Шарик на паруснике |
Добро пожаловать, гость ( Вход | Регистрация )
Публикующим:
1. Задачу можно опубликовать двумя способами:
- создав для нее отдельную тему с информативным названием;
- добавив задачу в готовый сборник (например «Бескрылки», «Мини-задачи», «Вопросы ЧГК») или создав свой (например, «Загадки от /для Светы»).
2. Если вы публикуете задачу, решение которой не знаете, напишите об этом. По умолчанию считается, что вам известен правильный ответ и вы готовы проверять других игроков.
Решающим:
1. В темах запрещается писать ответы и подсказки, если возможность открытого обсуждения не оговорена отдельно (в случае открытого обсуждения для текста следует использовать цвет фона или белый, оставляя другим игрокам возможность самостоятельного решения).
2. Правильность решения можно проверить, написав личное сообщение автору.
Шарик на паруснике |
Лиходей |
1.6.2021, 22:44
Сообщение
#1
|
Участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 174 Регистрация: 9.12.2008 Пользователь №: 11 533 |
Короткое условие:
можно ли на паруснике догнать отпущенный с его палубы по ветру воздушный шарик? -------------------- F7F7EE
EFEFDF |
Breghnev |
5.6.2021, 15:30
Сообщение
#2
|
Участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 113 Регистрация: 8.5.2008 Из: Йошкар-Ола Пользователь №: 7 813 |
Любопытно, что буквально пару дней назад мне приятель скинул видео с самодельной наземной машиной с пропеллером, которая эту задачу решает. На сколько они там ветер обогнали? Почти в три раза превысили скорость ветра кажется.
Также любопытно, что Побединский сегодня кинул ссылку на него на своём Ютуб-канале. Само видео выложено 3 дня назад. Предположу, что господин Лиходей вдохновился просмотром этого видео и открыл текущую тему А сама машина не новая, видел похожий ролик несколько лет назад. Возможно даже, что это он и есть, просто переведенный и залитый ещё раз. |
vituss |
6.6.2021, 12:31
Сообщение
#3
|
Kорифей Группа: Администраторы Braingames Сообщений: 1 604 Регистрация: 6.11.2009 Пользователь №: 17 514 |
Полагая, что шарик двигается не быстрее ветра, задачу можем свести к следующей. Можно ли двигаться по ветру за счёт только лишь ветра быстрее ветра? Да, можно. Звучит и выглядит это впечатляюще, конечно, но, если разобраться, физика там довольно простая. Это не наша задача. У нас задача "Может ли ПАРУСНИК двигаться ПО ВЕТРУ за счёт только лишь ветра быстрее ветра?" Слово "парусник" имеет вполне конкретный смысл. Любопытно, что буквально пару дней назад мне приятель скинул видео с самодельной наземной машиной с пропеллером, которая эту задачу решает. На сколько они там ветер обогнали? Почти в три раза превысили скорость ветра кажется. Чтобы реализовать подобный принцип на воде с судна в воду нужно опустить гребной винт, который при перемещении судна будет вращаться за счет встречного потока воды и вращать лопасти воздушного винта над палубой. И при этом никаких парусов. Кто назовет такое "парусником"???При этом реализуемость такого устройства именно для воды пока никем не доказана. |
Loban |
6.6.2021, 15:23
Сообщение
#4
|
Активный участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 633 Регистрация: 1.12.2008 Пользователь №: 11 245 |
Чтобы реализовать подобный принцип на воде с судна в воду нужно опустить гребной винт, который при перемещении судна будет вращаться за счет встречного потока воды и вращать лопасти воздушного винта над палубой. И при этом никаких парусов. Кто назовет такое "парусником"??? При этом реализуемость такого устройства именно для воды пока никем не доказана. Не оказалась ли телега впереди лошади? Как я понял, идея с пропеллером родилась как раз из того факта, что при лавировании парусник обгоняет ветер. Сообщение было отредактировано Loban: 6.6.2021, 16:19 |
vituss |
8.6.2021, 11:49
Сообщение
#5
|
Kорифей Группа: Администраторы Braingames Сообщений: 1 604 Регистрация: 6.11.2009 Пользователь №: 17 514 |
