Ветромобиль, по ветру быстрее ветра

[Geen]

amon в сообщении #1622042 писал(а):

не работает простая модель активного диска.

Да, это я (как мне кажется ) понимаю.
Но это, с одной стороны, просто техническое усложнение. Но с другой (скажем, если вместо тележки взять лодку или "дирижабль"), эти "технические усложнения" могут схлопнуть область рабочих значений параметров до нуля...

amon в сообщении #1622042 писал(а):

Так что не все так просто.

Идейно всё просто и должно работать всегда. А на практике, полностью согласен, это довольно сложная задача.
Как известно, любому вечному двигателю мешают некачественные материалы.

[vladim1980]

oleg_2 в сообщении #1621785 писал(а):

sergey zhukov в сообщении #1621670 писал(а):

А я вот, скажем, всегда легко в ошибках признаюсь

(Оффтоп)

(ну, или мне так кажется)

Моя попытка решения.

Всё равно ничего не понятно, поэтому предельно упрощаю задачу. На тележке есть направляющие, по которым вдоль тележки может скользить каретка с парусом (см. рис.).


Вроде бы тележка должна ехать быстрее ветра.

sergey zhukov в сообщении #1621789 писал(а):

oleg_2
Да, отличная иллюстрация принципа движения по ветру быстрее ветра. Здесь все уже предельно очевидно. Этот пример нужно взять Рику на вооружение.

Здесь хорошо видно, что парус должен двигаться вдоль тележки не слишком быстро, чтобы в СО земли он все же двигался в сторону ветра. Тогда ветер совершает положительную работу (давит на парус, и парус перемещается в направлении этого давления в СО земли). Если же сделать так, чтобы парус перемещался по тележке слишком быстро, то в СО земли он будет перемещаться против ветра. Тогда ветер будет совершать отрицательную работу (давит на парус, но парус движется в противоположную давлению сторону). Такой ветромобиль не поедет. Вот поэтому вентилятор не должен быть слишком быстрым.

oleg_2, sergey zhukov

У меня возникли смутные сомнения в работоспособности этой конструкции в этой конфигурации.
Мне кажется, у sergey zhukov они тоже возникли, но раньше, чем у меня, потому что он явно быстрее меня мыслит. Или не возникли ?

sergey zhukov я правильно понял - вы нашли изъян в этой конфигурации ?
oleg_2 - а вы не видите в ней изъяна ?

Я говорю не о том, что парус здесь не будет двигаться в цикле (это мелочь и мы это поправили), а о фундаментальной ошибке.

Я чуть позже покажу, что я имею ввиду.

[sergey zhukov]

vladim1980
Нет никакой ошибки. Все нормально.

[vladim1980]

sergey zhukov в сообщении #1621670 писал(а):

А я вот, скажем, всегда легко в ошибках признаюсь (ну, или мне так кажется)

sergey zhukov в сообщении #1622072 писал(а):

Нет никакой ошибки. Все нормально.

ОК, мы это запишем.

Итак.
В данной конфигурации тележка аналогична гребной лодке, плывущей по реке по течению, с той лишь разницей, что роль гребца у нас дополнительно выполняет само течение.
Парус постоянно отталкивается от попутного ветра, отнимая у него энергию на движение тележки.
Тогда что мешает парусу отталкиваться от неподвижного воздуха ? Аналог лодки на озере.
Ответ совершенно очевиден – тогда наша тележка превращается в совершенно очевидный вечный двигатель, и это понятно даже котам.

То есть имеем:
- при скорости попутного ветра, скажем, 10 м/с – это не вечный двигатель
- при скорости попутного ветра 0 м/с – это очевидный вечный двигатель

Теперь мысленно уменьшаем скорость попутного ветра от 10 до 0 и находим точку, в которой наша тележка из «кареты» превращается в «тыкву».
Вопрос – что же это за магическая точка ?

(Оффтоп)

Полночь ???

Есть ещё один аргумент, что в такой конфигурации машина не поедет.
Но о нём позже, когда разберёмся с этим

[EUgeneUS]

vladim1980 в сообщении #1622074 писал(а):

В данной конфигурации тележка аналогична гребной лодке, плывущей по реке по течению, с той лишь разницей, что роль гребца у нас дополнительно выполняет само течение.

Это возможно, но с опорой на берег.
Примерно так:
1. Ставим гребное колесо, которое работает на ворот.
2. На ворот намотан канат.
3. Другой конец каната закреплен на берегу выше по течению.

При достаточно большом передаточном отношении (то есть если не гнаться за скоростью) лодка поползет против течения.

