Задачка С.Капицы про космонавта в новом варианте

[GraNiNi]

Toolt в сообщении #1377900 писал(а):

Аналогичный вопрос о перемещении тела в направлении "всасывания" увяз в споре об опыте Фейнмана о вращении всасывающей S-образной трубки под водой.

На воздухе (на тему данной задачи) трубка движется навстречу всасывания.
https://www.youtube.com/watch?v=sDDbX23 ... e=youtu.be

[Toolt]

GraNiNi в сообщении #1377946 писал(а):

Toolt в сообщении #1377900 писал(а):

Аналогичный вопрос о перемещении тела в направлении "всасывания" увяз в споре об опыте Фейнмана о вращении всасывающей S-образной трубки под водой.

На воздухе (на тему данной задачи) трубка движется навстречу всасывания.
https://www.youtube.com/watch?v=sDDbX23 ... e=youtu.be

Блеск! Спасибо! Я пролазил весь интернет в поисках и ничего не нашел, а здесь то, что надо. А то я уж засомневался и подумал было собрать, что-то наподобие.
Итак, на воздухе движение тел навстречу "всасыванию" экспериментально доказано. И объяснение этому явлению, по-моему, очевидно и дано выше. (Или есть другое?).
Аналогичный опыт Фейнмана под водой показывает (с элементами сомнения), что движения навстречу всасыванию нет. А почему под водой нет? Возможно, под водой лучше было бы поставить опыт без вращения, на прямолинейное движение.

[Geen]

Toolt в сообщении #1377955 писал(а):

Итак, на воздухе движение тел навстречу "всасыванию" экспериментально доказано

Я бы не сказал - "эффект" значительно слабее чем при выдувании, а значит может зависеть от кучи разых, плохо учитываемых факторов. Например от того, куда вентилятор у пылесоса крутится.

[wrest]

pogulyat_vyshel в сообщении #1377767 писал(а):

Вот когда будет картинка и уравнения, записанные по стандартам строгости, принятым в приличном обществе -- тогда будет предмет для разговора.

Да ладно, физика же экспериментальная наука. Трубка движется в разные стороны при всасывании и выталкивании воды\воздуха, что ясно показывается на видео, и какие вы уравнение не пишите, движение трубки это не изменит...

[lel0lel]

Toolt в сообщении #1377928 писал(а):

Вот на вопросы бы оставшиеся ответить...

Нельзя оценивать время доплытия до корпуса корабля используя напрямую отношение плотностей воды и воздуха. Поясню. Представим, что в среде человек работает ногами как ластами, тем самым он создаёт постоянную силу тяги. Будем считать, что скорости движения ступней ног одинаковы в обеих средах. Тогда для отношения модулей сил тяги справедливо $F_1/F_2=\rho_1/\rho_2$. Уравнение движения человека в проекции на направление скорости имеет вид: $m\dot{v}=F-F_{c}$, где $F_c$ -- модуль силы сопротивления. При малых скоростях $F_c=b v$, при больших $F_c=b' v^2$; коэффициенты сопротивления $b, b'$ пропорциональны плотности среды. В установившемся режиме, т.е. когда $\dot{v}=0$, скорость пловца будет одинакова в обеих средах (здесь предполагаем $b'_1/b'_2=\rho_1/\rho_2$, на самом деле строгого равенства может и не быть) и равна $v=\sqrt{F/ b'}$. Таким образом, следующее утверждение неверно:

Toolt в сообщении #1377498 писал(а):

И тогда, если плотность воздуха примерно в 1000 раз меньше плотности воды, то и скорость у "воздухоплавателя" при одинаковой манере "плавания" будет в 1000 раз меньше.

Чтобы дать правильный ответ нужно интегрировать уравнение .

В воздухе для достижения установившейся скорости потребуется длительное время, так как сила тяги мала. Поэтому стартовый этап -- разгон, можно приблизительно рассматривать как равноускоренное движение с ускорением $a\approx F/ m$. Но чтобы это не было похоже на размахивание руками -- лучше решить честно.

[pogulyat_vyshel]

GraNiNi в сообщении #1377946 писал(а):

Toolt в сообщении #1377900 писал(а):

Аналогичный вопрос о перемещении тела в направлении "всасывания" увяз в споре об опыте Фейнмана о вращении всасывающей S-образной трубки под водой.

На воздухе (на тему данной задачи) трубка движется навстречу всасывания.
https://www.youtube.com/watch?v=sDDbX23 ... e=youtu.be

Да, это интересно

[Toolt]

lel0lel в сообщении #1377976 писал(а):

Нельзя оценивать время доплытия до корпуса корабля используя напрямую отношение плотностей воды и воздуха. Таким образом, следующее утверждение неверно:

Toolt в сообщении #1377498 писал(а):

И тогда, если плотность воздуха примерно в 1000 раз меньше плотности воды, то и скорость у "воздухоплавателя" при одинаковой манере "плавания" будет в 1000 раз меньше.

Чтобы дать правильный ответ нужно интегрировать уравнение .

В воздухе для достижения установившейся скорости потребуется длительное время, так как сила тяги мала. Поэтому стартовый этап -- разгон, можно приблизительно рассматривать как равноускоренное движение с ускорением $a\approx F/ m$. Но чтобы это не было похоже на размахивание руками -- лучше решить честно.

Если "решить честно" (детально, с формулами) трудно, наверное можно и поразмахивать руками без формул .
То, что "утверждение" о пропорциональности скорости в двух средах отношению плотностей неверно, в принципе убедили, вы конечно правы. Скорее всего, ситуация действительно резко различна, и отношение плотностей влияет гораздо боле значительно. То, что стартовый этап при "воздухоплавании" более длинный, чем в воде, - это понятно. Но вот о равенстве установившихся скоростей - неясно. Учитывая огромную разницу между воздухом и водой в плотности и коэффициенте трения, скорее всего установившаяся скорость в воздухе будет многократно выше, чем в воде. Движущееся с начальной скоростью, например, 2 км в час (после гребка) тело в воде, находясь под воздействием только силы трения (остальные в данном вопросе можно не учитывать), полностью остановится примерно через 2-3 метра. Точно такое же тело в воздухе при такой же начальной скорости 2 км в час (допустим, после 100 гребков) будет "плыть" до полной остановки еще метров 200, ориентировочно, это легко подсчитать. Что мешает в ходе этого движения еще прибавить скорости, продолжая грести? То есть, практически все движение в воздухе будет представлять собой равноускоренное движение (до определенной скорости, конечно, как и в воде).