Задачки-002: Самолет

Jos · Сообщение **Jos** » 04 июл 2005, 02:40

По моему непрофессиональному мнению,
Если бы система управления скорости полотна "идеально" быстро подстраивала его скорость движения со скоростью вращения колес, то самолет оставался бы неподвижным относительно земли и как уже говорили, не взлетел (поток воздуха, создаваемый пропеллером видимо не достаточен для создания подъемной силы, а с реактивным двигателем и подавно)

Т.к. задача реалистична, то можно предположить, что есть задержка, о которой говорил Dendr, а также трение качения и скольжения. По-моему надо рассматривать систему с самого начала пуска двигателя - когда колеса и лента неподвижны: Будет толчок, который сдвинет колеса относительно полотна и запустит "систему слежения" полотна, которое стремясь скомпенсировать ускоренное движение должно будет также ускоренно увеличить скорость движения полотна с нуля до скорости вращения колес. Скорости вращения колес и движения полотна будут постоянно "играть в догонялки", в результате скорость движения самолета относительно воздуха будет ненулевой. Теперь вопрос будет ли она достаточной для взлета...

Никита

Michael писал(а):Да забудьте вы про эти колеса! Как только заработают двигатели - самолет начнет двигаться вперед, разгонится и взлетит! Двум "агрегатам, отвечающим за взлет" - ДВИГАТЕЛЯМ и КРЫЛЬЯМ совершенно безразлично, вращаются ли колеса и в какую сторону.
---
Ложная ветвь рассуждений возникает из-за ассоциации самолета с АВТОМОБИЛЕМ - там ДВИГАТЕЛЬ крутит КОЛЕСА. Вот такая система действительно осталась бы неподвижной в нашем опыте и уж точно не взлетела бы )))

Эй! не забывайте, что лента транспортёра СДВИГАЕТ самолёт назад на то же расстояние(!), что он перемещается вперед! то есть РАЗГОНА относительно земли - НЕ БУДЕТ.

Если, конечно, скорость перемещения самолёта равна скорости перемещения ленты транспортёра...

dP · Сообщение dP » 04 июл 2005, 08:26

Никита писал(а): Эй! не забывайте, что лента транспортёра СДВИГАЕТ самолёт назад на то же расстояние(!), что он перемещается вперед!

А вот нифига! Ничего она не сдвигает. Она просто САМА СДВИГАЕТСЯ. И что там после этого куда сдвинется уже вопрос.

pilip · Сообщение **pilip** » 04 июл 2005, 08:38

Попытаюсь подытожить рассуждения наших физиков.
Самолёт сможет разбежаться и взлететь на движущейся ленте, но для этого лента транспортёра должна быть в несколько раз длиннее, чем обычная полоса разбега самолёта.

dP · Сообщение dP » 04 июл 2005, 08:43

Я бы сказал это получился симбиоз двух версий

Может, конечно, даже это и правда, но пока были две точки зрения: что взлетит как обычно и что никуда и не сдвинется. Хотя, длина полосы лишней не бывает

Шшок · Сообщение **Шшок** » 04 июл 2005, 09:17

Я тут уезжал на некоторое время. Приехал - а тут такая дискуссия!
А зачем вообще нужен механизм, двигающий ленту на полосе? Давайте представим себе такую ситуацию: полоса способна двигаться относительно земли с нулевым трением, трение в подшипниках колес самолета также нулевое, а трение качения между колесами самолета и полосой - бесконечно большое. Такая ситуация создает условия, равносильные нашей задаче (в предположении, что в изначальной задаче механизм, двигающий ленту, отслеживает вращение колес с НУЛЕВОЙ задержкой).
Итак, турбины самолета начали работать. И... ничего не произошло. Если от работы турбин колеса самолета хоть ненамного пришли в движение, то они (благодаря бесконечной силе сцепления колес с лентой) сразу отбросят ленту назад (не будем забывать о нулевом трении в механизме самой ленты). Это система, находящаяся в положении УСТОЙЧИВОГО равновесия. Но любой внешний фактор (например, появление трения в ленте) может нарушить это состояние равновесия в ту или иную сторону. Если же пилот возьмет, да прибавит тяги турбинам (это не внешний, а внутренний фактор системы), то система от этого из равновесия не выйдет. В этой задаче не определены начальные условия, а значит, скорость вращения колес самолета может быть, в принципе, ЛЮБОЙ! В том числе, турбины могут молотить на полную катушку, а колеса самолета вообще не будут вращаться!

В любом случае, самолет, ИМХО, не взлетит, поскольку для взлета необходим разгон относительно ЗЕМЛИ, а в нашей задачке получается, что самолет толкает "землю" в обратную сторону и не сдвинется относительно нее ни на миллиметр...
Единственный вопрос, на который в условиях этой задачи, по-моему, нельзя дать ответа - с какой все-таки скоростью будут вращаться колеса самолета.

pilip · Сообщение **pilip** » 04 июл 2005, 09:44

Кто сказал что сцепление колёс с лентой такое большое, что невозможно проскальзывание?

