зависимость скорости от профиля паруса

[kvv515kvv]

мы с товарищм поехали в клуб... ветер начал подниматься...
присоединяйся если что :)

[mm7]

Я завтра после обеда поеду. Обещают 39! узлов.

[lop]

"Возможно всё, что мы можем себе представить"(с) проф. Фарнсворт
Возможно представить себе, что я стою в двух одинаковых средах, скажем, воздухах, одна из которых летит справа налево, а вторая - слева направо, да чо там в двух, можно и в четырёх - третья летит спереди, а четвёртая поддувает сзаду, все с одинаковой скоростью, скажем, 10-12м/с, кароче, ветер кругом меня, хороший ветер. Но я его не чувствую, только представляю, патамушта каждый ветер одного направления компенсирует в нуль ветер другого направления. Возможно представить, что я бегу со скорость гепарда вправо, и, одновременно с той же скоростью бегу влево, побивая сразу два рекорда скорости. Хотя ногами ваще не шевелю - от себя не убежишь. Возможно представить, что на меня действует подъёмная сила в 100 кг. Но одновременная сила тяжести в 190 кил её перевешивает, и не даёт, сабака такая, оторваться от грешной земли. А может, подъёмная и не 100 вовсе, а 200, или даже 100500 - поди докажи, сила тяжести всё равно на 90 кило больше. Конечно, можно представить, что воздух это вода, а вода это воздух, только зачем? Зачем мы используем разные слова для этих двух сред, да и для остальных предметов и понятий? Ведь если представить, то всё вокруг - одни поля да элементарные частицы. На кой хрен заморачиваться и учить языки? Вот мудрые инопланетянцы из "Южного парка" поступают просто - называют все вещи одним словом "марквар". И не парятся.

[mm7]

Сообщение от lop

"Возможно всё, что мы можем себе представить"(с) проф. Фарнсворт ...

Ты передергиваешь. Твои примеры из другой оперы.
Ты говоришь о неких воображаемых противоположных силах, в большой степени компенсирующих друг друга и в результате из разницы возникает реальная сила.
У меня этого не было. Я говорю о сразу реальных силах. Абстрактная форма изложения не отменяет реальности сред А и Б. Они могут быть воздухом и водой. Но могут быть маслом и водой, спиртом и воздухом, и даже воздухом и воздухом. И это будут не воображаемые, а реальные ситуации. И законы в них работают одни и те же. Независимо от сред.
Можно, конечно, усложнить и ввести много сред с кривыми направлениями их движений. Но это будет лишь частный случай двухсредных отношений.
И двухсредность нам ближе - воздух и вода. Хотя бывает и многосредность - воздух-лед-вода, воздух-лед-вода-земля (парусный ледокол на якоре).
Можно и односредный вариант рассматривать - воздух или воду. Но тогда тело в нем будет покоиться - плыть с его же скоростью, так как не сможет "зацепиться" за другую среду. Не будет гидро/аэро динамики (конечно если нет ускорений движения среды, но тогда надо вводить массу тела в эту систему).
Или надо будет ввдить воображаемый "якорь", делающий тело неподвижным в движущейся мимо него среде. Но зачем усложнять?
Абстрактная модель среда-тело-среда вполне отражает парусный спорт. Потому и была использована.
И еще для того, чтобы подчеркнуть подобность обеих сред, одинаковость законов по которым они взаимодействуют с телом, и аналогичность сил этих взаимодействий.
Грубо говоря - если к парусу применим термон "тяга", то аналогично он может быть применен и к плавнику.
Он может называться по-другому, иметь устоявшийся, т.н. правильный термин.
Я ж не против называть все правильными, т.е. устоявшимися терминами.
И даже спрашивал - какой на самом деле устоявшийся термин для той силы о которой шла речь - аналога тяги на парусе.
Но ты же не его не называешь. А только потешаешься над моим, может и неуклюже звучащем, термином "тяга плавника".

Скажи мне правильный термин и я его буду использовать. И не будет непоняток.