Не оказалась ли телега впереди лошади? Как я понял, идея с пропеллером родилась как раз из того факта, что при лавировании парусник обгоняет ветер. Идея возможно, только сам парусник не обгоняет ветер. Парусник может двигаться быстрее скорости ветра, когда ветер дует под прямым углом к курсу судна. Но двигаться быстрее ветра в направлении ветра он не сможет. Проекция скорости парусника на направление ветра всегда меньше скорости ветра. |
Breghnev |
8.6.2021, 16:41
Сообщение
#6
|
Участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 113 Регистрация: 8.5.2008 Из: Йошкар-Ола Пользователь №: 7 813 |
Идея возможно, только сам парусник не обгоняет ветер. Парусник может двигаться быстрее скорости ветра, когда ветер дует под прямым углом к курсу судна. Но двигаться быстрее ветра в направлении ветра он не сможет. Проекция скорости парусника на направление ветра всегда меньше скорости ветра. Собственно в этом и есть главная идея. Именно пример с шариком показан в том видео. Идея, что за счёт лавировки парусник, двигаясь зигзагами и всегда под углом к ветру, будет при этом двигаться в направлении истинного ветра быстрее него (проекция скорости парусника на направление истинного ветра будет выше скорости ветра). Да, едва ли в этом случае удастся обогнать ветер значительно, как это делает сухопутная машина, но шарик догнать удастся. Кстати, любопытно, чем ограничена скорость той машины? Только трением? Парусник может двигаться быстрее скорости ветра, когда ветер дует под прямым углом к курсу судна. Почему под прямым углом? Наверное, и в этом случае можно разогнаться быстрее ветра, но всё же наивысшую скорость даёт бакштаг (ветер дует сзади-сбоку). (Сам я в этом парусном деле ноль, конечно, просто пробежался по верхушкам ) А вообще там целая наука. Как заглянул - так и прифигел сразу |
Лиходей |
9.6.2021, 9:02
Сообщение
#7
|
Участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 174 Регистрация: 9.12.2008 Пользователь №: 11 533 |
Ну и пора уже наверное ссылку на видео дать
Ветромобиль: инженеры VS законы физики? [Veritasium] Сообщение было отредактировано Лиходей: 9.6.2021, 9:16 -------------------- F7F7EE
EFEFDF |
Loban |
9.6.2021, 9:32
Сообщение
#8
|
Активный участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 633 Регистрация: 1.12.2008 Пользователь №: 11 245 |
Ну и пора уже наверное ссылку на видео дать Так в видео, ничего-то и не доказывается. Просто указывают на факт - при лавировании парусник обгоняет шарик. Но так ли это на самом деле? Точка зрения дилетанта Воздушный шар движется горизонтально со скоростью V под действием силы ветра. Привяжем к нему лодку, получим парусник со сферическим парусом. Если устремить к нулю вес лодки и силы трения, то скорость парусника будет стремиться к V. Обрежем половину сферического паруса, получим парусник с полусферическим парусом. Если раньше воздушный поток толкал парус, обтекая его, то теперь воздушный поток толкает парус, наполняя его. Очевидно, во втором случае скорость парусника будет выше. Кроме того, есть такая штука - подъемная сила крыла, возникающая в результате несимметричности обтекания крыла воздушным потоком. При лавировании парусника, это так же должно работать для паруса, дополнительно толкая его горизонтально. |
vituss |
9.6.2021, 12:03
Сообщение
#9
|
Kорифей Группа: Администраторы Braingames Сообщений: 1 604 Регистрация: 6.11.2009 Пользователь №: 17 514 |
Точка зрения дилетанта ... Если раньше воздушный поток толкал парус, обтекая его, то теперь воздушный поток толкает парус, наполняя его. Очевидно, во втором случае скорость парусника будет выше. Только при скорости парусника быстрее скорости ветра ветер дул бы навстречу паруснику. И как бы он его разгонял? |
vituss |
9.6.2021, 12:15
Сообщение
#10
|
Kорифей Группа: Администраторы Braingames Сообщений: 1 604 Регистрация: 6.11.2009 Пользователь №: 17 514 |
