Плыть, дуя в свой парус

[Someone]

hvost_soroki в сообщении #641106 писал(а):

При этом провод к вентилятору натягивается.

Конкретная причина не имеет значения. В любом случае она портит опыт.

Батороев в сообщении #641180 писал(а):

На мой взгляд, в промежутке времени от 2-00 до 2-15 именно об этом шла речь.

Нет. Он говорил, что если поток воздуха от вентилятора перегорожен парусом, то импульс, переданный воздуху вентилятором, равен импульсу, переданному парусу воздухом, поэтому суммарный импульс равен нулю. И по этой причине тележка не едет. Поэтому не надо искать "другую причину" движения, когда самого движения нет. Но он некорректно говорит о замкнутой системе и внутренних силах. Система здесь не замкнутая, и силы не внутренние, но они уравновешиваются. Насколько точно - непонятно, потому что такой движитель крайне не эффективен, и даже небольшое сопротивление может воспрепятствовать движению. А когда ещё и провода цепляются...

Comanchero в сообщении #641196 писал(а):

Колебательное движение должно быть, в идеальном случае, с частотой равной отношению (скорость потока воздуха от вентилятора/расстояние от вентилятора до паруса).

С какой стати? Кроме того, изменения давления распространяются со скоростью звука, а не со скоростью потока.

[Comanchero]

Someone в сообщении #641202 писал(а):

С какой стати? Кроме того, изменения давления распространяются со скоростью звука, а не со скоростью потока.

Скорость звука здесь ни при чём... Вентилятор не "кричит", он дует... Важна скорость объёма воздуха. Представьте, Вы стоите на корме и кидаете в парус камешки... В момент броска лодка начинает двигаться назад, в момент попадания камешка в парус - вперёд... Механически-система замкнута.

[Someone]

Вентилятор не кидает камешки, и, тем более, не дожидается, когда брошенный долетит до паруса, чтобы бросить следующий.

[Comanchero]

Someone в сообщении #641215 писал(а):

Вентилятор не кидает камешки, и, тем более, не дожидается, когда брошенный долетит до паруса, чтобы бросить следующий.

Вы просто от суммы дискретных малых объёмов воздуха перейдите к интегральному потоку...

[Someone]

И откуда возьмутся колебания с указанной Вам частотой? Продемонстрируйте это. Хоть с интегралами, хоть без них.

[hvost_soroki]

В Америке тележки с вентилятором и парусом (fan cart with sail) являются школьным наглядным пособием при изучении законов Ньютона. Эксперимент показывает, что если плоский жёсткий парус перпендикулярен струе воздуха от вентилятора, то тележка неподвижна. Этот эксперимент ("сферический конь в вакууме" ) показывает справедливость законов Ньютона.
Это основной эффект, когда набегающий от вентилятора воздушный поток перпендикулярен сбегающему потоку вдоль плоскости паруса.

[Comanchero]

Someone в сообщении #641221 писал(а):

И откуда возьмутся колебания с указанной Вам частотой?

Действительно, при стремлении к непрерывному потоку, частота колебаний устремится к нулю. И, в идеальном случае, лодка встанет. Здесь нужно учитывать, что удар струи воздуха о парус-неупругий.
Движение лодки вперёд возможно если поток воздуха, двигаясь к парусу, не вовлекает в движение соседние слои воздуха,и не передаёт им часть своего импульса, в то время как лодка передаёт часть своего импульса, прилегающим к её бортам, слоям воды...

[hvost_soroki]

Someone в сообщении #35504 писал(а):

e2e4 писал(а):

Но вот с чем я никак не могу согласиться:
1. Воздух состоит из молекул.
2. Чтобы сообщить молекулам импульс в нужном направлении, необходимо их соударение о лопасти вентилятора. Сумма импульсов должна остаться неизменной. Лопасти вентилятора равный по модулю, но противоположный по направлению импульс отбрасывает назад.
3. Разогнанные молекулы ударяются о парус, сообщая ему импульс, полученный от вентилятора. Парус устремляется вперед под действием того же по модулю импульса, что отбросил вентилятор назад.
4. парус и вентилятор жестко связаны.
5. Следовательно, движения нет!

Это довольно просто. Рассмотрим начальный момент движения, когда парусник неподвижен, а вентилятор гонит газ к парусу. Вы были бы правы, если бы молекулы, столкнувшись с парусом, прилипали к нему. Но они отскакивают. [ ] Поэтому приращение номальной(к парусу) составляющей скорости молекулы воздуха всегда больше (до двух раз) самой этой составляющей. Соответственно, импульс, переданный струёй газа парусу, больше (до двух раз) того, который она получила от вентилятора.

Кожух, в общем-то, просто мешает струе, отразившейся от паруса, смешиваться с окружающим воздухом. Без кожуха эта струя после отражения от паруса расширяется, смешивается с большой массой воздуха, и вместо чёткой струи, отражённой парусом, возникает медленное движение (назад) большой массы воздуха. Но что именно происходит со струёй после отражения от паруса, роли не играет, лишь бы она больше с парусником не взаимодействовала.

Аналогичное явление наблюдается в опытах по измерению давления света. Давление на зеркальную поверхность (при нормальном падении света на неё) оказывается в два раза больше давления на поглощающую поверхность.

e2e4 в сообщении #35507 писал(а):

Уважаемый Someone, Вы меня убедили. Спасибо за ликбез.

