Можно ли разогнать парусную лодку направляя на паруса поток воздуха

Будет ли двигаться парусная лодка вперёд, если на корме установить мощный вентилятор и направить поток воздуха в парус? (см. в конце открывшейся страницы http://www.college.ru/modules.php?name= … nk0=const, при F1+F2=0. Если сумма сил равна нулю, то по какой такой загадочной причине парусник плывёт? Что обеспечивает и поддерживает движение парусника с постоянной скоростью?
http://sail.mirit.ru (здесь видеофрагмент испытаний модели парусника)
Классическая механика не имеет ответа на этот вопрос, или имеет?

Будет ли двигаться парусная лодка вперёд, если на корме установить мощный вентилятор и направить поток воздуха в парус? http://www.college.ru/modules.php?name= … nk0=const, при F1+F2=0. Если сумма сил равна нулю, то по какой такой загадочной причине парусник плывёт? Что обеспечивает и поддерживает движение парусника с постоянной скоростью?
http://sail.mirit.ru (здесь видеофрагмент испытаний модели парусника)
Классическая механика не имеет ответа на этот вопрос, или имеет?

Разрушители легенд — можно ли плыть дуя в свой парус?

Просто хорошый человек 18-10-2019 Ответить

cerera прав в том, что, если бы Вы показали “подопытным” фильм, то они бы задумались и нашли правильное объяснение происходящему. Я этот фильм не смотрел, но в том тексте, который поместил cerera в начале темы, прямо сказано, что парусник движется. Однако в моём случае это не играет роли, поскольку я уже обсуждал очень похожий вопрос.

Когда я ещё учился в аспирантуре, товарищ решил озадачить меня аналогичной проблемой, только вместо парусника была фотонная ракета, вместо вентилятора – лазер, направленный вперёд, а вместо паруса – зеркало, отражающее луч назад. Я представил себе происходящее и сразу сказал ему, что световое давление будет двигать такую “ракету” вперёд. По очень простой причине: луч света уходит назад и уносит с собой соответствующий импульс. По закону сохранения импульса, ракета должна двигаться в противоположном направлении (в данном случае – с очень малым ускорением). То, что происходит с лучом внутри ракеты, не имеет ни малейшего значения.
В данной задаче тоже нужно просто представить себе происходящее. Задача чуть сложнее, так как воздух засасывается из окружающей среды, а не берётся из внутреннего резервуара, но разница небольшая. Здесь есть только некоторые тонкости.
Если вентилятор находится далеко от паруса, то струя сильно расширится, частично смешается с окружающим воздухом, и до паруса может дойти слишком малая часть этой струи, а большая часть пройдёт мимо паруса. Тогда парусник будет двигаться назад. То же самое будет, если парус слишком маленький по сравнению с поперечником струи. Этот случай нам неинтересен.
Поэтому потерями струи по пути к парусу пренебрегаем. Далее важна форма того, что мы называем парусом. Если парус устроен так, что после взаимодействия с парусом струя продолжает двигаться вперёд по отношению к паруснику, то парусник, естественно, также будет двигаться назад.
Стало быть, будем предполагать, что парус отражает струю воздуха назад по отношению к паруснику. Здесь также надо не переборщить. Дело в том, что вентилятор у нас также находится сзади, и если значительная часть отражённой струи попадёт в зону всасывания вентилятора, то это приведёт к резкому падению эффективности нашего чудо-движителя. В предельном случае, когда вся отражённая струя всасывается вентилятором (например, парус представляет собой замкнутую оболочку вокруг вентилятора), никакого движения не будет: парусник становится замкнутой системой, а внутренние силы не могут привести систему в движение.
Итак, парус у нас устроен так, что он отражает попадающую на него струю назад, но не возвращает её прямо к входу в вентилятор. Конечно, струя воздуха – это не луч света, две струи не могут занимать один и тот же объём, поэтому отражённая струя будет расходящейся. Постепенно она будет смешиваться с окружающим воздухом, увеличивая свою массу и поперечное сечение и теряя скорость, и в вентилятор попадёт только очень малая часть этой струи.
Теперь рассмотрим начальную фазу движения, когда парусник и воздух покоятся (это чуть-чуть проще себе представить). Мы включаем вентилятор, он засасывает первоначально покоившийся воздух, направляет его к парусу, а парус отражает поток воздуха назад.
Постарайтесь как можно яснее представить себе картинку: парусник и поток воздуха, направленный по отношению к паруснику назад . Этой картинки достаточно , чтобы правильно ответить на вопрос о движении парусника. То, что Ваши инженеры не видят этой картинки, означает, что они просто не понимают, что здесь происходит. Ни о каком “достаточно глубоком понимании” здесь говорить нельзя. Их просто научили пользоваться формулами в некоторых стандартных ситуациях.
Итак, первоначально у нас воздух покоился, а спустя некоторое время мы видим, что некоторая масса (постоянно возрастающая) воздуха, провзаимодействовав с парусником (неважно, как именно), приобрела движение назад по отношению к паруснику. Первоначально суммарный импульс парусника и воздуха был равен нулю. По закону сохранения импульса, эта сумма должна остаться равной нулю (в начале движения сопротивлением окружающей среды можно пренебречь). Поэтому парусник должен иметь точно такой же по величине импульс, направленный вперёд. То есть, парусник будет двигаться вперёд.
Ссылка, которую указал cerera : Открытый Колледж.