Только при скорости парусника быстрее скорости ветра ветер дул бы навстречу паруснику. И как бы он его разгонял? В наземной модели "буера" принцип совсем другой, чем у парусника: - Под действием попутного ветра "буер" начинает двигаться. - Колеса буера начинают вращаться за счет хорошего сцепления с землей и через систему передач вращают воздушный пропеллер. - Пропеллер создает дополнительню тягу, разгоняет буер, колеса крутятся быстрее и быстрее вращают пропеллер. И так далее. То есть пропеллер не работает парусом. Он создает воздушный поток, обеспечиающий тягу. Главное условие работы такого устройства - жесткое сцепление колес с землей, чего на воде достичь нереально. Кажется, что это вечный двигатель. Но только кажется. Разгон идет за счет того, что скорость буера относительно земли выше, чем относительно попутного ветра. При отсутствии ветра это не работает даже если придать буеру начальную скорость. |
Лиходей |
9.6.2021, 14:46
Сообщение
#11
|
Участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 174 Регистрация: 9.12.2008 Пользователь №: 11 533 |
- Пропеллер создает дополнительню тягу, разгоняет буер, колеса крутятся быстрее и быстрее вращают пропеллер. Имеем дополнительную тягу на пропеллере. Но она затормозит, соответственно, колёса. По логике тормозить должно сильнее, чем ускорять.-------------------- F7F7EE
EFEFDF |
Breghnev |
10.6.2021, 17:12
Сообщение
#12
|
Участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 113 Регистрация: 8.5.2008 Из: Йошкар-Ола Пользователь №: 7 813 |
Имеем дополнительную тягу на пропеллере. Но она затормозит, соответственно, колёса. По логике тормозить должно сильнее, чем ускорять. Во всяком случае машину, которая работает, мы по факту имеем. Пытаться обосновать, почему она не будет работать, не имеет никакого смысла Нужно лишь понять и правильно описать, что там происходит. Первоначальный же вопрос про парусник и шарик таки остался пока без ответа. Вроде стало понятно, что даже двигаясь бакштагом нельзя получить скорость в направлении ветра больше, чем скорость ветра. Но линейной скорости, превышающей скорость ветра, достичь можно. В идеальной модели мы имеем (условия топикстартера): 1. Шарик, движущийся в направлении ветра со скоростью ветра. 2. Парусник, движущийся в направлении ветра со скоростью ветра. Как мы знаем, парусник способен изменять курс, получая при этом линейную скорость, превышающую скорость ветра. Пусть шарик от нас на каком-то расстоянии впереди, и нам нужно его догнать. Когда мы начинаем менять курс, линейная скорость начинает возрастать. Важно понять, сохраняем ли мы при этом скорость относительно ветра. Полагаю, что да. Как только мы слегка меняем курс, скорость относительно ветра чуть снижается, тут же ветер сзади начинает ощущаться и передавать энергию парусам, разгоняя парусник до скорости, при которой скорости в направлении ветра выравниваются, а передача энергии прекращается. Таким образом постепенно можно изменить курс, не теряя скорости в направлении ветра, но увеличивая линейную скорость. При этом появляется вымпельный ветер. Теперь мы опускаем/отворачиваем парус, чтобы эффект вымпельного ветра был минимален, возвращаемся к курсу в направлении истинного ветра и движемся по инерции. Трения нет? Шарик догнали, задача решена. Трение есть? Дождались снижения скорости до скорости истинного ветра, вернули парус. Теперь мы в том же состоянии, что были в начале, но уже ближе к шарику (по крайней мере в направлении ветра). Можно повторить процедуру, меняя курс в другом направлении. Сообщение было отредактировано Breghnev: 10.6.2021, 17:14 |
Loban |
11.6.2021, 10:35
Сообщение
#13
|
Активный участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 633 Регистрация: 1.12.2008 Пользователь №: 11 245 |
Когда мы начинаем менять курс, линейная скорость начинает возрастать. Важно понять, сохраняем ли мы при этом скорость относительно ветра. Полагаю, что да. Как только мы слегка меняем курс, скорость относительно ветра чуть снижается... Так давайте определимся, при изменении курса скорость относительно ветра сохраняется или снижается? И в целом как-то неубедительно... |
Breghnev |
11.6.2021, 16:34
Сообщение
#14
|
Участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 113 Регистрация: 8.5.2008 Из: Йошкар-Ола Пользователь №: 7 813 |
