так уж мал. Это первое.
А второе - тяга двигателей самолёта не настолько большая, чтобы даже намекнуть на "выдёргивание бумаги из-под карточного домика" для многотонного самолёта.

Условие же задачи не определяет рамки реалистичности такого транспортёра, который по действующей силе в противоход движителю самолёта будет компенсировать последний. Это чистая теоретическая задача.
Опять же на практике я думаю, что пассажирский самолёт не взлетит в любом случае (боинг-737 например). Я уже писал об этом. Относительно транспортёра будет достигнута большая скорость, далее вступит в дело проскальзывание, и самолёт начнёт движение относительно воздуха. Но достигнув, определённой скорости, транспортёру поможет сила сопротивления воздуха, в итоге боинг не наберёт требуемой для взлёта скорости. Да и то это всё при условии, что подшипники колёс выдержат огромную нагрузку. Если они не выдержат, то разгон закончится понятное дело ещё раньше. Военный истребитель с огромным запасом тяги взлетит. Повторюсь, чтобы снова не было ложных интерпретаций - взлетит за счёт проскальзывания, чего не предусматривает условие задачи.

 

Патамучта он МОСТ у него не прапеллера =)

Отсыпьте - если не жалко...

 

....в подшипнике шасси. Покрышкам проскальзывать не обязательно - повторю - ставьте хоть на шестеренки....

 

Вы хоть понимаете, что поставив самолёт на речку с сильным течением, то вначале его будут сильно сносить (практически со скоростью течения)? И что движителю для начала надо будет натужиться, чтобы уравнять скорости? И лишь потом начать разбег относительно воздуха?
Или вы и здесь полагаете, что самолёт будет "обдуваться" течением без сноса, как в том примере, что транспортёр крутит колёса, а самолёт стоит на месте? )))))))))))
Для примера бросьте щепку в струю течения ручья или реки и поглядите, что произойдёт. Ток руку свою не ставьте снова на кон ))

В случае гидросамолёт, правда есть облегчение для тяги: на определённой скорости относительно воды вступает в дело эффект глиссирования, что уменьшает площадь соприкоснования с водой, а занчит и силу сопротивления воды (равно как и влияния течения).

 

А что такое проскальзывание в подшипнике шасси??? Не понимаю.. ))))))))))))))))))))))
Всегда полагал, что роль подшипника как раз в том, чтобы внутренняя часть скользила относительно внешней с наименьшими потерями на трение скольжения. В этом и задача подшипника - проскальзывать
Или вы имеете ввиду, что самолёт начнёт проскальзывать относительно шасси? Т.е. колёса останутся на месте, а фюзеляж с двигателями, пилотами и перепуганными пассажирами унесутся в небо? ))))

 

УРА!
Про подшипник все правильно!!!!
А теперь вспомните - практически за тем-же самым придумали колесо и вам все совсем понятно должно стать.


Начну с лодок: вы осознаете что именно заставляет лодку двигаться по течению? Подскажу - тоже, из-за чего разогнавшийся автомобиль рано или поздно остановится на идеально ровной дороге в вакууме.

Так вот, в примере с гидросамолетом условия взлета значительно хуже, чем в нашей задаче с транспортером и хуже именно тем, что сопротивление качению шассии значительно ниже, чем сопротивление движению вперед опоры гидросамолета.

Его действительно будет сносить течением, также как и самолет будет съезжать назад вместе с лентой транспортера при выключенном шасси.

НО. Если привязать гидросамолет, не давая ему быть унесенным рекой, и одновременно обрубив трос включить двигатель на взлет - он ни на сантиметр назад не сдвинется. Просто будет чуть медленнее разгоняться из-за повышенного сопротивления в опорах. А если предположить наличие волшебной реки с неограниченной скоростью течения, то в итоге он как плоский камешек начнет отскакивать от воды - т.к. с какого-то момента и на поверхности воды работает правило - чем выше скорость - тем меньше сопротивление.

 

Прямо перед глазами картинка: в древнем мире люди покрутили-повертели подшипник, и их озарило - придумали колесо. А скорее всего они его бросили на землю и увидели как катится. Кому-то гениальному пришла в голову идея. Найти бы тот, реликтовый, подшипник...
Всё бы хорошо, да советую почитать что такое трение качения и трение скольжения, чем отличаются и где эти явления возникают. Может потом не станете колёсо с подшипником соотносить.

Смею осторожно предположить, что из-за трения? уррраа... А то я было испугался, что начнём за пример брать шар в вакууме, как идеальный объект для опытов..

Хочется вам конечно верить, может и правда знаете, что хуже или лучше?
К примеру - вам легче тащить катер весом в тонну на тележке по дороге за верёвочку или его же за ту же самую верёвочку по воде, уподобляясь бурлакам гмм.. "на волге"?

Ессно, если тяга будет превышать силу течения. Попробуйте на моторке с двигателем "нептун" соревноваться с течением в районе порогов 4-5 категории.

Вот и искомое Бинго. Иными словами начнётся эффект проскальзывания, как и в случае с самолётом будут проскальзывать колёса, что не входит в условия задачи.

 

ВэйТ

вы определенное сходство между задачами колеса и подшипника действительно не видите?

Этот же вопрос относится ко всему прочему вашему потоку бессознания.

 

По принципу "сам дурак"?

Вы понять не хотите, что если бы подшипники качения (коих веротяно имеете ввиду) можно было бы приводить пример, то тогда и коэффициенты трения и приложенные силы надо соотносить. Но тогда колёса бы не катились по покрытию ВПП, а попросту скользили по нему (ведь и ВПП, и колёса стремились бы делать с наименьшим коэффициентом трения качения). Наверно топливо бы экономилось, но так не делают. Почему? Подумайте. И далее попробуйте соотнести действующие силы в подшипнике и в системе транспортёр-самолёт.

 

учусь

Разбираться в вашем тексте нет желания: сходство простое: и колесо и подшипник борятся с трением.

Утверждая, что самолет не взлетит - вы утверждаете, что колесо со своей задачей не справляется.

 

Если вы согласитесь, что самолёт способен приземлиться и даже остановиться, то вы также "утверждаете, что колесо со своей задачей не справляется" (с трением).. хы

 

Колесо тут не при чем. За остановку отвечают тормоза, сопротивление качению и действие двигателей в реверсе.

 

Сила тяги реактивных двигателей сбросит самолёт полюбэ с транспортёра, или этот транспортёр бесконечен? )))))

 

Предалагаю вам разобраться досконально в выделенном.

 

Идите в противоход эскалатору в метро, и он покажется вам бесконечным