Шшок · Сообщение **Шшок** » 04 июл 2005, 11:30

pilipenkoandrey писал(а):Кто сказал что сцепление колёс с лентой такое большое, что невозможно проскальзывание?

В явном виде об этом действительно ничего не говорится. Но по-моему, это подразумевается.
А теперь обратите внимание на МОЮ формулировку ситуации. В этом случае мы имеем абсолютно замкнутую систему, не имеющую никакой связи с внешним миром (трение между лентой и "внешним миром" отсутствует, для придания задачке законченности считаем, что атмосфера на планете Земля также отсутствует, а самолет - реактивный

). Тогда получается, что как бы самолет ни пыжился, все усилия развиваются ТОЛЬКО внутри этой системы. А, как известно из механики, НИКАКИМИ ДЕЙСТВИЯМИ ВНУТРИ ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ НЕВОЗМОЖНО ПРИДАТЬ ЭТОЙ СИСТЕМЕ УСКОРЕНИЕ ПО ОТНОШЕНИЮ К ВНЕШНЕЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ, коей в нашем случае является Земля.
Однако, если придать задачке некий налет реальности, а именно, учесть наличие атмосферы, то приходится признать, что самолет все-таки взлетит. Причем, турбовинтовой самолет взлетит вообще без всяких вопросов, так как он сразу же начнет двигаться относительно окружающего воздуха (колеса ОБЯЗАТЕЛЬНО начнут проскальзывать по ленте) а вот турбореактивному придется здорово попыхтеть, поскольку у него эффект "отталкивания" от атмосферы пренебрежимо мал.

Никита

pilipenkoandrey писал(а):Кто сказал что сцепление колёс с лентой такое большое, что невозможно проскальзывание?

тот же, кто сказал, что система прокручивания ленты транспортёра с нулеывой задержкой возможна в реальности

давайте исходить из идеальных условий:
проскальзывания нет, задержка реакции = 0.

иначе можно вообще сказать так: движки на газ, колеса на тормоз и взлетаем на паленой резине колес - система-то привязана к скорости ВРАЩЕНИЯ колес а не перемещения самолёта..

pilip · Сообщение **pilip** » 04 июл 2005, 11:37

Колёса - это не шестерёнки. Обрати внимание, что по условию лента подстраивается под колёса, а не под самолёт.

dP · Сообщение dP » 04 июл 2005, 12:04

Shshok писал(а): что атмосфера на планете Земля также отсутствует, а самолет - реактивный.

Посмотрел бы я на реактивный самолет, пытающийся взлететь в ваккууме. Реактивный самолет это не ракета и, в принциппе, там все равно стоит пропеллер, другое дело что там куча других технических заморочек.

Shshok писал(а): Тогда получается, что как бы самолет ни пыжился, все усилия развиваются ТОЛЬКО внутри этой системы. А, как известно из механики, НИКАКИМИ ДЕЙСТВИЯМИ ВНУТРИ ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ НЕВОЗМОЖНО ПРИДАТЬ ЭТОЙ СИСТЕМЕ УСКОРЕНИЕ ПО ОТНОШЕНИЮ К ВНЕШНЕЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ, коей в нашем случае является Земля.

Чудесно, но хочу заметить, что невозможно сдвинуть центр масс! А, даже если у нас есть ракета в космосе, то как это не пародоксально. но центр масс системы всегда будет покоиться, хотя ракета при этом будет лететь в одну сторону, а топливо (а точнее, что от него останется) будет улепетывать в другую!

Shshok писал(а): турбореактивному придется здорово попыхтеть, поскольку у него эффект "отталкивания" от атмосферы пренебрежимо мал.

Ну, и соответственно, взлетит еще шустрее. Хотя "отталкивание от атмосферы" термин в корне неверный. Атмосфера как таковая дает только сопротивление движению. Зато из нее забирается воздух, который выбрасывается из двигателей и, по закону сохранения импульса, токает самолет. Если в самолет взял этот воздух с собой он бы и в космосе летел (не считая подъемной силы, но там она и не нужна).

И еще. Не может быть картины, что колеса не крутятся и самолет покоится. Энергия не сохранится. И самолет землю никуда не толкает! Это уж скорее набегающая на колеса земля заставляет их врящаться!

Никита

dP писал(а): Посмотрел бы я на реактивный самолет, пытающийся взлететь в ваккууме. Реактивный самолет это не ракета и, в принциппе, там все равно стоит пропеллер, другое дело что там куча других технических заморочек.

http://encycl.accoona.ru/?id=52572

dP писал(а):
Shshok писал(а): Тогда получается, что как бы самолет ни пыжился, все усилия развиваются ТОЛЬКО внутри этой системы. А, как известно из механики, НИКАКИМИ ДЕЙСТВИЯМИ ВНУТРИ ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ НЕВОЗМОЖНО ПРИДАТЬ ЭТОЙ СИСТЕМЕ УСКОРЕНИЕ ПО ОТНОШЕНИЮ К ВНЕШНЕЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ, коей в нашем случае является Земля.
Чудесно, но хочу заметить, что невозможно сдвинуть центр масс! А, даже если у нас есть ракета в космосе, то как это не пародоксально. но центр масс системы всегда будет покоиться, хотя ракета при этом будет лететь в одну сторону, а топливо (а точнее, что от него останется) будет улепетывать в другую!