Так давайте определимся, при изменении курса скорость относительно ветра сохраняется или снижается? Полагаю, малое (сколь угодно) отклонение курса ведёт к малому (сколь угодно) снижению скорости. После этого сразу появляется воздействие ветра на парус. Это воздействие возвращает скорость к первоначальной. Что в этом случае можно сказать? Скорость снижается или сохраняется? И в целом как-то неубедительно... Конечно, ведь я объясняю, не владея фундаментальной научной базой. |
Loban |
11.6.2021, 17:38
Сообщение
#15
|
Активный участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 633 Регистрация: 1.12.2008 Пользователь №: 11 245 |
Конечно, ведь я объясняю, не владея фундаментальной научной базой. Так кто ж на это претендует. Давайте рассуждать логично. Когда мы начинаем менять курс, линейная скорость начинает возрастать. Важно понять, сохраняем ли мы при этом скорость относительно ветра. Полагаю, что да. Полагаю, малое (сколь угодно) отклонение курса ведёт к малому (сколь угодно) снижению скорости. Ваши утверждения противоречат друг другу. Полагаю, малое (сколь угодно) отклонение курса ведёт к малому (сколь угодно) снижению скорости. После этого сразу появляется воздействие ветра на парус. Это воздействие возвращает скорость к первоначальной. Яхта идёт с некоторой скоростью. Мы отклоняемся от курса, снижаем скорость. Появившееся воздействие ветра на парус возвращает скорость к первоначальной. Вы видите в этом смысл? Я не вижу. Это не логично. |
Breghnev |
14.6.2021, 11:15
Сообщение
#16
|
Участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 113 Регистрация: 8.5.2008 Из: Йошкар-Ола Пользователь №: 7 813 |
Ваши утверждения противоречат друг другу. Вполне допускаю. Не собираюсь их отстаивать, проще откажусь. Яхта идёт с некоторой скоростью. Мы отклоняемся от курса, снижаем скорость. Появившееся воздействие ветра на парус возвращает скорость к первоначальной. Вы видите в этом смысл? Я не вижу. Это не логично. Несомненно вижу смысл. На курсе по ветру яхта идёт со скоростью ветра и не испытывает его воздействия (если нет потери скорости). Меняя курс, яхта снижает скорость в направлении ветра, следовательно, ветер настигает паруса и начинает на них давить. Вследствие этого яхта увеличивает скорость. Что может быть логичнее? Только теперь яхта движется уже под углом к ветру, при этом её линейная скорость выше первоначальной. В общем, что-то там сложно всё. Чем больше углубляюсь в тему, тем больше понимаю, что ничего толком не понимаю. Я запутался. Краткие общие выводы из последних изысканий: похоже, парусник действительно может сливаться по ветру со скоростью до 4,5 скоростей истинного ветра (при этом линейная скорость может достигать 8 и более скоростей истинного ветра). Такие показатели характерны для сухопутных судов - буеров. Но общий принцип там такой же, как у лодки. Никаких фокусов с винтом и передачей вращения колёс, как в случае с рассмотренной выше машиной, там нет. Имеет значение исключительно подъёмная сила паруса-крыла. Вот здесь эта тема обсуждалась на сильном форуме: https://dxdy.ru/topic79947.html В том числе там шла речь о книге Д. Норвуда "Быстроходные парусные суда". Я полистал первую главу (10 страниц) туда-сюда несколько раз, понял, что сложновато для меня, и на том пока закончил. Если я верно воспринял, парусник может продолжать ускоряться за счёт ветра даже двигаясь по ветру быстрее ветра. Как именно это происходит мне сложно понять. Сообщение было отредактировано Breghnev: 14.6.2021, 13:17 |
Loban |
16.6.2021, 11:40
Сообщение
#17
|
Активный участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 633 Регистрация: 1.12.2008 Пользователь №: 11 245 |
Вот здесь эта тема обсуждалась на сильном форуме: https://dxdy.ru/topic79947.html В том числе там шла речь о книге Д. Норвуда "Быстроходные парусные суда". Я полистал первую главу (10 страниц) туда-сюда несколько раз, понял, что сложновато для меня, и на том пока закончил. Думаю, сам факт продолжающегося обсуждения этой темы в сети, говорит о том, что ни одна из сторон не может предоставить убедительные аргументы. А вот у Норвуда, если я правильно понял, на 11-й стр. /Вы чуть-чуть не долистали / приведена диаграмма зависимости относительной скорости движения от угла между направлением движения и направлением ветра. По этой диаграмме для буера проекция вектора скорости движения на скорость ветра спокойно превосходит его. Вот только вопрос, насколько это так на самом деле. Сообщение было отредактировано Loban: 16.6.2021, 11:52 |
