e2e4 писал(а):
То, что люди говорят о том, что движения вперед не будет - говорит о достаточно глубоком понимании положения вещей. Спросите ребенка - поплывет ли лодка - он ответит поплывет не задумываясь :). Я удивлен, что для вас так очевиден правильный ответ.
cerera прав в том, что, если бы Вы показали "подопытным" фильм, то они бы задумались и нашли правильное объяснение происходящему. Я этот фильм не смотрел, но в том тексте, который
поместил cerera в начале темы, прямо сказано, что парусник движется. Однако в моём случае это не играет роли, поскольку я
уже обсуждал очень похожий вопрос. Когда я ещё учился в аспирантуре, товарищ решил озадачить меня аналогичной проблемой, только вместо парусника была фотонная ракета, вместо вентилятора - лазер, направленный вперёд, а вместо паруса - зеркало, отражающее луч назад. Я представил себе происходящее и сразу сказал ему, что световое давление будет двигать такую "ракету" вперёд. По очень простой причине: луч света уходит назад и уносит с собой соответствующий импульс. По закону сохранения импульса, ракета должна двигаться в противоположном направлении (в данном случае - с очень малым ускорением). То, что происходит с лучом внутри ракеты, не имеет ни малейшего значения.
В данной задаче тоже нужно просто представить себе происходящее. Задача чуть сложнее, так как воздух засасывается из окружающей среды, а не берётся из внутреннего резервуара, но разница небольшая. Здесь есть только некоторые тонкости.
Если вентилятор находится далеко от паруса, то струя сильно расширится, частично смешается с окружающим воздухом, и до паруса может дойти слишком малая часть этой струи, а большая часть пройдёт мимо паруса. Тогда парусник будет двигаться назад. То же самое будет, если парус слишком маленький по сравнению с поперечником струи. Этот случай нам неинтересен.
Поэтому потерями струи по пути к парусу пренебрегаем. Далее важна форма того, что мы называем парусом. Если парус устроен так, что после взаимодействия с парусом струя продолжает двигаться вперёд по отношению к паруснику, то парусник, естественно, также будет двигаться назад.
Стало быть, будем предполагать, что парус отражает струю воздуха назад по отношению к паруснику. Здесь также надо не переборщить. Дело в том, что вентилятор у нас также находится сзади, и если значительная часть отражённой струи попадёт в зону всасывания вентилятора, то это приведёт к резкому падению эффективности нашего чудо-движителя. В предельном случае, когда вся отражённая струя всасывается вентилятором (например, парус представляет собой замкнутую оболочку вокруг вентилятора), никакого движения не будет: парусник становится замкнутой системой, а внутренние силы не могут привести систему в движение.
Итак, парус у нас устроен так, что он отражает попадающую на него струю назад, но не возвращает её прямо к входу в вентилятор. Конечно, струя воздуха - это не луч света, две струи не могут занимать один и тот же объём, поэтому отражённая струя будет расходящейся. Постепенно она будет смешиваться с окружающим воздухом, увеличивая свою массу и поперечное сечение и теряя скорость, и в вентилятор попадёт только очень малая часть этой струи.
Теперь рассмотрим начальную фазу движения, когда парусник и воздух покоятся (это чуть-чуть проще себе представить). Мы включаем вентилятор, он засасывает первоначально покоившийся воздух, направляет его к парусу, а парус отражает поток воздуха назад.
Постарайтесь как можно яснее представить себе картинку: парусник и поток воздуха, направленный по отношению к паруснику
назад. Этой картинки
достаточно, чтобы правильно ответить на вопрос о движении парусника. То, что Ваши инженеры не видят этой картинки, означает, что они просто не понимают, что здесь происходит. Ни о каком "достаточно глубоком понимании" здесь говорить нельзя. Их просто научили пользоваться формулами в некоторых стандартных ситуациях.
Итак, первоначально у нас воздух покоился, а спустя некоторое время мы видим, что некоторая масса (постоянно возрастающая) воздуха, провзаимодействовав с парусником (неважно, как именно), приобрела движение назад по отношению к паруснику. Первоначально суммарный импульс парусника и воздуха был равен нулю. По закону сохранения импульса, эта сумма должна остаться равной нулю (в начале движения сопротивлением окружающей среды можно пренебречь). Поэтому парусник должен иметь точно такой же по величине импульс, направленный вперёд. То есть, парусник будет двигаться вперёд.
Ссылка, которую указал
cerera:
Открытый Колледж.
Открытый Колледж писал(а):
Можно ли двигать парусную лодку, направляя на паруса поток воздуха из мощного вентилятора, установленного на лодке?
Ответ: Нет. Так как в этом случае сила давления потока воздуха является внутренней силой, которая не может сообщить одно общее движение лодке с находящимся на ней вентилятором.
Очень печально, что учитель не понимает, что силы, действующие на вентилятор и на парус, не являются внутренними: воздух засасывается извне и выбрасывается снова в окружающую среду, поэтому парусник не является замкнутой системой.
Sasha2 писал(а):
А вот как насчет того, что упускается из рассмотрения сила трения между вентилятором и лодкой?
Я не понял, о какой силе трения Вы говорите. Вентилятор жёстко прикреплён к паруснику. Или Вы о трении в подшипниках вентилятора? И что даёт учёт этой силы трения?
cerera, я хочу задать Вам несколько вопросов.
1) Поняли ли Вы моё объяснение движения парусника? Оно на 100% основано на классической механике.
2) Какое отношение к ритмодинамике имеет опыт с парусником?
3) Какое отношение к ритмодинамике имеет
опыт в ванной с двумя связанными вибрирующими полусферами? Что он должен доказывать или хотя бы иллюстрировать?
DmitriB писал(а):
Вобщем "парадокс" в том что они показывают что масса одного и того-же предмета больше на ковре чем на твёрдой поверхности. Можете сами проверить.
Что у Вас за весы и в чём причина такого их поведения? На моих трудно понять, есть эффект или нет. Если и есть, то очень маленький.
импульс 
. За счет этого лодка приобретает импульс 
. Будем ситать, что производительность вентилятора известна и равна
по отношению к парусу...
))
