Цитата:
Сообщение от Alexandre678
Сама постановка вопроса в первом посте темы неправильна. Все равно что спросить, превышает ли скорость автомобиля его мощность. Путаница возникает из-за того, что скорость движения и сила ветра могут измеряться в одних единицах.
Скорость определяется не силой ветра, а установившимся равновесием между движущей силой и силой сопротивления движению. Обе силы зависят от многих факторов, дизайна парусного судна, состояния водной поверхности, курса судна , действий экипажа, в том числе и от силы ветра. Ветер только один из многих факторов, причем от скорости ветра и сила сопротивления и движущая сила зависят нелинейно. Поэтому соотношение между скоростью движения и скоростью ветра, их равенство или превышение - случайное совпадение. Измеряйте скорость движения и силу ветра в разных единицах, например км/час и узлы, и соблазн сравнивать их пропадет.
Это и надо объяснить начинающему, а все прочие рассуждения - лишние подробности, которые только затемняют суть дела.
|
Величина скорости движения тела ли, воздушного потока ли измеряется в единицах скорости. Это общая физическая (кинематическая) характеристика движения. А скорость автомобиля и его мощность это разные физические величины, у них разные (принципиально) единицы измерения. Сила ветра - величина не системная, можно сказать - изначально не вполне научная, хотя позднее ей в соответствие были поставлены диапазоны скоростей ветра, эквивалентные примерно той или иной величине силы ветра - балльности. Вы говорите о какой-то возникающей путанице, но вместо её распутывания только ещё больше пудрите мозги. Зачем?
Рассмотрим равновесие тяги и сопротивления.
Скорость вымпельного ветра и площадь паруса -два основных фактора, определяющих возможную тягу паруса. Поскольку речь идёт именно о вымпельном ветре, то на величину тяги, кроме величины скорости истинного ветра, влияют также курс доски и её скорость.
Дизайн-шмизайн паруса тоже конечно влияет на тягу, но в рамках данной темы этим влиянием можно пренебречь. Можно нарисовать график зависимости тяги паруса от скорости доски при заданном курсе и заданной скорости истинного ветра, это будет некая кривая.
С ростом скорости доски тяга может вначале расти за счёт увеличения скорости вымпельного ветра, а затем уменьшается из-за того, что вымпельный становится слишком острым; у тихоходных водоизмещающих парусников тяга с ростом скорости монотонно снижается.
Принципиальный момент: раз тяга паруса зависит от скорости ветра, то чем больше скорость ветра, тем больше тяга паруса при той же скорости доски.
Сопротивление доски определяется её собственной скоростью, весом и формой. Как и тяга паруса оно зависит от курса, но гораздо слабее: на острых курсах оно немного больше, на полных - меньше.
Принципиальный момент: сопротивление практически не зависит от скорости ветра, для любого ветра это одна и та же кривая.
Итак: тяга с ростом скорости снижается, сопротивление - растёт, на некоторой скорости они сравниваются и наступает равновесие - скорость доски становится постоянной. И здесь возможны 3 варианта: 1) скорость доски при этом меньше скорости истинного ветра и 2) скорость доски равна скорости истинного ветра. 3) скорость доски больше скорости истинного ветра.
Какой из вариантов реализуется, зависит, в первую очередь, от того достаточно ли медленно растёт сопротивление со скоростью доски, и, во вторую, достаточна ли скорость ветра, чтобы при скорости доски, равной скорости ветра, тяга паруса была выше, чем сопротивление доски.
Ещё один важный фактор, который я умышленно не рассматриваю, во избежание запудривания мозгов - способность нести парус данной площади ограничена возможностью тушки противодействовать боковой силе. Это приводит к тому, что с ростом скорости ветра сверх некоторого предела, зависящего от нашего веса, мы вынуждены уменьшать площадь паруса, а это приводит к тому, что рост тяги тоже ограничен. Но в умеренный ветер обычная фрирайдовая доска с обычным ненавороченым парусом вполне способна идти со средней скоростью, превышающей среднюю скорость истинного ветра.