Ветромобиль, по ветру быстрее ветра

[sergey zhukov]

Gleb1964 в сообщении #1624427 писал(а):

Так парус, хоть и неподвижный относительно земли, замедляет ветер, отнимает у ветра энергию

Никак нет. Ветер расходует свою кинетическую энергию на завихрение и трение вокруг неподвижного паруса, и в конечном итоге воздух просто нагревается. Парус же не получает ничего (максимум - тоже нагревается).

[Amw]

wrest в сообщении #1624386 писал(а):

в них мы и должны увидеть увеличение кинетической энергии тележки, связанное с увеличением скорости её центра масс в нужном нам направлении в каждом из случаев.

В каждом не надо. Если правильно анализировать, то решение задачи будет идентично при выборе любой СО.
Допустим кинематика механизма от колес к движущемуся парусу спроектирована так, что скорость паруса равна скорости движения тележки, т.е. парус относительно земли всегда неподвижен. Тогда если ветра нет и нет никаких потерь на трение-сопротивление то тележка движется равномерно.
Теперь при возникновении любого сколь угодно малого ветра относительно земли на парус будет действовать сила (точно такая же, как если бы мачту паруса мы просто воткнули в неподвижную землю) и движение станет ускоренным.
По-моему здесь вопросов больше быть не должно.

[wrest]

Amw в сообщении #1624431 писал(а):

В каждом не надо. Если правильно анализировать, то решение задачи будет идентично при выборе любой СО.

Конечно, но это же вы написали:

Amw в сообщении #1624367 писал(а):

А ничего, что работа понятие относительное? Она всегда совершается в выбранной СО.

Вот я и ответил, какие СО нас интересуют, именно в них и нужен конечный результат, после "правильного анализа".

-- 30.12.2023, 16:06 --

Amw в сообщении #1624431 писал(а):

Теперь при возникновении любого сколь угодно малого ветра относительно земли на парус будет действовать сила (точно такая же, как если бы мачту паруса мы просто воткнули в неподвижную землю) и движение станет ускоренным.

Ну тут как бе... Вот сидите вы на стуле (мой любимый пример), сила со стороны стула на вас есть, а движения ускоренного - нет. Вот как раз

Amw в сообщении #1624431 писал(а):

как если бы мачту паруса мы просто воткнули в неподвижную землю

то кинетическая энергия мачты/паруса не меняется: сила хоть и есть, а движения нет. корабль на якоре стоит, никуда не идёт :)

[Amw]

wrest в сообщении #1624433 писал(а):

Вот сидите вы на стуле (мой любимый пример)

Надо все силы рассматривать или результирующую по Ньютону.
При появлении НОВОЙ силы, давления ветра, которого сначала не было и движение было равномерным - появляется ускорение.

[Gleb1964]

sergey zhukov в сообщении #1624428 писал(а):

Ветер расходует свою кинетическую энергию на завихрение и трение вокруг неподвижного паруса, и в конечном итоге воздух просто нагревается. Парус же не получает ничего (максимум - тоже нагревается).

Парус неподвижен (относительно земли) потому, что сила ветра сбалансирована силой отталкивания тележки от паруса. Да, тогда сила ветра не производит работы над парусом, но тележка разгоняется работой силы реакции за счёт отталкивания от паруса.

[sergey zhukov]

Gleb1964
Нет. Ведь колеса тележки, приделанные к парусу, толкают тележку в обратную сторону. Парус неподвижен как раз за счет колес. Пока колеса этой тележки не начнут проскальзывать по земле, она будет стоять на месте, даже если ветер давит на парус. Можете считать, что сила давления ветра противостоит силе трения колес (которые не крутятся) о почву.

Все это не так сложно. В зависимости от передаточного отношения редуктора между парусом и колесами эта машина едет либо по ветру, либо против ветра. Есть такое промежуточное передаточное отношение, когда она не едет ни туда, ни сюда. Это когда парус неподвижен в СО земли.