Loban |
4.7.2021, 22:26
Сообщение
#18
|
Активный участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 633 Регистрация: 1.12.2008 Пользователь №: 11 245 |
Могу только повторить
Думаю, сам факт продолжающегося обсуждения этой темы в сети, говорит о том, что ни одна из сторон не может предоставить убедительные аргументы. А вот у Норвуда, если я правильно понял, на 11-й стр. /Вы чуть-чуть не долистали / приведена диаграмма зависимости относительной скорости движения от угла между направлением движения и направлением ветра. По этой диаграмме для буера проекция вектора скорости движения на скорость ветра спокойно превосходит его. Вот только вопрос, насколько это так на самом деле. Жаль, что так и не аргументировано утверждение Но двигаться быстрее ветра в направлении ветра он не сможет. Проекция скорости парусника на направление ветра всегда меньше скорости ветра. |
Breghnev |
6.7.2021, 15:33
Сообщение
#19
|
Участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 113 Регистрация: 8.5.2008 Из: Йошкар-Ола Пользователь №: 7 813 |
Могу только повторить Думаю, сам факт продолжающегося обсуждения этой темы в сети, говорит о том, что ни одна из сторон не может предоставить убедительные аргументы. Вот это и удивительно. Задача не выглядит даже потенциально спорной. Кажется, однозначный ответ может быть получен с применением вполне доступной теоретической базы. Мне её недостаёт, но наверняка здесь на форуме есть сильные физики |
vituss |
9.7.2021, 11:02
Сообщение
#20
|
Kорифей Группа: Администраторы Braingames Сообщений: 1 604 Регистрация: 6.11.2009 Пользователь №: 17 514 |
Жаль, что так и не аргументировано утверждение Но двигаться быстрее ветра в направлении ветра он не сможет. Проекция скорости парусника на направление ветра всегда меньше скорости ветра. А что тут аргументировать??? Разложим скорость парусника на две составляющие "вдоль ветра" и "перпендикулярно ветру". Если скорость ветра меньше составляющей "вдоль ветра", то в этом направлении воздух будет парусник тормозить. А в направлении "перпендикулярно ветру" воздух тормозит ВСЕГДА. Тогда что же будет парусник разгонять? |
Loban |
9.7.2021, 12:41
Сообщение
#21
|
Активный участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 633 Регистрация: 1.12.2008 Пользователь №: 11 245 |
А что тут аргументировать??? Разложим скорость парусника на две составляющие "вдоль ветра" и "перпендикулярно ветру". Если скорость ветра меньше составляющей "вдоль ветра", то в этом направлении воздух будет парусник тормозить. А в направлении "перпендикулярно ветру" воздух тормозит ВСЕГДА. Тогда что же будет парусник разгонять? Пожалуй, это очевидно для того случая, когда ветер гонит воздушный шар или дирижабль. Но ни шар, ни дирижабль не могут двигаться против ветра. А вот парусник может. |
vituss |
9.7.2021, 15:00
Сообщение
#22
|
Kорифей Группа: Администраторы Braingames Сообщений: 1 604 Регистрация: 6.11.2009 Пользователь №: 17 514 |
Пожалуй, это очевидно для того случая, когда ветер гонит воздушный шар или дирижабль. Но ни шар, ни дирижабль не могут двигаться против ветра. А вот парусник может. Это Вы к чему? В этой теме обсуждается вопрос о движении парусника быстрее скорости ветра В НАПРАВЛЕНИИ ВЕТРА. |
Loban |
9.7.2021, 17:42
Сообщение
#23
|
Активный участник Группа: Пользователи Braingames Сообщений: 633 Регистрация: 1.12.2008 Пользователь №: 11 245 |
Это Вы к чему? В этой теме обсуждается вопрос о движении парусника быстрее скорости ветра В НАПРАВЛЕНИИ ВЕТРА. ???Если скорость ветра меньше составляющей "вдоль ветра" Это значит, что фактически парусник движется против ветра. Вы считаете, что в этом направлении воздух будет парусник тормозить. т.е. парусник не может так двигаться. Но на самом-то деле, парусник ходит против ветра. |
Упрощённая версия | Сейчас: 28.6.2024, 16:42 |