![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
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.
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.
◾ Tags:
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
(no subject)
На трех форумах видел, и в ЖЖ несчетное количество раз. Остается понять - они точно самолет видели?
(no subject)
не может быть
(no subject)
Из разряда, почему ветер дует, а потому что деревья качаются.
Мне кажется, что эти посты про системы отсчёта и вся эта лабуда про скорости дорожек - это чисто провокация.
(no subject)
Если я правильно понимаю, двигатель должен дать достатчную силу что бы приодалеть силу трения колёс (масса самолёта*9,8м/с²*коэффициент трения/радиус колеса) после чего, колёса будет крутить само полотно, а двигатель будет толкать самолёт вперёд. Но если самолёт движится вперёд, то пока он касается земли (полотна), то колёса либо должны крутиться быстрее, чем полотно (а в задаче сказано, что это невозможно т.к. полотно подстраивается под колеса - я такое полотно не могу представить) либо скользить. В реальном мире, колёса не могут крутиться с бесконечной скоростью и как только они достигнут своей максимальной скорости, то они начнут скользить и самолёт взлетит. Но в реальном мире, дорожки подстраивющейся в реал-тайме тоже не бывает. В теоритической задачах, обычно подразумевается, что колеса могут крутиться с бесконечной скоростью (сила трения шарниров, оси и т.д. не считается), а полотно таки подстраивается в реал-тайме - получается, что это просто не возможно, потому что если полотно крутит колёса, то куда девается сила двигателя? В общем, я прихожу к выводу, что у этой задачи как чисто теоритической решения нет, а в физическом мире её существовать не может. Поэтому таки правы военные, которые говорят, что у ВВС - взлетит, если скамандуют.
(no subject)
На самом деле это гениальное решение проблемы "как сделать общую беговую дорожку для всего экипажа авианосца"!
опять не так
Хорошая аналогия получится если ты возьмешь модель самолета в руки и поработаешь парой двигатель-воздух. То есть будешь двигать самолет рукой. Сначала "полетаешь" по воздуху (воображая. что скорость достаточно велика чтобы он не падал), а потом поставишь его колесами на транспортер - и опять повторишь "летание". Стоять (катиться по транспортеру) он будет сам, а ты, двигатель/воздух - двигай. Сможешь сдвинуть самолет, если он будет на подвижной ленте? Да запросто! Абы только не был к ней намертво приделан ;) А если колеса крутятся - разогнать не проблема. Сможешь вообразить, что разогнал относительно воздуха достаточно, чтобы как попало крутящиеся шасси стали уже не нужны и полетать?
Транспортер задачу только запутывает. После включения двигателя, если самолет не держать (транспортер его НЕ держит) - он устремится вперед и чтобы компенсировать вращение колёс, транспортеру прийдется побежать за самолётом ;)
Может ли он бежать вперед в условиях задачи действительно не сказано. Это единственная неясность...
Re: опять не так
Ну так по-моему в задачи и сказано, что он пределан намертво к полотну.
Т.е.
1.Самолёт приделан намертво к колёсам.
2. Пока ты "толкаешь" (двигатель толкает) самолёт, колёса крутятся.
3. Они крутятся на месте, т.к. полотно движется ровно с такой же скоростью, т.е. колесо-полотно = шестерёнка-гусенеца.
4. Самолёт стоит на месте, т.к. приделан к колёсам.
5. Если самолёт стоит на месте, то значит воздух его не обтекает и значит ничего этот самолёт не толкает вверх.
Скажи с какого по номеру пункта ты не согласен.
Отличная задача на относительность движения ;)
4. может звучать только как "самолет стоит на месте относительно полотна". Но не относительно воздуха. Замени колеса на лыжи (чтобы точно не крутились), поставь на роликовую доску вместо полотна транспортера - и подвинь самолет "двигателями" (рукой). Относительно пола и воздуха самолет будет двигаться (вместе с лыжами и полотном/доской).
следовательно 5. не имеет места быть.
Я потому и начал с полёта, что при работающих на разгон двигателях самолет будет отталкиваться от воздуха точно так же, как он делает это в воздухе (ты работаешь парой двигатель + воздух). И если только не удержать самолет на месте насильно (закопав колеса в землю) - самолет начнет относительно (неподвижного в массе) воздуха двигаться.