[lop]

Ну как же из другой оперы? Из этой самой. Мы обозначаем разные вещи разными словами, чтобы наши собеседники нас могли понимать, а вовсе не для того, чтобы вводить их в заблуждение. Посмотри на свой рисунок. На плавник действует реакция воды. Согласен. Ещё на него действует реакция доски, сила и момент, с которыми доска действует на крепление плавника. Тоже согласен. Можно ещё упомянуть силу тяжести, но она перпендикулярна плоскости рисунка и тут не нужна. Всё, других сил на плавник не действует. В этой системе координат, связанной с плавником/доской, плавник неподвижен, следовательно, сумма сил на него равна нулю. Значит, реакция доски должна равняться реакции воды. Между ними равновесие. Поэтому возникают вопросы:
1. С какой стати реакцию доски на плавник называть "силой ветра собранной парусом и переданной на плавник через шарнир и ноги серфингиста"? Где ветер и где плавник? Давай уже тогда назовём её "результирующей сил давления воздуха, движущегося вследствии неравномерности нагрева поверхности Земли солнечным излучением и вызванного этой неравномерностью разницей давлений в атмосфере, на парус, передаваемой с паруса через мачту и гик на шарнир, трапшкот, руки туловище и ноги человека через корпус доски на верхнюю часть плавника, находящуюся в плавниковом колодце". Можт эту силу вообще назвать "последствием неравномерности нагрева земной поверхности вследствии вращения и прецессии Земли вокруг Солнца? Ведь первопричина-то в этом, а не в "силе ветра". Если мы собираемся производит анализ (то есть, разложение) сил, нам нужно и составные части сложного объекта тоже разделить, чтобы не путаться, что есть непосредственная причина, а что - следствие.Ты этот этап решил опустить, приложить силу ветра прям к плавнику, вот и результат.
2. Откуда взялся "драг"? Если это часть реакции воды, то почему он ей вроде бы перпендикулярен. И если мы раскладываем реакцию воды на компоненты, одной из которых является "драг", то где ортогональная ему компонента, почему она не нарисована?
3. Откуда взялась "Тяга плавника"? Если, опять же, это проекция "силы ветра", то бишь, реакции доски на продольную ось плавника, то где вторая, нормальная к оси компонента?
4. Если же "Драг" и "Тяга плавника" не проекции реакций воды и доски на плавник, то какова их природа? Если всё же проекции, хотя по рисунку предположить это сложно, то почему они такие разные, у нас что, система координат неинерциальная и будет разгоняться пока не достигнет скорости света? А может её и обгонит.

Чтобы понимать друг друга, люди должны говорить на одном языке, используя общие термины. Иначе понимания не получится.
Аэродинамическая сила на парусе, в проекции на ось доски, называется тягой паруса. Но это тяга именно паруса, патамушта если верхушку отрезать от шарнира и гика, но вместо неё вдоль и поперёк доски к доске и гику приложить, посредством верёвок две силы: тягу паруса и ортогональную ей боковую силу паруса, то доска будет двигаться точно так же, как она двигалась до обрезания верхушки. Гидродинамическая сила на плавнике, в проекции на ось доски, называется сопротивлением плавника, направлена она в сторону, противоположную тяге паруса, и тягой плавника называть её можно только при очень буйной фантазии, или очень бедном словарном запасе. Если отрезать плавник, заменив его действие на доску силами натяжения верёвочек, одна из которых тянет доску назад, а другая вбок, то в горизонтальной плоскости доска продолжит своё движение так же, как делала это с плавником. Поэтому аналог тяги паруса на плавнике это гидродинамическое сопротивление плавника, продольная часть полной гидродинамической силы, действующей на плавник.Тяга паруса уравновешивается сопротивлением доски и плавника, доска движется с постоянной скоростью. Если бы тягу создавал и парус, и плавник, то сопротивление голой доски не смогло бы им двоим сопротивляться и доска вынуждена была бы двигаться всё быстрей и быстрей до наступления неприятных последствий.
Кстати, англицкий драг переводится на русский словом сопротивление, лифт - подъёмная сила. Хотя, если представить, то можно называть наоборот: подъёмную силу -лифтом, лицо - фэйсом, а стол - тэйблом. Видимо, так и произойдёт, когда все освободятся от матрицы.

[kvv515kvv]

Сообщение от mm7

Я завтра после обеда поеду. Обещают 39! узлов.

