Вопрос №10081
 
 
 
 
Категории

 

Есть лодка, направленная против ветра, на ней стоит ветряк, он приводит в движение винт этой лодки. Может ли такая конструкция плыть против ветра?

Вася Пупкин · почти 8 лет назад · 8 ответов
 

 
почти 8 лет назад

Ясно, что при слабом ветре лодка не поплывет, энергии ветра может не хватить на преодоление винтом сопротивления среды.

Но что будет при плавном увеличении силы ветера? Поплывет? И если да, то как будет зависеть её кинематика от скорости ветра?

Хороший вопрос Ф топку
16
1
Ответы
triumphant · почти 8 лет назад

Может, если лодка имеет идеальную аэродинамическую форму. Иначе, в лучшем случае, будет стоять на месте(не будет уплывать по ветру).

 
 
Bagira · почти 8 лет назад

думаю может ...

 
 
Евгений · почти 8 лет назад

нет, не будет. по закону сохранения энергии сила, нужная для движения лодки должна быть больше силы ветра

 
Источник: курс средней школы
 
 
Сергей · почти 8 лет назад

Товарищ умный куда плыть-то собрался. Вот построй и проверь. Может весь мир удивишь.

 
Источник: Знания и теории хорошая штука.
 
 
Кост · почти 8 лет назад

Разумеется нет - чем больше сила ветра, тем больше нужна сила. чтобы плыть ему навстречу. А от скорости ветра мне кажется так будет зависеть - чем больше ветре, тем скорее ее будет относить назад.

 
 
Алексей · почти 8 лет назад

... А вот почему Карлсона, при его одновинтовой схеме движения, не крутит в противоположную вращению винта сторону?Неужели он создаёт такое движение варенья в животике,которое компенсирует возникающий вращающий момент?

 
 
Ответ выбран голосованием
SolarPath · почти 8 лет назад

Попробуем решить задачу качественно.
Для этого рассмотрим все возможные факторы, оказывающие влияние на нашу систему.

1. Ветер – единственный вид энергии, от которого может "запитаться" двигатель лодки, чтобы сообщить ей движение в необходимом направлении (параметр E).

2. Ветер действует на воду, создавая волны; волны несут лодку в направлении ветра. Силу воздействия волн на лодку обозначим параметром P1. Данный параметр есть функция силы ветра, т.е. P1=f(E) (чем сильнее ветер, тем больше волны, тем в большей степени лодку несет по ветру).

3. Ветер действует на лодку как на парус и несет ее в своем направлении. Величину поверхности лодки, на которую действует ветер, обозначим S1, а силу воздействия ветра на лодку параметром P2. Очевидно, P2=f(S1,E), т.е. сила воздействия ветра на лодку зависит от площади лодки и от силы ветра. Чем более обтекаемая форма лодки, тем в большей степени можно пренебречь данным фактором.

4. И, наконец, ветер действует на лопасти ветряка как на парус. Площадь лопастей ветряка или его парусность обозначим S2 (чем она больше, тем в большей степени лодка будет двигаться по ветру). Силу воздействия ветра на лопасти ветряка обозначим параметром P3. Аналогично, P3=f(S2, E). Данным фактором уже нельзя пренебречь, поскольку площадь лопастей ветряка значительная.

5. Коэффициент полезного действия ветряка, т.е. та часть энергии ветра попадающей на лопасти ветряка, которая будет преобразована во вращательную энергию винта – параметр a.

6. Параметр P4 – сила воздействия винта на воду, которая заставляет лодку двигаться в нужном нам направлении, например, против ветра. Очевидно, P4=E*a.

Для простоты сделаем допущение, что ветер не оказывает давления на лодку. Тогда P2=0.
Теперь у нас остались три фактора, действующие на лодку. Для того, чтобы лодка двигалась против ветра, необходимо выполнение следующего условия:
P4>=P1+P3
E*a>=f(E) + f(S2, E)

Как видим, решение задачи зависит от соотношения силы ветра, площади лопастей ветряка и КПД ветряка. Если для еще большей простоты принять парусность ветряка равной нулю, то для неподвижности лодки необходимо, чтобы сила воздействия волн на лодку уравновешивалась силой, которую развивает винт. А для движения лодки против ветра последняя должна быть больше.

 
Вася Пупкин · почти 8 лет назад

А можно ли качественно определить, бывает ли это неравенство истинным при каких-нибудь условиях? Может быть такого соотношения физически невозможно добиться?
Ведь левая часть (параметр a), фактичеки есть тоже не коэффициент, а функция от площади лопостей ветряка. Т.е. чем больше S2, тем больше P4, но и тем больше P3...

 
Вальдемар Маяковцев · почти 8 лет назад

Кстати, волны не перемещают плавающие на воде объекты продольно (горизонтальной плоскости), только раскаичват вверх-вниз. Это Вам любой моряк подтвердит, да собственно и любой технически образованый человек. Я не утверждаю, что Вы необразованы =) Ну просто бывает, небольшой косяк в рассуждениях. Но второй пунк категорически следует исключить из рассуждения.
А я сейчас соберусь с мыслями, и напишу уже наконец свой ответ юному технику.

 
SolarPath · почти 8 лет назад

Теперь по порядку.
1. Мой ответ Васи Пупкину
Все верно, просто необходимо все функции аналитически выразить через силу ветра, чтобы можно было решить это неравенство.
2. Мой ответ forajump'у
Если честно, то это для меня открытие. Я, действительно, не знал, что волны лишь раскачивают вверх-вниз. Я рассуждал примерно так: порывы ветра вызывает перемещение больших масс воды на поверхности водоема. Ети массы и увлекают за собой лодку. Где же тогда подвох? Чего я не учел?

 
Вальдемар Маяковцев · почти 8 лет назад

Подвох в том, что волна на воде является поперечной, и, при прочих равных условиях, не сопровождается горизонтальным смещением массы, вызывая только ее вертикальные колебания, увлекая за собой и плавающие на поверхности предметы. Это наглядно проиллюстрировано на анимации в соответствующей статье Википедии. Естественно, при этом не учитывается биение гребней волны о корпус судна.

 
 
 
timson · почти 8 лет назад

Может. Конечно стоило бы все рассчитать матаматически, но я уже ее забыл.

 
Источник: мое мнение, хотя оно может быть неверным.
 
 
 
 
 
Ссылка на этот вопрос
 
Поискать ответ на вопрос: ответы@mail.ru, otvety@google.ru, Яндекс.Ответы
 
Читать новые вопросы в: LiveJournal, Livinternet, Google Reader
 
Этот вопрос посмотрели 1726 раз, в среднем 4 просмотра в неделю (0.59)
 
 
 
 
 
 
Адрес друга:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

© vorum.ru — вопросы и ответы, 2006–2016
Пишите нам на in@vorum.ru

Администрация сервера не гарантирует точность и достоверность размещаемых пользователями материалов, а также не несет ответственности ни за какие задержки, сбои, удаление или несохранность какой-либо пользовательской информации.

Цифры не для всех: 170

 
 
× Нравится наш сайт?
Нажмите кнопку «Мне нравится» (Like), чтобы присоединиться к нам на Facebook