[Amw]

sergey zhukov в сообщении #1624455 писал(а):

В зависимости от передаточного отношения редуктора между парусом и колесами эта машина едет либо по ветру, либо против ветра. Есть такое промежуточное передаточное отношение, когда она не едет ни туда, ни сюда. Это когда парус неподвижен в СО земли.

Машина не тронется с места, или будет ехать равномерно (без потерь) только тогда, когда нет ветра. Иначе сначала можно разогнаться до скорости ветра с неподвижным (относительно машины) парусом, а потом ехать ускоренно, двигая парус так, чтобы он его скорость относительно земли была нулевая, например.

sergey zhukov в сообщении #1624455 писал(а):

Парус неподвижен как раз за счет колес. Пока колеса этой тележки не начнут проскальзывать по земле...

Колеса по земле не проскальзывают (по условию), они с парусом соединены через вариатор с передаточным, которое обеспечивает неподвижность паруса относительно земли.

[Gleb1964]

sergey zhukov в сообщении #1624455 писал(а):

Пока колеса этой тележки не начнут проскальзывать по земле, она будет стоять на месте, даже если ветер давит на парус.

sergey zhukov
Давайте лучше рассматривать уже бегущую тележку, у которой для данной скорости движения передаточное отношение такое, что парус толкается назад со скоростью движения, т.е.парус неподвижен относительно земли.
Производит ли ветер в таком случае работу? В фрэйме земли.

[sergey zhukov]

Gleb1964
Ну а вы как сами думаете? Сила давления воздуха не приводит к перемещению тела, на которое он давит. Какой вывод? Такой, что этот парус ничем не отличается от стены дома.

[Gleb1964]

sergey zhukov
Само собой, если тележка не ускоряется, парус остаётся на месте, работы над парусом не производится. Но есть другие движущихся компоненты, тележка толкает парус, так, что балансирует силу ветра, а реакция этой силы работает, чтобы покрывать потери, избыток пойдётна разгон.

[sergey zhukov]

Gleb1964
А колеса-то у тележки, катясь без проскальзывания, не создают часом силу, противоположную силе реакции паруса? Они же не на свободной оси посажены, так? К ним момент какой-то от силы натяжения веревки приложен, который между прочим удерживает парус на месте и не дает ему двигаться под напором ветра.

[Geen]

sergey zhukov в сообщении #1624477 писал(а):

А колеса-то у тележки, катясь без проскальзывания, не создают часом силу, противоположную силе реакции паруса?

Вот возьмите, и подсчитайте.

[sergey zhukov]

Gleb1964
Вот проект такой машины:

Кирпич на колесах. Сверху на нем лежит плита с парусом (между кирпичом и плитой трения нет). Красными точками показаны места контакта колес без проскальзывания.

Мысленно зафиксируйте плиту с парусом и "покатайте" кирпич под ней. Нет проблем, все катается.
Теперь попробуйте мысленно сдвинуть плиту с парусом на тележке в сторону стрелки. Очевидно, что ничего не получится. Сила, действующая на парус, просто передается на землю через два эти колеса (нарисованы силы, действующие на колеса). Машина поедет только тогда, когда давление на парус станет так велико, что нижнее колесо начнет проскальзывать по земле.

[Geen]

sergey zhukov в сообщении #1624484 писал(а):

Теперь попробуйте мысленно сдвинуть плиту с парусом на тележке в сторону стрелки.

А что будет если несокрушимая сила столкнётся с несокрушимой преградой?... Может быть просто не надо идиотские условия задавать?

[Gleb1964]

sergey zhukov в сообщении #1624484 писал(а):

Вот проект такой машины

Да, получился неприводимый привод, вечно не работающий двигатель.
Если вместа ветра использовать зубчатую рейку, то, очевидно, что должна быть некая подвижка механизма. При том, как на рисунке, механизм клинит.