Просто интересно на какой доске собираешься завтра катать?
Формулу будешь брать на всякий случай?:)


теперь пару слов по вашему спору...
как я себе представляю виндсерфинг...

у меня есть доска с парусом и плавником... когда дует, ветер толкает парус вместе с доской а киль позволяет управлять всем этим и не в коем случае не наоборот... у плавника нет тяги... у паруса есть, у плавника нет... но если конечно представить, что НЕ ветер движется относительно воды а вода относительно ветра, то да... может тогда и плавник тянет всь комплект...
но я как то привык думать что когда я иду то двигаюсь именно я относительно земли, а не земля относительно меня,
если плывет лодка то плывет лодка оносительно воды а не вода относительно лодки ну и так далее...
если убрать парус то лодка остановится... потому как у нее пропадет тяга... а вот если убрать плавник, то лодка с парусом будет лететь как миленькая, пусть вниз по ветру,но будет, так как у нее есть тяга паруса...
могу это продемонстрировать - встать на нос и плыть (киль будет впереди над водой)
плавник помогает рулить всем этим... но он не тянет..

я это к тому, что зачем пытаться поставить все с ног на голову? какой в этом практичкский толк? как понимание что есть разные среды, взаимодействующие дру с другом, поможет выйти раньше на глис?:)

ладно, чего это я завелся... наверное потому что приехал на озеро прождал ветра 2 часа и уехал домой :)
везде вокруг в радиусе 50км дуло 30-40кмч, на черибич был чуть ли не штиль....
вся надежда назавтра... :) но завтра местный прогноз грозит ветер местами до 100 кмч...
то штиль блин, то ураган... че за дурацкий такой вид спорта :)

[mm7]

Сообщение от lop

Посмотри на свой рисунок. На плавник действует реакция воды. Согласен. Ещё на него действует реакция доски, сила и момент, с которыми доска действует на крепление плавника. Тоже согласен. Всё, других сил на плавник не действует. В этой системе координат, связанной с плавником/доской, плавник неподвижен, следовательно, сумма сил на него равна нулю. Значит, реакция доски должна равняться реакции воды. Между ними равновесие.

Согласен, что плавник неподвижен относительно доски. Это очевидно.
Согласен, что между плавником и водой равновесие в поперечном направлении.
(хотя какой-то некоторый дрейф там тоже есть)
Но с какой стати он неподвижен относительно воды в продольном направлении, если он двигается вперед?
Во первых от доски на него действует сила поперек и повдоль вперед, но не только она толкает его вперед.
От воды на него тоже действует:
- сила поперек - "реакция воды" - это подьемная сила.
- сила повдоль назад - сопротивление воды - складывающееся из сопротивления подьемной силы, лобового сопротивления, поверхностного трения, сопротивления на создания волн.
- сила повдоль вперед - названная мной "тяга плавника"
Это наш камень преткновения. Ты говоришь, что ее вообще нет. Я говорю - она есть.
Если есть тяга на парусе, когда на него сбоку давит ветер, то почему не может быть тяги на плавнике когда на него сбоку давит вода?

Сообщение от lop

Поэтому возникают вопросы:
1. С какой стати реакцию доски на плавник называть "силой ветра собранной парусом и переданной на плавник через шарнир и ноги серфингиста"? Где ветер и где плавник? Давай уже тогда назовём её "результирующей сил давления воздуха, движущегося вследствии неравномерности нагрева поверхности Земли солнечным излучением и вызванного этой неравномерностью разницей давлений в атмосфере, на парус, передаваемой с паруса через мачту и гик на шарнир, трапшкот, руки туловище и ноги человека через корпус доски на верхнюю часть плавника, находящуюся в плавниковом колодце". Можт эту силу вообще назвать "последствием неравномерности нагрева земной поверхности вследствии вращения и прецессии Земли вокруг Солнца? Ведь первопричина-то в этом, а не в "силе ветра". Если мы собираемся производит анализ (то есть, разложение) сил, нам нужно и составные части сложного объекта тоже разделить, чтобы не путаться, что есть непосредственная причина, а что - следствие.Ты этот этап решил опустить, приложить силу ветра прям к плавнику, вот и результат.

