Ştiri:

Vă rugăm să citiţi Regulamentul de utilizare a forumului Scientia în secţiunea intitulată "Regulamentul de utilizare a forumului. CITEŞTE-L!".

Main Menu

"Mythbusters" si barca propulsata sufland in panze din interiorul barcii

Creat de Quantum, Mai 12, 2011, 05:38:48 AM

« precedentul - următorul »

0 Membri şi 1 Vizitator vizualizează acest subiect.

Mihnea Maftei

Citat din: Eugen7 din Mai 12, 2011, 04:07:42 PM
Citat din: Quantum din Mai 12, 2011, 03:11:30 PM
Adica ce castigi prin curentul de aer impingand panza pierzi prin reactiunea barcii in momentul producerii curentului (ventilatorul este atasat de barca). Adica putem considera ca stam in barca si suflam in panze.
Consider ca acest rationament este eronat. Nu se poate incalca legea conservarii energiei.
Dupa cum spunea si florin_, ventilatorul este pus in miscare printr-un consum de energie care trebuie sa se reflecte la "iesirea" ventilatorului, mai exact in fluxul de aer de la iesirea ventilatorului.
Energia totala a sistemului trebuie sa fie: energia consumata pentru punerea in miscarea ventilatorului+energia aerului de la intrarea in ventilator=energia aerului de la iesirea din ventilator (care este transferata panzei).

Conservarea energiei nu e relevanta in problema asta, ci conservarea impulsului.

E posibil ca, desi la prima vedere configuratia din experiment pare la fel ca in partea din stanga a primei mele figuri, de fapt, desenul mai aproape de realitate are fi cel pe care l-am atasat la postarea asta. Asta pentru ca elicea din experiment nu este ideala ca sa traga aerul perfect pe orizontala, ci trage aer si de prin lateral. Conform noului desen, gandindu-ne la conservarea impulsului se observa ca ar putea exista un mic impuls net spre stanga. Astfel nava ar putea inainta.

Electron

Citat din: Mihnea din Mai 12, 2011, 09:21:43 PM
Conservarea energiei nu e relevanta in problema asta, ci conservarea impulsului.

E posibil ca, [...] de fapt, desenul mai aproape de realitate are fi cel pe care l-am atasat la postarea asta.
Ce anume reprezinta sagetile din desenul tau?

e-
Don't believe everything you think.

Mihnea Maftei

Directiile pe care circula aerul. Mi se pare destul de clar.

Daca consideram aceste sageti ca fiind vectori ce reprezinta impulsul diferitelor mase de aer reprezentate in desen, atunci, in ultimul meu desen, vectorul cel mai din stanga este suma vectoriala a celorlalti trei vectori (dar nu am respectat proportiile in desen).

Electron

De acord, dar de ce consideri doar impulsul maselor de aer? Ceva sigur lipseste din analiza ta, deoarece, conform rationamentului tau se ajunge la exact aceeasi concluzie si daca nu am avea deloc panza de pe catarg, in timp ce e cat se poate de clar ca daca nu ar avea catargul cu panza, barca s-ar deplasa invers (spre dreapta in desenul tau).

e-
Don't believe everything you think.

Mihnea Maftei

Nu am intentionat ca desenele mele sa fie foarte riguroase. Te referi la faptul ca nu am reprezentat impulsul masei de aer reflectate de panza? Si eventual, impulsul barcii care rezulta din toata povestea?

mircea_p

@Mihnea
Cred ca te complici prea mult luand in considerare miscari laterale si alte detalii. Pe de alta parte ignori tocmai elementul esential: aerul care se misca spre spatele barcii. Cand ventilatorul sufla aer inspre spate si barca se msica inainte, se pare ca nimeni nu isi face probleme cu miscarea barcii.
Cand sufla inainte si aerul este deflectat de panza spre inapoi, efectul global este acelasi, in principiu, dar mult mai ineficient: o masa de aer este impinsa spre spatele barcii si barca se misca inainte.
Nu conteaza ce face aerul in interiorul barcii. Poti sa-l sufli si printr-o spirala, ducandu-se ianinte si inapoi (ba si lateral) de cateva ori. Daca in cele din urma "iese din barca" spre inapoi, barca se va misca inainte. Nu neg ca e intersant de inteles detaliile despre cum se schimba impulsul la fiecare schimbare de directie. Sufland spre panza, o mare parte din aer se va misca totusi inainte si lateral, ocolind panza sau/si creaind turbulente. Cazul aerului e complicat de analizat in detaliu oricum. Dar poti considera aruncarea unei bile (sau o minge de tenis) care se ciocneste de un peretele montat vertical in barca (sa joci tenis la perete) si apoi zboara inapoi fara sa mai atinga barca (cade in apa undeva in spatele barcii). Care va fi miscarea rezultanta a barcii?