Silpals Fiends 18-10-2019 Ответить

Цитата Можно ли плыть на парусной лодке, направляя на паруса поток воздуха от мощного вентилятора, находящегося на той же лодке?Опять не оговорены условия: пренебрегаем ли мы потерями на трение, турбулентность и пр…. Ладно, рассмотрим совершенно идеальный случай. Если считать, что весь воздух, нагнетаемый вентилятором, без всяких потерь попадает на парус, то мы останемся на месте, т.к. силы взаимно компенсируются. Вентилятор, с одной стороны, толкает воздух на парус, но тут же и испытывает противодействие со стороны этого воздуха (отталкивается от него). Силы в идеале равны и направлены в противоположные стороны. Ну разве что судно от натуги разорвёт… где-то между парусом и вентилятором
Цитата Что случится, если дуть мимо паруса?Поплывём в обратном направлении. Если дуть будем достаточно сильно (всё-таки трение между судном и водой присутствует, да и парус сильно мешается) . А если ещё вентилятор в воду опустим, то получим неплохой катер (при условии, что вентилятор герметичен, и ничего не закоротит).

VideoAnswer 18-10-2019 Ответить

Источник: topask.ru

Если, находясь на паруснике, создать сильнейший ветер, парусник поплывет?

Думаю, что тяга в парусах возникнет, но парусник останется на месте, так как поток воздуха от размещённого на палубе источника будет создавать реактивную тягу, направленную в противоположную тяге парусов сторону. Проще команде в безветренную погоду быстро переместиться на нос, создав таким образом дифферент. Паруса вместе с мачтой тоже наклонятся вперед.

Команда быстро-быстро пербегает на корму, создавая дифферент уже на неё. Паруса при этом зачерпнут воздух и продвинут судно немножко вперёд. Такой способ передвижения в штиль действительно используют на маленьких парусных судах. Он называется «голанить парусом» и запрещён правилами парусных гонок.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим

Водян ой [7.5K]

9 лет назад

Многое зависит от того, откуда мы будем брать воздух и куда направлять. Если, оба встречных потока будут направлены в одну сторону, толку по моему не будет, произойдет закольцевание. Если, поставить вентилятор, такой, как на аэросанях, и так же установить на корме, пойдет вперед. Если направить поток в парус, пойдет назад. Все это при условии безветренной погоды.

Парус можно сделать маленьким, маленьким и поставить далеко,далеко. В этом случае, он вообще не будет оказывать никакого влияния. Чем ближе парус к вентилятору, тем меньше скорость и сила потока, скорость и сила потока от вентилятора будет приближаться к 0.( Почти запутался ). Короче, задавать направление движению будет вентилятор, а парус будет играть роль заслонки для потока.Заслонка открыта (парус далеко) — мощность потока полная, заслонка закрыта (парус впритык к вентилятору) — мощность потока нулевая.

Источник: www.bolshoyvopros.ru