Фантастическое невежество

[ugputu]

Осталось узнать кто именно невежествен, я или они ;)
Кажется я сегодня нашел очередное подтверждение своему заблуждению о том, что основы физики прошли мимо большинства советского народа. Я на непонимании основ механики (законов Ньютона!) ловил пару школьных преподавателей еще когда сам был школьником. И вот он, счастье, мимо которого я, оказывается, уже 10 лет как хожу обделённый.

Затравка (с forum.exler.ru):
Говорят, что задача о «взвешивании монет» стоила 10 000 человеко-часов непродуктивно потраченного времени математиков, занятых оборонной работой во время войны. Было даже сделано предложение сбросить эту задачу над Германией. Задача о льве, хотя и имеет уже 25-летнюю давность, недавно вновь пронеслась по стране..." /эти задачи надо откопать/
Теперь появилась Сеть.
Почти 10 лет по просторам инета кочует задача о самолёте, которая чаще всего кратко именуется: "Взлетит или не взлетит?".

Собственно задача (с форума на ixbt.com):
"Самолет (реактивный или винтовой) стоит на взлетной полосе с подвижным покрытием (типа транспортера). Покрытие может двигаеться против направления взлета самолета. Оно имеет систему управления, которая отслеживает и подстраивает скорость движения полотна таким образом, чтобы скорость вращения колес самолета была равна скорости движения полотна. Вопрос: сможет ли самолет разбежаться по этому полотну и взлететь?

Краткое описание ужаса в головах (из того же поста на ixbt):
Говорю сразу: у нас пол-училища перессорилось, при этом в спор были вовлечены два преподавателя физики и один профессор кафедры. Результат был у ВСЕХ разный !! Правда, училище было Высшее Военно Инженерное, но Связи )
Дабы не повлиять на ваши рассуждения, позиции и весовые коэффиценты сторон приводить не буду."
Первое же рашительное заявление "знатока" на форуме:
"Немалая часть подобных задач решается на физматовского направления факультетах спокойно и без всяких эмоций. Студентов же, у которых задача про самолёт вызовет принципиальные затруднения, вполне можно немедленно выгонять с физического факультета (этот факультет я изнутри видел). Сама задача древняя как авиация и решаема вполне однознаачно. . Методику её решения мне сейчас дико лень вспоминать - утекло слишком много воды , но нам подобные вещи подкидывали между делом, на отработку представлений о взаимодействиях в разных системах отсчёта. Я уж не знаю, какие там физики на этой задаче обломались

1) Чисто физически вся мощность двигателя расходуется на преодоление трения об эту самую бегающую дорожку, и ни граммом больше.

2) скорость относительно связанной с дорожкой системы отсчёта как минимум превышает взлётную и равна скорости дорожки по абсолютной величине, и противоположна по знаку скорости дорожки в системе отсчёта, связанной с воздухом. Относительно дорожки самоль движется.

3) однако скорость относительно связанной с воздухом системы отсчёта нулевая, именно из-за обратности знаков равных величин вышеназванных скоростей, а для взлёта нужна скорость именно оносительно воздуха, так что фиг этот бомбёр куда-то взлетит, да здравствует мир на всей земле."

Правда здорово? Я чуть со стула не падаю когда такое читаю :)
Какой апломб! Какая экспрессия! Просто таки мой брат близнец, осталось только узнать кто же ошибается. Он, когда пишет эту ересь, или я, когда считаю что сам что-то знаю...

З.Ы. В конце второй страницы яростного опыления форумчан групостями на процитированного чела снизошло просветление и он передумал. Там вопрос уже закрыт.

Comments

Re: физика ab ovo

[ugputu.livejournal.com]

Физики решают задачи не исходя из чьих-то умозрительных посылок (раз транспортер, то колеса, то самолет), а ищут КАК именно происходит взаимодействие, рассматривают мир с позиции взаимодействия сил и энергий.
В двух словах я тебе уже описал, но повторю еще раз:
Двигатели толкают самолет вперед. Если эта сила ничем не скомпенсирована - самолет ускорится и взлетит.
Все остальное ты можешь читать или не читать, принимать во внимание или не принимать, но пока нет ответа на вопрос, какой силой компенсирована сила тяги двигателя и как она приложена к самолету - самолет разгоняется.
Напоминаю, что в условии задачи НЕ сказано, что самолет стоит на месте. Написано - "транспортер управляется автоматикой таким образом что". Там вовсе не сказано, что попытки транспортера успешны. В задаче спрашивается "Что будет?", а не "объясните почему самолет не взлетит"

И уж конечно, физики не пытаются объяснить что они увидели. Они ищут закономерности, узнав которые можно ПРЕДСКАЗАТЬ дальнейшее поведение подобных систем, а не придумывают объяснения для каждого конкретного случая и именно тем отличаются от шарлатанов.