Грубо говоря, не важно, двигается ли относительно земли и воздуха только самолет или самолет и полотно. Путаница происходит от неверного выбора системы отсчета. Важно понимать, что источник движения - двигатель, толкающий воздух и именно эта система должна быть выбрана в качестве основной, а приделаны ли к самолёту скользящие по воде поплавки или свободно крутящиеся колёса или нескользящие колеса на подвижном полотне, не мешающим движению - дело тринадцатое.
а мне кажется, что народ всерьез
Re: опять не так
Только к колёсам у самолёта приделан и газ тоже, потому что самолёт не только приземляется, но и взлетает. А ещё рулит на полосу и в гараж. 8)
к колёсам у самолёта приделан и газ тоже
Я думаю, что знаю, что не у всех, и что все самолёты для взлета разгоняются тягой основных двигателей, то есть решая задачу об этом можно не задумываться.
А просто так - интересно. Рассказывай. Я думал, что рулит он поворачивая колеса и используя воздушную тягу. Просто потому, что лишние трансмиссии и/или лишние двигатели = значительный лишний вес.
рулит поворачивая колёса
Re: Отличная задача на относительность движения ;)
Ведь в проблеме дана как раз система: транспортёр, движешуеся полотно, крутящиеся колёса, самолёт и воздух. А ты меняешь на лыжи и т.д.. При лыжах то понятное дело взлетит - ведь лыжи к полотну не привязаны, как только сила трение между ними и полотном преодолена самолёт будет пропускать это полотно под лыжами и двигаться вперёд соответсвенно взлетит.
Самолёт должен двигаться по-отношению к транспортёру - так как он является в этой задаче "землёй" и к ниму привязан воздух. Полотно движется по-отношению к транспортёру в одну сторону, а колёса с равной скоростью в другую - пункты 2 и 3. Соответсвенно, самолёт не движется по онтношению к транспортёру и воздуху (воздуху над и под крыльями - ты ведь другого не считаешь, правильно?, так как только он может поднять самолёт).
Re: Отличная задача на относительность движения ;)
Конечно же, воздух к транспортеру НЕ привязан (воздух "привязан" к земле, а лента трнспортера относительно грунта подвижна), самолет к транспортеру НЕ привязан (колеса крутятся свободно), и только транспортер привязан к самолету управляющей автоматикой. То есть транспортер движется за самолетом, а не наоборот**.
Как именно движется транспортер по отношенью к воздуху и самолету для системы самолет-воздух совершенно безразлично.
Самолет движется относительно воздуха (силой двигетелей) непосредственно, без помощи колес, вне зависимости от того, что делают колёса, если только они не вкопаны в грунт (транспортер подвижен, колеса в грунт не вкопаны).
Колеса только не дают ему упасть на малых скоростях, когда подъемной силы на крыльях недостаточно. Все. Ничего больше они не делают. Не важно в какую сторону колёса крутятся и крутятся ли вообще.
* - хотя никакой разницы между лыжами и транспортером-из-этой-задачи нет, транспортер сам исполняет роль лыж, если следует за самолетом с должной скоростью, отслеживая ускорения по попыткам колес провернуться.
** - почему люди не понимают, что транспортер будет сопровождать ускоряющийся относительно грунта и воздуха самолет, мне лично непонятно...
Re: Отличная задача на относительность движения ;)
** Если бы самолёт был бы вкопан в транспортёр то тогда бы транспортёр таки двигался по отношению к грунту и взлетел бы вместе с самолётом. Но в том то и деле, что в задаче - транспортёр и есть грунт.
перечитал условие. Позабавился еще раз
По замыслу постановщика задачи транспортер действительно будет бежать назад ;)
Но, воздействуя на колесо самолета, транспортер будет только прокручивать колесо, но не сдвигать самолет обратно, на то место, откуда самолет пытается укатиться. Потому что колеса самолета крутятся свободно (и трение в них намного меньше тяги авиадвигателей). Самолет продолжит разгоняться, только колеса его будут вращаться быстрее, чем должны бы при взлете с неподвижной полосы. Это значит, что транспортер никогда не поспеет за скоростью вращения колеса, которое всегда будет крутиться со скоростью транспортера+скорость самолета. То есть, при достаточно эффективной автоматике, транспортер разовьет "бесконечную" скорость. Тут действительно неразрешимое противоречие*, которое "разрешит" только сам самолет, развив в конце концов достаточную скорость относительно грунта и взлетев.
