Ветромобиль, по ветру быстрее ветра

[sergey zhukov]

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.

[vladim1980]

oleg_2 в сообщении #1621785 писал(а):

Так окончательно быстрее ветра да или нет?

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.). При движении тележки нить наматывается на вал колеса и тянет каретку с парусом назад (против ветра). Парус взаимодействует с воздухом всегда с силой $F_2$ натяжения нити. А на тележку действует результирующая сила:

$F = ma = \frac{F_2(r_2-r_1)}{r_2}$
где
$F$ -результирущая сила на тележку;
$F_1$ -сила трения;
$r_1$ -радиус вала;
$r_2$ -радиус колеса;
$m$ -масса тлежки;
$a$ -ускорение тележки.



Вроде бы тележка должна ехать быстрее ветра.

На рисунке $V_1$ - это скорость паруса относительно тележки. Стрелка "ветер" показывает направление ветра относительно земли и направление движения тележки относительно земли. 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.

Откуда энергия для разгона? Тележка с обычным неподвижным относитеьно тележки парусом потребляет энергию только для разгона до скорости ветра, после чего движется как пёрышко в потоке, не потребляя энергии и не тормозя поток (трения нет). Тележка с подвижным парусом, разогнавшись до скорости ветра, продолжает тормозить поток, забирая энергию потока.

Тележка, поставленная на беговую дорожку, поначалу должна бы ехать назад относительно земли. Но и парус тоже начинает двигаться назад относительно земли, да ещё и отоситльно тележки, и всё быстрее и быстрее, и парус тормозит тележку, а затем, когда скорость паруса относительно тележки станет достаточно большой, тележка даже поедет вперёд относительно земли. Энергия поступает от дорожки.

Движущийся вдоль тележки парус олицетворяет пропеллер с приводом от колёс тележки, и вроде бы должно получиться и с пропеллером быстрее ветра.

Да, любопытно. Непонятно только, что происходит, когда эта виртуальная нить закончится ? Предполагается, что создаётся следующая виртуальная нить и следующий виртуальный парус ?

Но тогда, в этом случае логика sergey zhukov о том, что пропеллер должен быть максимально большой и максимально медленно вращаться, не подходит.
В этом случае ведь вообще нет отброса импульса, за счёт чего болид в том случае и двигался.

oleg_2 попробуйте эту идею отправить популяризаторам из Новосибирского Госуниверситета, с них топик как раз и начинался и они просили все стОящие идеи им направлять.
Вот этот ролик https://youtu.be/_KI8HSnxqo4?t=906.
Можете его с самого начала посмотреть.

Кстати, кому интересно, вот здесь теория о максимальной эффективности пропеллеров.
http://www.jefflewis.net/aviation_theor ... p_eff.html

[sergey zhukov]

vladim1980
Диаметр пропеллера, как и площадь этого паруса, просто увеличивает силу давления ветра. Это помогает преодолевать трение в колесах и передаче и увеличивает ускорение. Если эта площадь мала, ветромобиль просто не поедет из-за трения или будет разгоняться очень медленно. Если же трение равно нулю, а малое ускорение нас не сильно волнует, то диаметр пропеллера/площадь паруса можно сделать и малой, принципиально для задачи движения быстрее ветра его площадь не важна.

Принципиально важна скорость вращения пропеллера/движения плоскости. Если парус движется против движения тележки медленнее, чем сама тележка едет вперед, то такая машина будет ехать по ветру быстрее ветра (будет неограничено разгоняться по ветру). Если парус движется против движения тележки с той же скоростью ,что и тележка едет вперед, то такая машина не поедет никуда. А если парус движется против движения тележки быстрее, чем сама тележка едет вперед, то такая машина поедет в обратную сторону против ветра быстрее ветра (будет неограничено разгоняться против ветра). Соответственно, парус будет двигаться по тележке обратную сторону, а машина поедет задом наперед.