Если же по поводу первого абзаца твоего ответа, то ты должен видеть дыру сам.
"транспортёр не действует на самолёт, только на колёса и на себя - та сила с какой он их крутит компинсирует ту силу с какой двигатель двигает самолёт"
Транспортер крутит колеса, а двигатель толкает самолёт. Связь между колёсами и самолетом какая? Колёса не есть самолёт. Они связаны с ним осями, на которых крутятся. И только и исключительно сила трения и может передать усилие с транспортера на самолёт чтобы его затормозить. Точнее - могла бы, но не может, ибо двигатели самолета имеют другой порядок мощности по сравнению с трением в осях. В чем легко убедиться наблюдая за взлетающими самолётами ;)

Re: физика ab ovo

[lexus-lyosha.livejournal.com]

Я как раз всё объяснил, но ты игнорируешь это объяснение, а так же пропускаешь то что написано в задачи.

Связь между колёсами и самолетом какая?
Ты что издеваешься? Внутрения стенка колеса упирается об ось!

Re: физика ab ovo

[ugputu.livejournal.com]

Конечно, стенка колеса упирается в ось. И что?

Ты думаешь, что сможешь сдвинуть самолет, вращая его колесо за шину? Да, можешь, но только пока прилагаемое тобой усилие не превосходит силу трения в осях. Если ты будешь крутить сильнее - колесо будет прокручиваться, а самолет останется стоять на месте.
Примерно так же машина на старте может прокручивать колёса на старте, сжигая резину, и не ехать вперед. Только зацени разницу:
- двигатель жестко замкнут на колесо с помощью трансмиссии, а прокручивается пара покрышка-асфальт, имеющая хороший коэффициент трения.
- транспортер не жестко замкнут на покрышки, а прокручивается ось колеса, созданная именно для того чтобы свободно крутиться с минимальным возможным трением.

Конечно же во втором случае порог передачи усилия гораздо меньше. Попытка удержать самолет за вращающееся колесо приведет к ускорению врещения колеса, но не к остановке самолета.
(и дальше та же песня о нарастании сопротивления оси по мере роста скорости вращения и невозможности сравнять порядки силы трения в осях с тягой двигателей самолёта)

Re: физика ab ovo

[lexus-lyosha.livejournal.com]

Оо! теперь я себя это представил! Самолёт будет стоять на месте пока колесо не раскрутится до своей максимальной скорости которая ей позволяет достичь коэффециент трения с транспортёром, после чего колесо будет продолжать крутиться с этой скоростью (а транспортёр с такой же, но в обратную сторону), а самолёт будет разгонятся... Ну так чего ты сразу не сказал ;)

Re: физика ab ovo

[ugputu.livejournal.com]

Это твое описание уже ближе к реальности, хотя все еще не кажется мне верным. Надо подумать.

Объясняя, трудно понять где затык. Мне очевидно, что исходить надо из баланса сил, что смешивать горизонтально и вертикально направленные силы не нужно и что единственная горизонтальная сила кроме тяги - сила трения и что надо следить за соблюдением законов сохранения и далее по списку. Сразу отбрасывается куча вариантов, которые иначе заставляют сильно напрягаться, рассматривая бесчисленные невозможные "а если".

Не хочу больше повторяться. Просто поробуй как-нибудь еще раз перечитать уже написанное спокойно.

Re: физика ab ovo

[lexus-lyosha.livejournal.com]

На самом деле я рассуждал правильно когда описывал, что происходит физически - я ошибся в логике сказав, что когда колёса начнуть скользить по полотну, то условия задачи перестанут выполнятся. Потому что когда колёса скользят по полотну, то они продолжают крутиться медленее или потом перестают, но и полотно соответсвенно подстраивается под эту скорость, так что условия выполнены.

вспомнил пример!

[ugputu.livejournal.com]

Ресторан. стол, скатерть, посуда.
Если потащить скатерть медленно - посуда схедет со стола.
Если скатерть рвануть - (сила трения покоя будет преодолена, сила трения скольжения меньше) скатерть выскользнет из под посуды и та останется стоять на столе.

Вот так же и колеса из под самолета "выскальзывают", точнее - прокручиваются вхолостую, не не двигают самолёт.

= самолет толкают двигатели, которые к нему жестко прикреплены.