[zykov]

vladim1980 в сообщении #1622074 писал(а):

Тогда что мешает парусу отталкиваться от неподвижного воздуха ? Аналог лодки на озере.
Ответ совершенно очевиден – тогда наша тележка превращается в совершенно очевидный вечный двигатель, и это понятно даже котам.

Постоянно забываете, что этот "парус" не сам по себе толкает. Его толкает привод от колес. Значит и на колёса идёт крутящий момент, который тормозит тележку.

[vladim1980]

EUgeneUS в сообщении #1622077 писал(а):

vladim1980 в сообщении #1622074 писал(а):

В данной конфигурации тележка аналогична гребной лодке, плывущей по реке по течению, с той лишь разницей, что роль гребца у нас дополнительно выполняет само течение.

Это возможно, но с опорой на берег.
Примерно так:
1. Ставим гребное колесо, которое работает на ворот.
2. На ворот намотан канат.
3. Другой конец каната закреплен на берегу выше по течению.

При достаточно большом передаточном отношении (то есть если не гнаться за скоростью) лодка поползет против течения.

Тогда можно ещё проще.
Вернуться лет на 100-200 назад и привлечь для этих целей бурлаков.

Но мы не об этом говорим, разве вы не видите ?

-- 12.12.2023, 09:36 --

zykov в сообщении #1622078 писал(а):

vladim1980 в сообщении #1622074 писал(а):

Тогда что мешает парусу отталкиваться от неподвижного воздуха ? Аналог лодки на озере.
Ответ совершенно очевиден – тогда наша тележка превращается в совершенно очевидный вечный двигатель, и это понятно даже котам.

Постоянно забываете, что этот "парус" не сам по себе толкает. Его толкает привод от колес. Значит и на колёса идёт крутящий момент, который тормозит тележку.

Именно !
В такой конфигурации оно само себя тянет, как Мунхаузен.
Но это нонсенс, о чём я и говорю.
Просто при скорости 0 эта чушь видна очевидно, а при ненулевой скорости - не видна очевидно.
Но от этого не перестаёт быть глупостью.

[sergey zhukov]

vladim1980
Я думал, что в этом мы с вами уже разобрались. Похоже, что нет. Все опять пошло по кругу.

Я лучше начинаю понимать, откуда столько споров по этим машинам. Ведь даже эта предельно простая модель, как я вижу, кажется непонятной (даже больше - кажется понятной, но неправильно).

[vladim1980]

sergey zhukov в сообщении #1622088 писал(а):

vladim1980
Я думал, что в этом мы с вами уже разобрались. Похоже, что нет. Все опять пошло по кругу.

Вы не представляете, уже 17 лет, как идёт ! Похоже конца пока не видно.

Цитата:

Я лучше начинаю понимать, откуда столько споров по этим машинам. Ведь даже эта предельно простая модель, как я вижу, кажется непонятной.

Основной вопрос был:

Теперь мысленно уменьшаем скорость попутного ветра от 10 до 0 и находим точку, в которой наша тележка из «кареты» превращается в «тыкву».
Вопрос – что же это за магическая точка ?

Вы нашли эту магическую точку ?

[sergey zhukov]

vladim1980
Представляю это вам. В качестве упражнения.

[oleg_2]

vladim1980 в сообщении #1622089 писал(а):

Теперь мысленно уменьшаем скорость попутного ветра от 10 до 0 и находим точку, в которой наша тележка из «кареты» превращается в «тыкву».
Вопрос – что же это за магическая точка ?

Тележка работает на разности скоростей паруса и земли, т. е. на разности скоростей ветра и земли, т. е. на скорости ветра относительно земли. Нет ветра - нет движения.

[wrest]

vladim1980 в сообщении #1622081 писал(а):

Просто при скорости 0 эта чушь видна очевидно, а при ненулевой скорости - не видна очевидно.
Но от этого не перестаёт быть глупостью.

Опять двадцать пять... При ненулевой скорости воздуха относительно земли, вы можете упереться в землю и извлечь из потока воздуха столько энергии сколько вам надо (естественно, для извлечения большого количества энергии вам нужна большая площадь поверхности через которую протекает воздух - нужен большой парус или большой ветряк). Вас смущает, что это извлечение может производиться устройством которое само двигается (ну скажем центр тяжести его двигается со скоростью ветра или быстрее). Но это устройство не твердое тело, и если центр масс всего устройства (ветромобиля) двигается быстрее ветра, некоторые части этого устройства могут двигаться медленнее (как например парус на картинке oleg_2), и тогда ветер будет давить на эти части, попутно ветру, разгоняя всё устройство ещё сильнее.