Если же быть совсем точным, то есть 2 варианта:
- Если брать идеальный самолет и идеальный транспортер, то в колесах самолета не будет трения вообще и транспортер не сможет вернуть назад начавший двигаться самолет В ПРИНЦИПЕ. Самолет обладает массой, а значит инерцией и движение транспортера относительно колес не приведет ни к какому эффекту.
- Если брать реальный самолет (с трением в колесных осях) и реальный транспортер, то реальный транспортер всегда будет отставать от самолета и самолет взлетит, хотя и потратит на взлет больше времени, чем обычный - там больше, чем транспортер ближе к идеалу и чем самолет дальше от него.
То есть, единственный вариант при котором самолет не взлетит(будет взлетать бесконечное время) - это сочетание идеального транспортера с реальным самолетом (без вертикального взлета).
Такие сочетания в задачах рассматривать не принято.
* - Единственная возможность обеспечить исполнение условия задачи (транспортеру двигаться со скоростью вращения колеса самолета) - следовать ЗА самолетом с половинной скоростью. В условии ведь не сказано, в какую сорону должен вращаться транспортер, мы только догадываемся, что автор хочет затормозить самолет.
Re: перечитал условие. Позабавился еще раз
ошибаешься
Re: ошибаешься
Ведь вопрос такой "сможет ли самолет разбежаться по этому полотну", ответ дан в самой задаче - "скорость вращения колес самолета была равна скорости движения полотна", т.е. самолёт не движется, так как, если самолёт движется "по этому полотну" как в вопросе, то он катится и значит колёса должны крутится быстрее чем полотно (что невозможно по постановке задачи), либо должны скользить как лыжи, а по умолчанию это не предусматривается.
Т.е. задача таки для начинающих - просто спрашивают должен ли самолёт быстро двигаться по сравнению с поверхностью под ним (транспортёр) или по сравнению с воздухом. Начинающие могут ошибится потому что привыкли видеть самолёты, которые разгоняются на колёсах по дорожке (и редко думают про водные или тем более, какой-нибудь крутой самолёт будущего на магнитной подушке с такой же магнитной взлётной полосе).
Неначинающие все знают, что самолёт должен двигаться по сравнению с воздухом и про это не спорят. А спорят потому что додумывают разные дополнительные факторы про так, как самолёт движется "по взлётной полосе"(грунту) в то время как вопрос про "полотно"(транспортёр). В задаче ничего другого нет.
Re: ошибаешься
Привод на воздух. Двигатель толкает самолет относительно воздуха, а значит и относительно грунта. Мощность двигателя огромна. Самолет от перемещения предполагается удерживать транспортёром за колёса. За колёса, которые свободно крутятся! Пользуясь только силой трения в подшипниках колёс! Больше ведь самолет ничто не удерживает от движения относительно воздуха.
Задача остановить самолет становится хоть как-то решаемой только если предположить, что транспортер может быть разогнан до невообразимых скоростей - только так огромная тяга двигателей может быть компенсирована достаточным трением (малый коэффициент множим на огромную скорость).
Однако идеальный транспортер предполагает наличие идеального самолёта. Идеальный самолёт не будет иметь трение в шасси вообще, оно ему без надобности.
Реальный транспортер надо приводить в движение сторонним источником энергии. Реальный транспортер не поспеет за самолетом. Он выйдет из строя еще до того, как необдуваемые оси колес реального самолета воспламенятся, пытаясь отдать в пространство мощность, равную тяге двигателей.
Re: ошибаешься
Ты считаешь, что самолёт движется относительно грунта, значит колёса двигаются вместе с ним. Что с ними (колёсами) происходит в это время? Либо они крутятся по транспортёру, либо они скользят. Если они скользят, то проблем нет - это значит, что они не крутятся и значит транспортёр не крутится и передвижение самолёта по отношению к транспортёру такое же как по отношению к грунту. Но в задаче сказано другое, а именно что колеса крутятся.
Если колёса крутятся, то значит, что они крутятся по отношению к грунту в сторону передвижения самолёта, быстрее чем крутится транспортёр по отношению к грунту в обратную сторону. В задаче сказано что это не так - они (транспортёр и колеса) должны двигаться с одинаковой скоростью в обратные стороны, т.е. колеса по отношению к грунту не двигаются, а значит и самолёт не двигается.
Ты говоришь о движении самолёта по отношению к воздуху и про "задачу остановить самолёт" - это не правильно. Самолёт первоначально стоит и должен сдвинутся по отношению к грунту.