Освежите в памяти понятие замкнутой системы

)))

dP писал(а):
Shshok писал(а): турбореактивному придется здорово попыхтеть, поскольку у него эффект "отталкивания" от атмосферы пренебрежимо мал.
Ну, и соответственно, взлетит еще шустрее. Хотя "отталкивание от атмосферы" термин в корне неверный. Атмосфера как таковая дает только сопротивление движению. Зато из нее забирается воздух, который выбрасывается из двигателей и, по закону сохранения импульса, токает самолет. Если в самолет взял этот воздух с собой он бы и в космосе летел (не считая подъемной силы, но там она и не нужна).

самолёт летит потому что с помощью крыльев создается подъемная сила... из-за разницы АТМОСФЕРНОГО давления ВОЗДУХА над и под крылом

А вообще - турбореакитвный действительно взлетит гораздо быстрее (если сможем заставить его сдвигатья относительно земли)

dP писал(а): И еще. Не может быть картины, что колеса не крутятся и самолет покоится. Энергия не сохранится. И самолет землю никуда не толкает! Это уж скорее набегающая на колеса земля заставляет их врящаться!

это я просто не понял.. перечитал 5 раз

dP · Сообщение dP » 04 июл 2005, 13:12

Никита писал(а):
dP писал(а): Посмотрел бы я на реактивный самолет, пытающийся взлететь в ваккууме. Реактивный самолет это не ракета и, в принциппе, там все равно стоит пропеллер, другое дело что там куча других технических заморочек.
http://encycl.accoona.ru/?id=52572

Ну и как же этот воздушно-реактивный двигатель полетит без воздуха?

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%A0%D0%94 - там есть ссылка на газотурбинные, которые и стоят в самолетах. Саму ссылку сюда поместить не удалось - форум растянуло.

Может, я несколько и погорячился пропеллером, хотя турбины там все же стоят, но их роль не такая, но все это я к тому, что с точки зрения нашей задачи нет разницы между винтовым и реактивным двигателем.
Собственно, нам вообще плевать какой у нас двигатель. Хоть на на упряжке скоростных лошадей

. Лишь бы только эти лошади не по этой ленте бежали.

Никита писал(а):
dP писал(а):
Shshok писал(а): Тогда получается, что как бы самолет ни пыжился, все усилия развиваются ТОЛЬКО внутри этой системы. А, как известно из механики, НИКАКИМИ ДЕЙСТВИЯМИ ВНУТРИ ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ НЕВОЗМОЖНО ПРИДАТЬ ЭТОЙ СИСТЕМЕ УСКОРЕНИЕ ПО ОТНОШЕНИЮ К ВНЕШНЕЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ, коей в нашем случае является Земля.
Чудесно, но хочу заметить, что невозможно сдвинуть центр масс! А, даже если у нас есть ракета в космосе, то как это не пародоксально. но центр масс системы всегда будет покоиться, хотя ракета при этом будет лететь в одну сторону, а топливо (а точнее, что от него останется) будет улепетывать в другую!
Освежите в памяти понятие замкнутой системы )))

А чем не замкнутая система ракета в космосе? Найдите мне хоть одну внешнюю силу, если планеты убрать! Т.е. по-вашему сколько она не пыжится никуда она не полетит? Да ни черта подобного, поскольку система у нас это ракета-топливо.

Никита писал(а):
dP писал(а): Если в самолет взял этот воздух с собой он бы и в космосе летел (не считая подъемной силы, но там она и не нужна).
самолёт летит потому что с помощью крыльев создается подъемная сила... из-за разницы АТМОСФЕРНОГО давления ВОЗДУХА над и под крылом

Я о том, что воздушно-реактивный двигатель, возьми он с собой воздух, может работать и в космосе. И никакая подъемная сила ему там не нужна, поскольку и притяжение там не очень-то и велико. В принципе, это как раз и иллюстрирует ракета.

Никита писал(а):
dP писал(а): И еще. Не может быть картины, что колеса не крутятся и самолет покоится. Энергия не сохранится. И самолет землю никуда не толкает! Это уж скорее набегающая на колеса земля заставляет их врящаться!
это я просто не понял.. перечитал 5 раз

Это просто два утверждения. Второе это я просто где-то тут увидел, что самолет у нас оказывается землю колесами толкает.

Гном · Сообщение **Гном** » 04 июл 2005, 14:50

Семак, дал бы ты ответ уже...

Никита

А то мы сейчас передеремся