Он поедет? (математикам, физикам, химикам форума - II)

[Эмир]

Сообщение от Юрий Крикунов

1. Если ты добавляешь к вымпельному ветру «+ 14 м/сек в корму.», то это говорит о том, что парус доски, испытывающий этот ветер, двигается вперед, тогда как течение, по условиям задачи, и с твоих же слов, несет доску с парусом назад.
Ты уж тогда определись как-то, куда и что у тебя едет!

Добавить ветер, дующий в корму означает пририсовать стрелочку вперед а не назад, Ю.Ю.

Сообщение от Юрий Крикунов

2. Если принять за условия задачи, что истинный ветер силой 14ч/с дует под углом 120град к направлению движения парусной доски, то скорость и направление вымпельного ветра в парусе этой доски, движущейся вперед со скоростью тоже 14 м/с будут равны тем же 14 м/с, но уже под углом 60град к направлению движения. Отсюда сразу же возникает вопрос. Сможет ли парусная доска при той же силе вымпельного ветра (14 м/с), да еще и при добавочном встречном течении «+ 14 м/сек в корму» двигаться вперед, со скоростью «быстрее относительно воды чем ехала до того»???

Посылка не верна, ибо стрелочку не в ту сторону нарисовал. А говорите, что умеете сменить систему отсчета :)

Кстати, где-то раньше Скат написал что угол истинного ветра можно выбрать. Так вот, если он изначально 120º то плохо, после добавки будет слишком полно (см мой первый пост в теме на 1 странице). Надо поострее, чтобы после того как "дунет 14 м/с в корму" стало 120-130º, тогда все получится.

Сообщение от Crack O'Deal

Пост #7


Пост #208


Еще один

Когда читаешь или цитируешь полезно смотреть на весь текст, включая цитаты. А то можно суть не понять. В посте №7 речь шла о комплекте, рассчитаном на скорость 100 км/ч.

[Crack O'Deal]

Мои допущения.

Работа паруса рассматривается относительно вымпельного ветра.

Подъемная сила перпендикулярна ветру, относительно которому работает парус.

Подъемная сила одного и того же паруса при одинаковой силе вымпельного ветра и одинаковом угле атаке будет одинаковой.

Для идеального паруса подъемная сила прямо пропорциональна силе вымпельного ветра.

Допустим, что райдер не дурак, достаточно силен и выбирает идеальный угол атаки к вымпельному ветру, при котором (он чувствует) подъемная сила максимальна.



Допустим, что скорость системы стала 0 км/ч относительно берега.


Рисунок 1:

Составляющая скорости относительно берега 0 км/ч. В условии задачи направление ветра перпендикулярно берегу. Значит скорость паруса относительно ветра равна также 0 км/ч

Равнодействующая вектора природного ветра и скорости паруса (вымпельный ветер) совпадает с направлением природного ветра и равна скорости природного ветра.

Подъемная сила паруса направлена перпендикулярно вымпельному ветру, в данном случае природному ветру. Что совпадает с направлением движения системы.

На парус также действует сила лобового сопротивления, направленная по направлению вымпельного ветра, в данном случае совпадающего по направлению с природным.

Проекция равнодействующей вектора подъемной силы и вектора лобового сопротивления (называемая тягой), находящихся под прямым углом друг к другу, на курс системы равна вектору подъемной силы паруса. Геометрически получается так, что от величины лобового сопротивления уже не зависит.


Рисунок 2:

Рисуем и находим вектор тяги для случая движения виндсерфа по стоячей воде со скоростью 50 км/ч


Решение:

Так вот, сравнивая систему движущуюся по стоячей воде со скоростью 50 км/ч и систему движущуюся со скоростью 0 км/ч строго против течения под доской ничего не изменилось.
Над доской при рассмотрении двух моих рисунков становится видно, что вектор тяги в рисунке 1 больше, чем в рисунке 2.

Ответ:

Система будет двигаться вперед.

[Эмир]

Сообщение от Crack O'Deal

Мои допущения.

Подъемная сила перпендикулярна ветру, относительно которому работает парус. Работа парусом рассматривается относительно вымпельного ветра.

Это утверждение неверно. Что не мешает получить правильный ответ, так как по законам логики из неверного утверждения следует любое

[Crack O'Deal]

Сообщение от Эмир

Это утверждение неверно. Что не мешает получить правильный ответ, так как по законам логики из неверного утверждения следует любое

Что именно неверно? Предоставь истинное утверждение со ссылкой на источник. Вероятно я прочел неправильную статью про аэродинамику.