Я в прошлый раз сказал, что если пропеллер мал и быстро вращается, то машина не поедет. Не совсем так, она поедет (с медленным ускорением, если трение мало), но против ветра, т.е. в обратную сторону.

[vladim1980]

sergey zhukov в сообщении #1621877 писал(а):

vladim1980
Диаметр пропеллера, как и площадь этого паруса, просто увеличивает силу давления ветра.
.....
Я в прошлый раз сказал, что если пропеллер мал и быстро вращается, то машина не поедет. Не совсем так, она поедет (с медленным ускорением, если трение мало), но против ветра.

Я не об этом.
А о том, что у вас в двух этих случаях - вашем и oleg_2 различные принципы движения.
В вашем случае - отбросом импульса, в его - отталкиванием от воздуха.
А то, что в обоих случаях важна площадь колеса/паруса - это даже котам известно.

[sergey zhukov]

vladim1980
Нет, принцип движения абсолютно идентичен. Это буквально одно и то же. Потому пример и хороший.

[wrest]

Ну как тут неоднократно говорилось, главное что есть движение массы за которую можно зацепиться (воздуха) относительно опоры (земли). Можно поставить неподвижный относительно земли ветряк и передавать электроэнергию тележке. Вопрос как сделать так, чтобы можно было везти ветряк с собой - чисто технический. Отсюда также следует и вывод о том что направление ветра не важно. Можно ехать по ветру, можно против, можно перпендикулярно.

[vladim1980]

sergey zhukov в сообщении #1621879 писал(а):

Нет, принцип движения абсолютно идентичен. Это буквально одно и то же. Потому пример и хороший.

Совершенно не нахожу этого.
В вашем случае ускоряется воздушный поток. В его случае - он замедляется.
Разве это идентично ?

-- 11.12.2023, 09:02 --

wrest в сообщении #1621882 писал(а):

Ну как тут неоднократно говорилось, главное что есть движение массы за которую можно зацепиться (воздуха) относительно опоры (земли). Можно поставить неподвижный относительно земли ветряк и передавать электроэнергию тележке. Вопрос как сделать так, чтобы можно было везти ветряк с собой - чисто технический. Отсюда также следует и вывод о том что направление ветра не важно. Можно ехать по ветру, можно против, можно перпендикулярно.

Если вы повезёте ветряк с собой, то он уже не будет стационарным, в который дует постоянный ветер.
Этот вопрос и есть самый сложный. Именно об него все зубы и ломают уже 17 лет. И даже10 000 долларов проигрывают и репутацию.

[oleg_2]

vladim1980 в сообщении #1621875 писал(а):

Непонятно только, что происходит, когда эта виртуальная нить закончится ?

Предполагается, что тележка достаточно длинная, а стало быть и ход каретки с парусом достаточно длинный, чтобы надёжно зафиксировать движение тележки быстрее ветра на ограниченном участке пути. Также предполагается, что движущийся по тележке парус это аналог пропеллера, как к примеру и весло лодки можно считать аналогом гребного винта лодки, действующего на ограниченном интервале.

Идти на контакт с популяризаторами из Новосибирского Госуниверситета у меня нет желания. Они затребуют уравнения, а с уравнениями я не очень-то дружу. Это была моя попытка решения, а защитить это решение я не смогу. А если Вы с ними в контакте, дайте им ссылку, пусть прочитают здесь.

[vladim1980]

oleg_2 в сообщении #1621888 писал(а):

Идти на контакт с популяризаторами из Новосибирского Госуниверситета у меня нет желания. Они затребуют уравнения, а с уравнениями я не очень-то дружу. Это была моя попытка решения, а защитить это решение я не смогу. А если Вы с ними в контакте, дайте им ссылку, пусть прочитают здесь.

Мне кажется, в этом вы не правы. Думаю им не нужны уравнения, они сами их выпишут.
А вот идея настолько нетривиальная, что была бы им интересна и популяризирована ими.