A.Mot-old

Sa presupunem ca nu sunt curenti in apa si nici in aer atunci cu ventilatorul solidar cu barca nu va putea produce miscare in nicio directie si nici macar rotire.Explicatia este simpla si consta in faptul ca acel curent de aer dat de ventilator impinge barca (prin intermediul panzei) in sensul curentului de aer respectiv cu aceiasi forta dar de sens contrar cu forta de reactiune ce apare in punctul de legatura al ventilatorului cu barca........

In cazul cand exista curenti de aer naturali atunci barca este solicitata de vant si asupra peretilor barcii dar si asupra panzei si ca atare barca cu panze se misca.....mai mult vantul actioneaza si asupra apei facand valuri ceea ce face ca viteza barcii cu panze sa creasca.

Daca de pe o barca cu motor se creaza curenti artificiali asupra unei barci cu panze atunci barca cu panze se va misca.
Adevărul Absolut Este Etern!

Eugen7

Citat din: Quantum din Mai 12, 2011, 07:17:16 PM
Daca inlocuiesti cu racheta pica analogia pentru ca racheta are sistem de propulsie propriu deci poate fi considerat exterior barcii. Asta in timp ce aerul trebuie impins in mod constant de ventilator.
Am inteles rationametul tau. O sa detalizez putin explicatia mea.

Citat din: Quantum din Mai 12, 2011, 07:17:16 PM
Eu nu vorbesc de conservarea energiei,
Eu consider ca tocmai legea conservarii energiei este "cheia" intelegerii acestul fenomen. In experimentul studiat, putem considera ca aerul doar transfera energia de la motor la panza (mai exact energia consumata pentru a mentine motorul ventilatorului in functiune).

Rationamentul este urmatorul:
Sa ne inchipuim ca suntem in barca si avem instalata o catapulta pe barca. Conform legii conservarii energiei, daca lansam proiectiul spre panza barcii, energia potentiala stocata in catapulta va fi transferata panzei barcii sub forma de energie cinetica. Cand proiectilul va lovi panza conform principiului 3 al mecanicii newtoniene (actiune-reactiune) barca va fi impinsa inainte.

Astfel, putem considera ca in cazul nostru real (cel testat in experiment), energia consumata pentru mentinerea in functiune a ventilatorului este trasferata panzei barcii prin intermediul aerului. (De aceea a fost necesar un ventilator de putere suficient de mare pentru a pune barca in miscare. Cu cat puterea ventilatorului este mai mare, deci energia consumata pentru mentinerea in functiune a motorului ventilatorului la paramentrii nominali este mai mare, cu atat viteza barcii este mai mare, caci panza barcii primeste mai multa energie de la motor prin intermediul aerului).

"Stiu ca nu stiu nimic dar stiu ca pot sti mai multe decat stiu" (Socrate)

Eugen7

Citat din: mircea_p din Mai 13, 2011, 04:03:19 AM
Nu conteaza ce face aerul in interiorul barcii. Poti sa-l sufli si printr-o spirala, ducandu-se ianinte si inapoi (ba si lateral) de cateva ori. Daca in cele din urma "iese din barca" spre inapoi, barca se va misca inainte.
Bineinteles.

Citat din: mircea_p din Mai 13, 2011, 04:03:19 AM
Dar poti considera aruncarea unei bile (sau o minge de tenis) care se ciocneste de un peretele montat vertical in barca (sa zoci tenis la perete) si apoi zboara inapoi fara sa mai atinga barca (cade in apa undeva in spatele barcii). Care va fi miscarea rezultanta a barcii?
Exact aceasta situatie am expus-o in postarea anterioara. In acest caz energia bilei va fi trasferata panzei si barca se va deplasa inainte (evident daca bila are suficienta energie).
"Stiu ca nu stiu nimic dar stiu ca pot sti mai multe decat stiu" (Socrate)

Electron

Citat din: Mihnea din Mai 12, 2011, 11:41:23 PM
Nu am intentionat ca desenele mele sa fie foarte riguroase. Te referi la faptul ca nu am reprezentat impulsul masei de aer reflectate de panza? Si eventual, impulsul barcii care rezulta din toata povestea?
Ma refer la faptul ca doar analiza impulsului maselor de aer din jurul ventilatorului nu justifica ceea ce tu vrei sa concluzionezi.

e-
Don't believe everything you think.

