Качели, физика Опции Рейтинг

[nik_vic]

Среди многих задачек по физике тьма таких, которые "не проходят" в формате ММ. Никакой тайны - приветствуются и ответы, и рассуждения.

Например, простой вопрос - как раскачиваются качели? Как-то увидел ответ на этот вопрос дипломированного физика и встрял в беседу...

Для определённости - детские, две штанги и доска-сиденье. Изучал вопрос с младшим внуком, когда ходил с ним на детскую площадку

[UNDEFEAT]

А в чём вопрос-то..?

[nik_vic]

Как раскачиваются качели?

А в чём вопрос-то..?

Гм...

Ладно, например, представьте себя консультантом при проектировании игрушки-робота. Его сажают на качельки, а он должен раскачаться на них, имитируя движения ребёнка.

[UNDEFEAT]

Ладно, например, представьте себя консультантом при проектировании игрушки-робота. Его сажают на качельки, а он должен раскачаться на них, имитируя движения ребёнка.

Это очень сложный вопрос.
А вообще мне кажется вся не банальность кроется в законе сохранения импульса, который якобы (возможно я ошибаюсь, и при создании темы вы имели ввиду не это) запрещает увеличение амплитуды колебаний. Но у нас же не замкнутая система: силы трения, реакции...

[0]

Это очень сложный вопрос.
А вообще мне кажется вся не банальность кроется в законе сохранения импульса, который якобы (возможно я ошибаюсь, и при создании темы вы имели ввиду не это) запрещает увеличение амплитуды колебаний. Но у нас же не замкнутая система: силы трения, реакции...

А куда вы там закон сохранения импульса пристроили?

Качели качаются.
Пассажир в крайних точках приседает или ложится (опускает центр масс)
В нижней точке выпрямляется или садится (поднимает центр масс)
Ускорение происходит в нижней точке так как одна и та же линейная скорость
преобразуется в бОльшую угловую.

[nik_vic]

Пассажир в крайних точках приседает или ложится (опускает центр масс)
В нижней точке выпрямляется или садится (поднимает центр масс)
Ускорение происходит в нижней точке так как одна и та же линейная скорость
преобразуется в бОльшую угловую.

Что-то похожее на расхожие рассуждения дипломированных физиков, называется параметрический резонанс, ПР. Дело в том, что при его изучении качели - непременный пример

Однако ребёнок не встаёт и не садится - подножек нет, попка "приклеена" к досточке-сиденью. Да и не годится ПР для первоначальной раскачки качелей...

[0]

Однако ребёнок не встаёт и не садится - подножек нет, попка "приклеена" к досточке-сиденью. Да и не годится ПР для первоначальной раскачки качелей...

Качели бывают разные. Принцип действия один и тот же.
Встают садятся на качелях типа лодочка - показательны тем что кроме как вставать/садиться ничего не сделаешь.
Там где просто покрышка на веревке поднятие-опускание центра масс достигается откидывание корпуса назад или подниманием. Начальная раскачка обычно делается стартом не из нижней точки.
В качелях где сиденье со спинкой раскачивание может осуществляться только поднятием опусканием ног.
Это действие хоть и может дать старт движению ( за счет того что центр масс перемещается не только вертикально но и горизонтально ) но энергия даваемая этим действием системе слишком мала даже для поддержания колебаний. Потому к этому виду качелей обычно прилагается источник "качающий папа".

[nik_vic]

Качели бывают разные. Принцип действия один и тот же.
Встают садятся на качелях типа лодочка - показательны тем что кроме как вставать/садиться ничего не сделаешь.

Никакие принципы качелей не выходят за з-ны Ньютона

Для простоты я взял качели из железных штанг и сиденья без подножек. Договоримся о "фазовых" терминах - вперёд-вниз, вперёд-вверх, назад-вниз, назад-вверх.

Какие движения делает дитя в этих фазах или на их границе, чтобы хотя бы поддержать приятный процесс, пока дед курит в сторонке?

Реально возможные: наклонить туловище вперёд, назад, согнуть либо разогнуть ноги в коленгках.

[0]

Договоримся о "фазовых" терминах - вперёд-вниз, вперёд-вверх, назад-вниз, назад-вверх.

Какие движения делает дитя в этих фазах или на их границе, чтобы хотя бы поддержать приятный процесс, пока дед курит в сторонке?

Что-то непонятно? В первом сообщении было все сказано.
В верхней точке лечь. Т.е. принять горизонтальное положение - корпус назад, ноги вперед. Ноги вперед необязательно но это хоть немного компенсирует перекос - пятая точка не является центром масс и откидываясь назад можно назад и вылететь.
В нижней точке сесть. Т.е. корпус вертикально ноги под сиденье. Ноги под сиденье необязательно - просто так проще сделать подъем.

Да положение лечь обычно принимается только при движении вперед. Энергетически это неоправданно, но лететь назад вниз головой это не те ощущения которых добивается качающийся

[nik_vic]

Что-то непонятно? В первом сообщении было все сказано.
В верхней точке лечь. Т.е. принять горизонтальное положение - корпус назад, ноги вперед. Ноги вперед необязательно но это хоть немного компенсирует перекос - пятая точка не является центром масс и откидываясь назад можно назад и вылететь.
В нижней точке сесть. Т.е. корпус вертикально ноги под сиденье. Ноги под сиденье не обязательно - просто так проще сделать подъем.

Да положение лечь обычно принимается только при движении вперед. Энергетически это неоправданно, но лететь назад вниз головой это не те ощущения которых добивается качающийся

Замечу, что верхних точек - две.
Кроме того, "положение лечь обычно принимается только при движении вперед" вообще запутывает дело.
Разве что понимать так - 1/ Отклониться назад в задней верхней точке.
2/ А что делать в нижней, когда её проходим вперёд?
Продолжите?