[Эмир]

Сообщение от skat

Я не редактирую чужие посты. Можешь мне верить, можешь нет, но я считаю что никто не имеет права редактировать чужие посты. Я уверен, что любой форум каким бы он ни был, начинает умирать в тот момент, когда админ начинает редактировать чужие посты, я пока не созрел для этого :-)

Если ты имеешь ввиду то, что я объединяю посты написанные одним и тем же человеком и идущие друг за другом, то это не редактирование, а вопрос удобства. Это скоро вообще будет автоматически делаться, без моего участия. И цель тут только одна: чтобы на одной странице поместилось как можно больше разных постов от разных людей. Это вопросы usability, а совсем не покушения на чужое мнение, хотя ты конечно имеешь полное право думать об этом по своему.

Ну, понимаешь, приходится проверять. Ведь в процессе объединения тоже что-то можно "случайно удалить" :) А ты ведь не станешь утверждать что такого не бывало. Нпример, в процессе перемещения

А с первым абзацем твоего поста я полностью согласен, потому и возник.

О usability: один пост - ответ одному, другой - другому. Еще не известно как удобнее читать. А уж отвечать так всяко удобнее... :)

Сообщение от Crack O'Deal

Что именно неверно? Предоставь истинное утверждение со ссылкой на научный труд.
Вероятно я прочел неправильную статью про аэродинамику.

Вероятно прочел, но неправильно понял или как-то так...

Верно то, что подъемная сила перпендикулярна парусу (что бы это ни значило, ибо парус - крыло, т.е. кривоват :) а не ветру. Доказательство: поставь доску и парус на фордака и нарисуй, блин, свои вектора. Научный труд...

[skat]

Сообщение от Эмир

Тут ты себя подставил (убедил, что не понимаешь как дела), ибо ответ зависит от того, миля или час. За час на глиссировании катер проедет большее расстояние, а унесет течением его настолько же как и за первый час. Когда же миля, скорость сноса катера течением будет та же, что и в первой половине дистанции, но время пути - меньше, так что снесет на меньшее расстояние, ибо St=Vt*T

Чтобы не разводить флуд я выбираю вариант "я убедил, что не понимаю как дела". Я это кстати и не скрываю - ответ на задачу я не знаю (именно поэтому и создал тему).

Теперь по предмету: я не вижу разницы в том, относительно чего решать уравнение, от времени или от скорости, т.к. в обоих случаях S и t будут одинаково присутствовать с разных сторон равенства, а значит потом будут просто математически сокращены, поэтому время и расстояние не влияет.

Хотя возможно само уравнение сформулировано неправильно и не отражает процесс, тогда я согласен с тем, что я ошибался потому что да, на глиссировании катер пройдет больше расстояние, чем в водоизмещении. Тут надо подумать :-) Спасибо за ценное замечание! :-)

я рисовать пошел :-)

[Crack O'Deal]

Сообщение от Эмир

Вероятно прочел, но неправильно понял или как-то так...

Верно то, что подъемная сила перпендикулярна парусу (что бы это ни значило, ибо парус - крыло, т.е. кривоват :) а не ветру. Доказательство: поставь доску и парус на фордака и нарисуй, блин, свои вектора. Научный труд...

Увы, ты сказал глупость.

Подъемная сила - понятие аэродинамики.
Берем горизонтальное крыло самолета. Подъемная сила ВСЕГДА вертикальна, независимо от угла атаки крыла на воздушный поток. То есть она ВСЕГДА перпендикулярна воздушному потоку, обдувающему крыло.

В переложении на парус понятие подъемной силы не меняется.

Сообщение от skat

я рисовать пошел :-)

Это помогает
У меня на столе все рабочие рисунки, но я не спешу их выложить, а то вам будет неинтересно уже.

[Эмир]

Сообщение от Crack O'Deal

Увы, ты сказал глупость.

Подъемная сила - понятие аэродинамики.
Берем крыло самолета. Подъемная сила ВСЕГДА вертикальна, независимо от угла атаки крыла на воздушный поток. То есть она ВСЕГДА перпендикулярна воздушному потоку, обдувающему крыло. Патамучта подъемная сила ВСЕГДА на одной линии с силой тяжести!

В переложении на парус понятие подъемной силы не меняется.