[oleg_2]

sergey zhukov в сообщении #1621807 писал(а):

oleg_2
Кстати, если парус движется слишком быстро (т.е. в СО земли он движется против скорости ветра), то чтобы эта машина ехала, ветер, очевидно, должен давить на парус с другой стороны. Это и есть машина, которая будет ехать против ветра. Точнее, если парус движется слишком быстро, а ветер дует попутный, то эта машина просто поедет в обратную сторону против ветра. У нее ведь, по сути, нет переда и зада, она симметрична.

Т.е. машина едет, когда передача устроена так, что парус движется в СО земли в сторону скорости ветра, но медленее ветра. При этом сама машина может ехать куда угодно и с какой угодно скоростью или по, или против ветра.

Не понимаю это Ваше сообщение, о движении против ветра.

Моя попытка решения, с парусом, против ветра, и на основе баланса сил.

На рисунке тележка, предназначенная для движения против ветра. Нить привязана к каретке и перекинута через блок для изменения направления силы. Вал ведущего колеса имеет диаметр, равный диаметру колеса, как если бы нить была намотана прямо на обод колеса. Предполагаю, что тележка имеет массу $m$, а парус, каретка, колёса и нить невесомы, трения нет, взаимодействие с внешним миром только через колёса и через парус.



$V_1$ -скорость паруса относительно земли;
"ветер" -направление ветра относительно земли;
$F_2$ -сила натяжения нити, она приложена к разным точкам механизма.
$V=(V_1)/2$ -скорость тележки против ветра относительно земли, она не более половины скорости ветра относительно земли.

К оси блока, а значит и к тележке, приложена сила $2F_2$ против движения тележки. К оси колеса тоже приложена сила $2F_2$. Внизу под колесом нарисована сила трения, приложенная к земле, а значит такая же сила, но противоположно наравленная, приложена и к точке колеса у земли. Баланс сил есть, значит результирующая сила на тележку равна нулю. Видимо, это установившийся режим движения и скорость $V=(V_1)/2$ это предельно достижимая скорость против ветра. В 2 раза меньше скорости ветра, потому что нить намотана на обод колеса, тут и теряется половина скорости. Меньше сделать вал ведущего колеса нельзя, баланс сил уйдёт в минус. Наоборот, вал нужно сделать диаметром больше колеса для разгона тележки. А ещё лучше применить вариатор на ведущее колесо, чтобы тяга на ось колеса была всегда максимально возможной при любых скоростях ветра и тележки.

amon в сообщении #1622003 писал(а):

Не, не выходит каменный цветок. Пусть машинка по-прежнему стоит на бегущей дорожке, двигающейся со скоростью $V,$ но вдоль дорожки дует ветер в направлении $V$ со скростью $W>V.$ Пытаемся, по-прежнему, отыскать передаточное соотношение, при котором машинка покоится относительно земли.

Допускаю одно из трёх:
1). Парус лучше пропеллера, с пропеллером - нет, а с парусом - да.
2). Я в чём-то заблуждаюсь, и против ветра не поедет.
3). Ещё что-то, о чём я и не догадываюсь.

[vladim1980]

sergey zhukov в сообщении #1622090 писал(а):

vladim1980
Представляю это вам. В качестве упражнения.

Я её уже решил. Это нонсенс - такой точки не существует.
Предлагаю решить и вам. Но не заглядывайте на последние страницы задачника. Там нет на этот вопрос численного ответа - только качественный -

(Оффтоп)

вечных двигателей не бывает

-- 12.12.2023, 12:08 --

oleg_2 в сообщении #1622091 писал(а):

vladim1980 в сообщении #1622089 писал(а):

Теперь мысленно уменьшаем скорость попутного ветра от 10 до 0 и находим точку, в которой наша тележка из «кареты» превращается в «тыкву».
Вопрос – что же это за магическая точка ?

Тележка работает на разности скоростей паруса и земли, т. е. на разности скоростей ветра и земли, т. е. на скорости ветра относительно земли. Нет ветра - нет движения.

Ещё внимательно посмотрите. Только в корень смотрите !
Глубокий смысл познаётся не сразу....

(Оффтоп)

и не всеми

[oleg_2]

Кажется я догадываюсь, чего я совсем не заметил в тележке для движения против ветра. Я не заметил, что блок тоже движется вперёд (т. е. влево) вместе с тележкой, и значит скорость нити у колеса будет больше, чем скорость паруса относительно земли. А как это учесть, и к чему это приведёт, я пока не знаю.