Ну во первых нагрев Солнца и вращение Земли не создает непосредственную силу давящую на парус. Это причина ветра, да, но это не сама сила. А ветер непосредственно давит на парус, парус на мачту и гик, мачта и гик через шарнир и тушку на доску, доска на плавник, а он на воду. Все в области простой механики, без превращения энергий. А как ты говоришь, можно и до Большого Взрыва дойти. Он же создал всю энергию Вселенной. Поэтому и написал "силой ветра собранной парусом и переданной на плавник через шарнир и ноги серфингиста". А так, да можно просто сказать, на плавник действует сила F под углом альфа. Согласен.

Сообщение от lop

2. Откуда взялся "драг"? Если это часть реакции воды, то почему он ей вроде бы перпендикулярен. И если мы раскладываем реакцию воды на компоненты, одной из которых является "драг", то где ортогональная ему компонента, почему она не нарисована?

"драг" - это сила направленная назад вдоль оси плавника - это сопротивление воды передвижению плавника в ней - складывающееся из сопротивления подьемной силы, лобового сопротивления, поверхностного трения, сопротивления на создание волн, ну и там прочих малых сил, кавитации например.

Сообщение от lop

3. Откуда взялась "Тяга плавника"? Если, опять же, это проекция "силы ветра", то бишь, реакции доски на продольную ось плавника, то где вторая, нормальная к оси компонента?

О! нормальная к оси компонента это "реакция воды".

Сообщение от lop

4. Если же "Драг" и "Тяга плавника" не проекции реакций воды и доски на плавник, то какова их природа? Если всё же проекции, хотя по рисунку предположить это сложно, то почему они такие разные, у нас что, система координат неинерциальная и будет разгоняться пока не достигнет скорости света? А может её и обгонит.

Если построить параллелепипед с точками: Центр, "реакция воды", "Тяга плавника" минус "Драг" и "Сила ветра", то все прекрасно совпадает. Все эти вектора действительно разные, как и должно быть, их длина зависит от угла на который плавник повернут от нормали к ветру - т.н. "угла увала".
Все эти вектора в сумме дают ноль.
Длина всех векторов, кроме "Драга", зависит от угла увала.
Да, "Драг" имеет компонету "сопротивление подьемной силы" и она зависит от угла атаки. И по идее он должен быть повернут на угол атаки. Но на рисунке этого не видно. Там для простоты он нарисован как лобовое сопротивление, сопротивление на трение, на волны и тп. Как бы с нулевым углом атаки.

Сообщение от lop

Чтобы понимать друг друга, люди должны говорить на одном языке, используя общие термины. Иначе понимания не получится.
Аэродинамическая сила на парусе, в проекции на ось доски, называется тягой паруса. Но это тяга именно паруса, патамушта если верхушку отрезать от шарнира и гика, но вместо неё вдоль и поперёк доски к доске и гику приложить, посредством верёвок две силы: тягу паруса и ортогональную ей боковую силу паруса, то доска будет двигаться точно так же, как она двигалась до обрезания верхушки. Гидродинамическая сила на плавнике, в проекции на ось доски, называется сопротивлением плавника, направлена она в сторону, противоположную тяге паруса, и тягой плавника называть её можно только при очень буйной фантазии, или очень бедном словарном запасе. Если отрезать плавник, заменив его действие на доску силами натяжения верёвочек, одна из которых тянет доску назад, а другая вбок, то в горизонтальной плоскости доска продолжит своё движение так же, как делала это с плавником.

Не, ну почему "одна из которых тянет доску назад, а другая вбок"? А где веревочка "вперед"? У меня она есть. Поэтому несколько в увал я легче разгоняюсь чем в галфвинд.

Сообщение от lop

Если бы тягу создавал и парус, и плавник, то сопротивление голой доски не смогло бы им двоим сопротивляться и доска вынуждена была бы двигаться всё быстрей и быстрей до наступления неприятных последствий.