На форуме на которую ты дал ссылку дали пример с роликом на беговой дорожке, который человек держит или толкает рукой. Ролик - самолёт, рука - двигатель, беговая дорожка - транспортёр, пол - взлётная полоса/грунт. Пример правильный, но вывод там не правильный. Они там говорят, что если увеличить скорость беговой дорожки, то руке не надо будет больше сил, что бы толкнуть ролик вперёд, соответсвенно двигатель может двигать самолёт. Но что забывается это что когда ролик движется вперёд, то его колёса крутятся быстрее чем беговая дорожка, а в задаче дано обратное.
Нет у авиадвигателей привода на колёса, нет!
Привод на воздух. Двигатель толкает самолет относительно воздуха, а значит и относительно грунта.
Отталкивается он от воздуха сзади, как об стенку - это не значит что относительно воздуха под и над крыльями он движется. В твоём предложение воздух=стенка, а двигатель пружина между стенкой и самолётом. В этом смысле самолёт с двигателем взлетает так же как планер с лебёдкой - двигатель=лебёдка, воздух=то что держит лебёдку. Так что привод на "воздух" в твоём тексте не имеет значения - это не тот "воздух" который подымает самолёт - ты путаешь понятия.
сначала отвечу
Если колёса крутятся, то значит, что они крутятся по отношению к грунту в сторону передвижения самолёта, быстрее чем крутится транспортёр по отношению к грунту в обратную сторону. В задаче сказано что это не так - они (транспортёр и колеса) должны двигаться с одинаковой скоростью в обратные стороны, т.е. колеса по отношению к грунту не двигаются, а значит и самолёт не двигается.
Грубо говоря, у тебя "хвост виляет собакой".
Ты рассматриваешь не физическую систему. Физика занимается взаимодействием тел, имеющих некоторый набор свойств. И исследует поведение сисьемы, например, что и как будет двигаться и выполнимы ли начальные условия вообще. В некоторых задачах воображаемые устройства могут быть описаны (например - вечные двигатели), но в процессе решения выяснится, что такое устройство не может функционировать вовсе или не может функционировать заданным образом. Что-то как-то будет двигаться, но не так, как предполагалось ранее. И такое решение будет действительным решением. Физика занимается поиском возможного, а не решением софизмов.
Ты же игнорируешь физическую сторону дела вообще, упирая на логические противоречия.
Забавно, что решение, удовлетворяющее условию есть - транспортер может сладовать за самолётом на скорости, равной половине скорости самолета относительно грунта и условие (скорость транспортера = скорости вращения колёс)при этом будет выполняться.
Но это не так важно.
Я только скажу, что я не путаю разные давления воздуха - и перейду к изложению задачи с точки зрения физики.
Внемли ;)
физика ab ovo
Задача самолета: взлететь. Условие взлета - набрать некоторую горизонтальную скорость относительно воздуха. Воздух (за исключением потока, отбрасываемого двигателем)считается неподвижным относительно поверхности земли (далее "грунт").
Задача транспортера: не дать самолету взлететь, перемещаясь ему навстречу, не давая самолету разогнаться относительно воздуха/грунта
Эта задача будет выглядеть по разному при разной степени идеализации системы самолёт-транспортер.
Сначала я изложу первую систему - идеальную насквозь, потом вторую - чуть ближе к реальности.
физика ab ovo
Идеальный самолет имеет некоторую массу, двигатели, способные отталкивать воздух (что значит - и самолет, см. третий закон Ньютона) и шасси - колеса, которые до применения тормозов свободно крутятся вперед и назад. Без трения.
Идеальный транспортер имеет свойство мгновенно менять скорость своего движения и в этой скорости не ограничен, мощность его не существенна, но не меньше, чем у самолёта.
Последнее условие важно, потому что мы сейчас рассматриваем раздел физики, занимающийся взаимодействием сил (динамику).
Вследствие второго закона Ньютона, если сумма сил, действующих на тело не равна нулю, то тело получит ускорение. Это значит, что если двигатель толкает тело вперед относительно воздуха/грунта, то транспортер должен толкать тело назад с той же силой, иначе самолет получит ускорение, наберет скорость и взлетит = задача решена. Любое другое рассуждение с точки зрения физики ЕРЕСЬ.
Остается найти механизм передачи силы от транспортера к самолету.