Но это ваше решение. Не смею настаивать.
Я с ними не в контакте - мне нечего им предложить, кроме переписки с Риком Кавалларо. Но не думаю, что она их заинтересует.

[vladim1980]

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.

Рик и его команда (или команда и его Рик) много лет занимаются этим вопросом и считают, что разобрались в нём досконально, хотя дебаты продолжаются до сих пор.
И они не очень настроены воспринимать новые идеи, которые могут дополнить их теорию, именно потому, что считают, что и сами во всём разобрались.
И не считают, что кто-то может это сделать лучше них за месяц-два-год, тогда когда они на это потратили десятилетие.

Вот что они писали:

(Оффтоп)

Цитата:

There is no doubt that DDWFTTW does NOT violate the laws of physics. I've spent 17 years trying to educate people on this point. There is also no doubt that the majority of people very definitely did believe it would violate the laws of physics. Sadly, this included most of the engineers, scientists, aerodynamicists, physicists, and professors I've discussed it with. Most seem to accept it now. Although only a year ago a physics professor from UCLA lost $10,000 betting against it.

Цитата:

It's true that I'm confident I understand the cart, but there's nothing unreasonable about that. I've been thinking about it for well over a decade, which is crazy.... But it's partly because crackpots keep showing up and keeping the topic alive.

[wrest]

vladim1980 в сообщении #1621884 писал(а):

Если вы повезёте ветряк с собой, то он уже не будет стационарным, в который дует постоянный ветер.
Этот вопрос и есть самый сложный.

Это вопрос инженерно-технический. Ну примерно как сперва были колёсные пароходы (как адаптация вёсельного способа движения к вращающемуся приводному валу), а потом стали винтовые.
Винт (пропеллер), который вращается "со скоростью потока", то есть который почти не оказывает сопротивления - всё равно что "неподвижный ветряк".
Ну короче, тут нужна как бы это... инженерно-техническая интуиция. Если её нет, то можно проиграть пари на 10000 денег :)

[vladim1980]

wrest в сообщении #1621900 писал(а):

Ну короче, тут нужна как бы это... инженерно-техническая интуиция. Если её нет, то можно проиграть пари на 10000 денег :)

Тут нужна очень и очень незаурядная инженерно-техническая интуиция, потому что обычная интуиция с первого взгляда на эту чудо-машину подводит всех. Повторяю - всех !.
Прочтите выше, что писал Рик Кавалларо.

[wrest]

vladim1980 в сообщении #1621901 писал(а):

Повторяю - всех !.
Прочтите выше, что писал Рик Кавалларо.

Не всех, а большинства (majority). Но да, обычная рабоче-крестьянская интуиция (так же называемая "здравый смысл") тут пасует. Но вот например иллюстрация oleg_2 весьма ясная, и вроде хорошо иллюстрирует суть дела. Переход от паруса к двум парусам (пока один развернут и движется к заду тележки, второй свернут и движется к переду) и затем к винту (как непрерывный аналог) -- дело техники.

[vladim1980]

wrest в сообщении #1621903 писал(а):

Не всех, а большинства (majority). Но да, обычная рабоче-крестьянская интуиция (так же называемая "здравый смысл") тут пасует. Но вот например иллюстрация oleg_2 весьма ясная, и вроде хорошо иллюстрирует суть дела.

Вы невнимательно читаете. Я написал "с первого взгляда" всех шокирует.

Если бы интуиция oleg_2, wrest, vladim1980, sergey zhukov и всех остальных с первого взгляда подсказала бы им, что тут всё просто и тривиально, то они бы даже и разбираться бы не стали в этом вопросе, а отдали бы его на рассмотрение котам.

Но, как мы видим, - здесь всё совершенно иначе.

[vladim1980]

Кстати, вот ещё интересное видео.
Видно, что болид разгоняется с трудом, но при приближении к "барьеру скорости" и после него, ускорение очень заметно.
https://youtu.be/5CcgmpBGSCI