Доска в этой системе вообще играет ту же роль, что и сила тяжести о которой ты писал выше. Т.е. никакую. Она лишь плавучая или глиссирующая подставка чтобы не дать всей системе утонуть. Ну да, она создает сопротивление, через нее передается сила от верхушки к плавнику и обратно. Но она не создает Движения. обычно. если не ребрить.
А система создающая Движение это с одной стороны - парус, воткнутый в воздух, с другой - плавник/шверт/киль, воткнутый в воду. Заметь, они ведь только вместе нормально работают. Убери один и будет дрейф со скоростью среды в которой находится другой. Убери плавник - будет дрейф в воде со скоростью ветра (если пренебречь сопротивлением, конечно). Убери парус - будет дрейф в ветре со скоростью воды. Непривычно звучит. Но это так.
Т.е. они "близнецы братья. Кто более матери-истории ценен?".
Чуешь к чему я опять клоню? К тому, что они оба создают тягу.

Это вот как если в ножницы между лезвий положить гвоздь поперек и надавить, гвоздь выскочит вперед. А какое из лезвий придало ему импульс? Оба! Каждое по отдельности просто-бы толкало гвоздь вверх или вниз.
Так и доска. Она как бы между лезвий паруса и плавника и только оба толкают ее вперед, да еще и быстрее ветра.

А всё быстрей и быстрей система двигаться не будет, хотя хотелось бы, так как сопротивление и воздуха и воды пропорционально квадрату скорости.
Подьемная сила тоже, но отношение Кл/Кд уменьшается со скоростью. Почему - не понял, но так пишут.
К тому же, как ты писал, вектор тяги паруса уменьшается с его прибиранием на скорости, так как подьемная сила паруса поворачивается все более перпендикулярно курсу.
Т.е. бесконечного ускорения не будет.

Сообщение от lop

Кстати, англицкий драг переводится на русский словом сопротивление, лифт - подъёмная сила. Хотя, если представить, то можно называть наоборот: подъёмную силу -лифтом, лицо - фэйсом, а стол - тэйблом. Видимо, так и произойдёт, когда все освободятся от матрицы.

Ну да, виноват, но по английски короче, да и литература в Сети всё больше на нём, поэтому многих русских терминов просто не знаю. Но я стараюсь. Учу.
Дак ведь и "русские" термины все больше голландские - галфвинд, бакштаг, мачта....

Сообщение от kvv515kvv

Просто интересно на какой доске собираешься завтра катать?
Формулу будешь брать на всякий случай?:)

На старой гоночной швертовке. Она узкая и длинная. Идет стабильно как Роллс-Ройс.
Формулу буду брать.

Сообщение от kvv515kvv

теперь пару слов по вашему спору...
зачем пытаться поставить все с ног на голову?

Да я понимаю. Мои доводы выглядят контринтуитивно.
Но мы же знаем, что многие вещи выглядят контринтуитивно (закон Бернулли, СТО/ОТО, кванты...) но тем не менее они верны.

[Леха@velokiev]

Сообщение от mm7

От воды на него тоже действует:
- сила поперек - "реакция воды" - это подьемная сила.
- сила повдоль назад - сопротивление воды - складывающееся из сопротивления подьемной силы, лобового сопротивления, поверхностного трения, сопротивления на создания волн.
- сила повдоль вперед - названная мной "тяга плавника"
Это наш камень преткновения. Ты говоришь, что ее вообще нет. Я говорю - она есть.

Ты может не обратил внимания, но еще в самом начале дискуссии лоп тебе сказал, что если докажешь наличие этой самой силы повдоль вперед - нобелевка будет железно!
Цитирую:

Сообщение от lop

Если эта вторая составляющая будет направлена вперёд, навстречу потоку, то считай, что нобелевская премия, патент на перпетуум мобиле и безбедное существование всех твоих родственников и их знакомых до седьмого колена у тебя в кармане. Это и будет плавник, создающий тягу.

Собственно, доказать проще всего экспериментально, тогда никто не сможет возразить, факт есть факт.
Схема может быть, например, такой: берешь плавник и тащишь его сквозь воду в бассейне/водоеме/ванной, просто рукой ощущая силу, которая на плавнике возникает, на разных углах атаки.
Возможно, в какой-то момент тебе покажется что не ты тащишь плавник, а плавник тащит тебя - это будет означать - да! появилась тяга!