Ну, тогда это называется спор терминологический. В этом случае тебе снова не повезло :) Поставим мачту вертикально и закроем парус. И поплывем - поедем куда доска стоит. А подъемная сила = 0, т.к. никаких сил в вертикальном (по одной линии с силой тяжести) направлении в такой системе нет... Но если аккуратно подойти к вопросу, то станет ясно что раскладывают вектора в разных системах координат, и только.

В приложении к парусам и плавникам обычно оперируют понятиями "сила тяги" - она примерно перпендикулярна парусу и "лобовое сопротивление" - она примерно ему параллельна. Оно как-то проще рассуждать.

В твоем описании есть еще несуразицы, но что-то время закончилось свободное :)

Сообщение от skat

Теперь по предмету: я не вижу разницы в том, относительно чего решать уравнение, от времени или от скорости, т.к. в обоих случаях S и t будут одинаково присутствовать с разных сторон равенства, а значит потом будут просто математически сокращены, поэтому время и расстояние не влияет.

Не одинаково присутствовать, про час Т=Т, а про милю Т1 НЕ = Т2. Сократить не удастся.

[Леха@velokiev]

Сообщение от Crack O'Deal

Увы, ты сказал глупость.

Подъемная сила - понятие аэродинамики.
Берем крыло самолета. Подъемная сила ВСЕГДА вертикальна, независимо от угла атаки крыла на воздушный поток. То есть она ВСЕГДА перпендикулярна воздушному потоку, обдувающему крыло. Патамучта подъемная сила ВСЕГДА на одной линии с силой тяжести!

В переложении на парус понятие подъемной силы не меняется.

Это помогает
У меня на столе все рабочие рисунки, но я не спешу их выложить, а то вам будет неинтересно уже.

Короче, у нас тут явная подмена понятий.
Полная аеродинамическая сила перпендикулярна крылу. Подъемная сила - ее составляющая, направленная на подъем (все равно чего), а значит вверх.

Немного не разобрались с терминами, ну да ничего ;-)

[Roman]

Сообщение от Леха@velokiev

Короче, у нас тут явная подмена понятий.
Полная аеродинамическая сила перпендикулярна крылу. Подъемная сила - ее составляющая, направленная на подъем (все равно чего), а значит вверх.

Немного не разобрались с терминами, ну да ничего ;-)

а вы какую задачу решаете?

[Crack O'Deal]

Сообщение от Леха@velokiev

Короче, у нас тут явная подмена понятий.
Полная аеродинамическая сила перпендикулярна крылу. Подъемная сила - ее составляющая, направленная на подъем (все равно чего), а значит вверх.

Немного не разобрались с терминами, ну да ничего ;-)

Ну вы блин даете!!!

ШКОЛА ЯХТЕННОГО РУЛЕВОГО.
Издание 2-е переработанное и дополненное. Москва, «ФиС», 1974.
Под общей редакцией Е.П. Леонтьева.
http://www.argolis-yacht.ru/School/S...hool_YH_00.htm

http://komanda-46.narod.ru/obuch/parusa/urok16.htm
http://www.argolis-yacht.ru/School/S...hool_YH_19.htm

Чтобы представить работу паруса на острых курсах, удобно вначале рассмотреть плоский парус (рис. 94), который испытывает давление ветра под определенным углом атаки. В этом случае за парусом образуются завихрения, на наветренной стороне его возникают силы давления, на подветренной — силы разрежения. Их результирующая R направлена примерно перпендикулярно к плоскости паруса. Для правильного понимания работы паруса ее удобно представить в виде равнодействующей двух составляющих сил: Х—направленной параллельно воздушному потоку (ветру) и Y—перпендикулярной ему.

Сила X, направленная параллельно воздушному потоку, называется силой лобового сопротивления; она создается, кроме паруса, еще и корпусом, такелажем, рангоутом и экипажем яхты.

Сила Y, направленная перпендикулярно воздушному потоку, называется в аэродинамике подъемной силой. Именно она на острых курсах создает тягу в направлении движения яхты.

Сообщение от Эмир

Ну, тогда это называется спор терминологический. В этом случае тебе снова не повезло :) Поставим мачту вертикально и закроем парус. И поплывем - поедем куда доска стоит. А подъемная сила = 0, т.к. никаких сил в вертикальном (по одной линии с силой тяжести) направлении в такой системе нет... Но если аккуратно подойти к вопросу, то станет ясно что раскладывают вектора в разных системах координат, и только.

Не надо издеваться. Я прекрасно понимаю в какой системе координат мы считаем. Но то, что ты путаешь понятие подъемной силы, однозначно. Мало того, я написал она ВСЕГДА перпендикулярна воздушному потоку. Читай.