Но вот меня не убедил!
Сравнивать фотоны с молекулами газа неправомерно.
Молекулы струи воздуха не сталкиваются с парусом. На поверхности паруса существует пограничный слой.

Цитата:

Пограничный слой - это тонкий слой воздуха непосредственно соприкасающийся с поверхностью тела обтекания, скорость в котором изменяется от 0 до местной скорости потока.

А вот изображение пластины (б) в потоке воздуха:

Видно, что струи воздуха не доходят до паруса, а обтекают его. Силовое воздействие происходит не путём столкновения молекул воздуха с парусом, а созданием избыточного давления на наветренной стороне.
Отличие этой картинки от рассматриваемого нами случая заключается лишь в том, что парус находится не в потоке ветра, а в струе от вентилятора. Поэтому воздух будет растекаться вдоль паруса, и не будет «задувать» (затекать) за него. Примерно так:

Поэтому никаких отражений и реактивных сил (при условии перпендикулярности струи) возникать не будет.

[tvman]

hvost_soroki в сообщении #641321 писал(а):

Но вот меня не убедил!

Так Вы до конца почитайте например тут post36665.html#p36665
Правильная мысль, что размером паруса можно добиться любого положения вещей.

hvost_soroki в сообщении #641321 писал(а):

Поэтому никаких отражений и реактивных сил (при условии перпендикулярности струи) возникать не будет.

Вот Вы в своих рисунках нарисовали маленький парус и говорите что отражений не будет. Нарисуйте большой и увидите, что будет. Напирающему на парус воздуху нужно куда-то уходить часть естественно, как вы и говорите будет обтекать парус т.е. двигаться перпендикулярно движению. Другая часть будет уходить от паруса под различными углами и будет вносить вклад в движение парусника.

[Xey]

hvost_soroki в сообщении #641321 писал(а):

Поэтому никаких отражений и реактивных сил (при условии перпендикулярности струи) возникать не будет.

Парус он как тряпка, прогнется, будет вогнутым . Можно представить в виде полущилиндра или полкусферы, а в середину дует струя.

[hvost_soroki]

tvman в сообщении #641373 писал(а):

Правильная мысль, что размером паруса можно добиться любого положения вещей.

Выше я уже писал:

hvost_soroki в сообщении #641321 писал(а):

Отличие этой картинки от рассматриваемого нами случая заключается лишь в том, что парус находится не в потоке ветра, а в струе от вентилятора. Поэтому воздух будет растекаться вдоль паруса, и не будет «задувать» (затекать) за него.

Другими словами — размер паруса больше струи воздуха от вентилятора, и парус полностью перекрывает струю.

tvman в сообщении #641373 писал(а):

нарисовали маленький парус и говорите что отражений не будет. Нарисуйте большой и увидите, что будет. Напирающему на парус воздуху нужно куда-то уходить часть естественно, как вы и говорите будет обтекать парус т.е. двигаться перпендикулярно движению. Другая часть будет уходить от паруса под различными углами и будет вносить вклад в движение парусника.

В силу каких причин струи воздуха будут "уходить от паруса под различными углами", а не параллельно плоскости паруса?

Xey
Правильно пишите, но это уже эффект даже не второго, а третьего порядка. Второго порядка будет эффект неперпендикулярности плоскости паруса струе воздуха.

-- 08.11.2012, 08:25 --

hvost_soroki в сообщении #641236 писал(а):

Эксперимент показывает, что если плоский жёсткий парус перпендикулярен струе воздуха от вентилятора, то тележка неподвижна.
Это основной эффект, когда набегающий от вентилятора воздушный поток перпендикулярен сбегающему потоку вдоль плоскости паруса.

[Xey]

hvost_soroki в сообщении #641395 писал(а):

Это основной эффект, когда набегающий от вентилятора воздушный поток перпендикулярен сбегающему потоку вдоль плоскости паруса.

Интересная у Вас кортинка обтекания плоского паруса. Будто там железные воздуховоды направляют поток вдоль плоскости. Их нет, а без нах воздух будет идти не только в стороны но и назад.

Направте на струю воды на стенку, брызги полетят во все стороны.

[hvost_soroki]

Xey в сообщении #641426 писал(а):

Направте на струю воды на стенку, брызги полетят во все стороны.

Только делайте это в водной среде, например — в бассейне (или в ванне) направьте струю воды из шланга на стенку... и следите за брызгами.

А то, что Вы имеете в виду, является различием между ламинарным и турбулентным режимами течения. Да, при турбулентном течении образуются вихри. Ну и что?

-- 08.11.2012, 13:21 --

У "Разрушителей легенд" хорошо видно как полощутся края паруса под действием сбегающих вихрей. Но это не значит, что они "идут назад".

[Xey]

hvost_soroki в сообщении #641429 писал(а):

Но это не значит, что они "идут назад".

Идут. В месте столкновения струи с парусом одолжно быть избыточное давление.
От этой области воздух расходится во всю заднюю полусферу (равномерно).

[master]

Xey в сообщении #641441 писал(а):

От этой области воздух расходится во всю заднюю полусферу (равномерно).

Вообщето нет, там зависимость от скорости потока, от жесткости паруса, и т. п.