[miken]

Сообщение от Леха@velokiev

Ты может не обратил внимания, но еще в самом начале дискуссии лоп тебе сказал, что если докажешь наличие этой самой силы повдоль вперед - нобелевка будет железно!

А можно мне будет тоже от той нобелевки откусить?
Товарищ Ньютон как-то высказался в том духе, что все инерциальные системы отчета равноправны.
Переходим в СО связанную с ветром (вполне себе инерциальную).
Видим полное отсутствие ветра и доску с парусом, которую набегающей водой тащит на ветер. Доска упирается в ветер парусом, а часть давления воды на плавник тащит ее вперед...
Имхо ситуация совершенно симметричная: доска не поедет и с парусом без плавника (будет просто дрейфовать по ветру), и с плавником без паруса (будет тупо сносить течением).
Просто мы ситуацию чаще всего рассматриваем с позиции тушки, и в силу бОльшей плотности воды оказываемся ближе к СО связанной с водой, чем с ветром.
Но принципиально это ничего не меняет: плавник двигает доску в той же степени, что и парус... Все имхо. и Ньютона

[Леха@velokiev]

Сообщение от miken

Но принципиально это ничего не меняет: плавник двигает доску в той же степени, что и парус... Все имхо. и Ньютона

Главное что меняется при таком подходе - направление "вперед".
Пример: стоишь у речки, втыкаешь плавник в течение. Таки да, плавник начинает тебя тянуть.

Но, увы, единственный вариант развернуть полную гидродинамическую силу на плавнике в сторону носика профиля - обтекать его с хвоста.

[miken]

Сообщение от Леха@velokiev

Главное что меняется при таком подходе - направление "вперед".
Пример: стоишь у речки, втыкаешь плавник в течение. Таки да, плавник начинает тебя тянуть.
Но, увы, единственный вариант развернуть полную гидродинамическую силу на плавнике в сторону носика профиля - обтекать его с хвоста.

Дык ведь и с парусом точно такая же фигня!
Стоишь на ветру, поднимаешь парус. Таки да, он начинает тебя тянуть.
Но единствнный вариант развернуть тягу вбок -- заставить ветер обтекать парус с задней шкаторины
Все ПОЛНОСТЬЮ симметрично.
Ну с точностью до турбулентностей, релятивистских поправок Эйнштейна (это уже в скоростной виндсерфинг) и тд

[lop]

Всё хуже, чем я думал. Тут не Мархая надо читать, а раздел "Механика" из учебников физики для средней школы.

[Леха@velokiev]

Сообщение от miken

Все ПОЛНОСТЬЮ симметрично.

Для тебя удивительно, что при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую вектор скорости может изменить направление?
Таки да, в школу.

[Шляпа]

АААААА.....ребята, не останавливайтесь!!!!! Это шедеврально!!!!!

Я уже пресс накачал , а также так называемый "мускулюс леватор ани" от дикого безудержного ржача......

Доска - просто подставка...и никуда не движится, если не ребрить.....а если ребрить, то полетит как пуля....потому все гонщеги и ребрят....ТЯГА то сумасшедшая!!! АААААА.....

[kvv515kvv]

Сообщение от miken

Имхо ситуация совершенно симметричная: доска не поедет и с парусом без плавника (будет просто дрейфовать по ветру),

еще как поедет... и это совсем не дрейф... поедет как миленькая, при определенном навыке даже полетит... правда почти не управляемо но поедет, а добавив плавник уже можно упрвлять куда ехать...

и с плавником без паруса (будет тупо сносить течением).

правильно... без паруса будет стоять на месте (не беря в расчет парусность самой доски)
не двинется ни на сантиметр... (двинется только если есть течение воды)

Просто мы ситуацию чаще всего рассматриваем с позиции тушки, и в силу бОльшей плотности воды оказываемся ближе к СО связанной с водой, чем с ветром.

а нафига считать по другому? ты когда едешь на велике тоже думаешь что ты стоишь на месте а едет земля относительно тебя? я понимаю что все относительно, но в реальном мире 999 человек из тысячи все таки считают что ветер движется отностельно воды а не наоборот...

Но принципиально это ничего не меняет: плавник двигает доску в той же степени, что и парус... Все имхо. и Ньютона

ладно поехал катать... спорить с Ньютоном не буду :)