[NikolayUB]

Сообщение от Crack O'Deal

А почему еще никто не упомянул про подъемную силу паруса?

А вот я как раз и собираюсь о ней поговорить , вернее об общем принципе, как работает парус.

Моя аллегория доски с прямым парусом - это не аллегория, а реальная конструкция судна, которой ничто не мешает глиссировать при ветре силой 14 - 15 м\с сзади. В принципе курсом фордевинд можно глиссировать и с другими типами парусов, но менее эффективно.

Юрий Юрьевич утверждал, что его математическое решение годится для всех видов судов, и я согласен с тем, что его решение правильное для моторных судов с водным и воздушном винтами, для гребной лодки и для лодки с реактивным двигателем при условии, что положении педали газа остается неизменным, но не согласен по поводу верности этого решения для парусного судна, т.к. знаю по крайней мере, одно (вышеописанное) судно, которое гарантированно может иметь силу тяги в парусе намного большую, чем все возможные сопротивления (просто берем парус площадью больше), а быстрее ветра это судно не пойдет, не потому, что силы сопротивления его
остановят, а потому, что оно в принципе быстрее ветра двигаться не может.

Т.к. контроаргументов, что что-то моих рассуждениях не так, не наблюдается, можно ли считать, что миф "годится для всех видов судов" разрушен ?

[Roman]

чет академгородок молчит...

[NikolayUB]

Но чем же парус (поговорим для начала о простом прямом парусе, впереди еще целая зима, чтобы обсудить и треугольные ) отличается от других видов двигателей:

1) Во всех двигателях топлива сжигается ровно столько, сколько нужно для преодоление сил сопротивления, и если сопротивление движению возросло, а больше топлива для сжигания не подается, баланс сил нарушается и машина останавливается.
Машина "работает" для того, чтобы двигаться вперед...

2) А что делает парус? Он создает тягу, чтобы двигаться вперед?
Да, нифига ... он наоборот стремится ничего не делать, он стремится к тому, чтобы улететь вместе с ветром, а тягу он создает только в том случае, если ему в этом стремлении помешать. И чем мы больше мешаем парусу в его стремлении свободно улететь, тем большую тягу он создает.
Максимальная тяга у прямого паруса тогда, когда мы его держим, стоя на месте.
При глиссировании же, когда сопротивления в воде намного меньше, по сравнению с водоизмещающем режимом, тяга паруса намного меньше максимально возможной его тяги.
Тяга паруса при этом тоже равна силам сопротивления, но если сопротивление возрастает, то и тяга паруса возрастает на ту же величину, на которую увеличилось сопротивление...

Безусловно, можно таким образом подобрать размер плавника, чтобы его сопротивление стало бы равным максимально возможной тяге прямого паруса (стоящего на месте), и числовой ответ совпадет, но это будет только чистое совпадение, т.к. в отличии от двигателей, выдающих постоянную тягу, равную силам сопротивления, тяга паруса изменяется от значения сил сопротивления до максимальной гораздо большей силы выдаваемой в стоячем режиме.

Если же подобрать площадь паруса так, чтобы его максимальная тяга была равна предполагаемым силам сопротивления при глиссировании в стоячей воде, то такое судно просто не сможет выйти на глиссирование. Запас по мощности у прямого паруса имеется по определению того, что мы собираемся глиссировать, и в случае повышения сопротивления вводится этот запас в действие автоматически, без участия человека.

Из машин, только бульдозер, благодаря всережимному регулятору, может сравниться с парусом. Если бульдозер уперся в крепкий забор, то всережимный регулятор (без участия машиниста) подает больше топлива до тех пор, пока забор не рухнет или пока двигатель не разовьет максимальную мощность. Если к тому моменту забор все-таки устоит, бульдозер заглохнет

[skat]

Сообщение от NikolayUB

он стремится к тому, чтобы улететь вместе с ветром, а тягу он создает только в том случае, если ему в этом стремлении помешать.

И поэтому поедет!

Сообщение от NikolayUB

Из машин, только бульдозер, благодаря всережимному регулятору, может сравниться с парусом. Если бульдозер уперся в крепкий забор, то всережимный регулятор (без участия машиниста) подает больше топлива до тех пор, пока забор не рухнет или пока двигатель не разовьет максимальную мощность. Если к тому моменту забор все-таки устоит, бульдозер заглохнет

Ухты! Не знал про это! Спасибо за интересный факт! :-)