Electron

Citat din: A.Mot din Mai 13, 2011, 08:39:12 AM
Sa presupunem ca nu sunt curenti in apa si nici in aer atunci cu ventilatorul solidar cu barca nu va putea produce miscare in nicio directie si nici macar rotire.
Din emisiunea despre care e vorba in acest topic, rezulta ca nu ai dreptate, demonstrat practic.

e-
Don't believe everything you think.

mircea_p

Citat din: Eugen7 din Mai 13, 2011, 09:29:02 AM
Citat din: mircea_p din Mai 13, 2011, 04:03:19 AM
Dar poti considera aruncarea unei bile (sau o minge de tenis) care se ciocneste de un peretele montat vertical in barca (sa zoci tenis la perete) si apoi zboara inapoi fara sa mai atinga barca (cade in apa undeva in spatele barcii). Care va fi miscarea rezultanta a barcii?
Exact aceasta situatie am expus-o in postarea anterioara. In acest caz energia bilei va fi trasferata panzei si barca se va deplasa inainte (evident daca bila are suficienta energie).

Doar ca in momentul cand arunci bila inainte barca incepe sa se miste inapoi. Cand bila loveste peretele barca isi poate schimba directia miscarii, daca ciocnirea este elastica sau macar partial elastica. Insa detaliile nu conteaza. Daca in satrea finala avem o bila (initial parte a barcii) miscandu-se inapoi (fata de apa) barca trebuie sa  sa miste inainte fata de apa (presupunand ca starea initiala era baraca si bila in repaus fata de apa).
Dar conservarea energiei nu este metoda cea mai indicata sau relevanta aici. De fapt nici nu e sigur ca energia se conserva. In cazul cu aerul, in mod sigur exista disipare si nu se conserva. Oricum, in discutie  nu era faptul daca sau nu energia se conserva.

Cred ca e vorba de o confuzie, legata de alte situatii cum ar fi: "poti sa te tragi de par in sus" sau  "poti sa pui in miscare o masina inpingand in parbriz?".
Raspunsul depinde in mod esential de faptul ca sistemul este (sau nu) inchis.  Daca pui un picior pe asfalt, poti impinge masina inainte.
Interactionand cu aerul (sau apa) inconjuratoare poti misca barca.

Quantum

Citat din: mircea_p din Mai 13, 2011, 05:05:54 PM
Raspunsul depinde in mod esential de faptul ca sistemul este (sau nu inchis).  Daca pui un picior pe asfalt, poti impinge masina inainte.
Interactionand cu aerul (sau apa) inconjuratoare poti misca barca.
Cred ca aceasta este concluzia esentiala. Intr-adevar eroarea in rationamentul meu cred ca provine din faptul ca consideram cazul un sistem inchis cand defapt nu este.
Multumesc pentru comentarii tuturor.

Mihnea Maftei

Citat din: mircea_p din Mai 13, 2011, 04:03:19 AM
@Mihnea
Cred ca te complici prea mult luand in considerare miscari laterale si alte detalii. Pe de alta parte ignori tocmai elementul esential: aerul care se misca spre spatele barcii. Cand ventilatorul sufla aer inspre spate si barca se msica inainte, se pare ca nimeni nu isi face probleme cu miscarea barcii.
Cand sufla inainte si aerul este deflectat de panza spre inapoi, efectul global este acelasi, in principiu, dar mult mai ineficient: o masa de aer este impinsa spre spatele barcii si barca se misca inainte.
Nu conteaza ce face aerul in interiorul barcii. Poti sa-l sufli si printr-o spirala, ducandu-se ianinte si inapoi (ba si lateral) de cateva ori. Daca in cele din urma "iese din barca" spre inapoi, barca se va misca inainte. Nu neg ca e intersant de inteles detaliile despre cum se schimba impulsul la fiecare schimbare de directie. Sufland spre panza, o mare parte din aer se va misca totusi inainte si lateral, ocolind panza sau/si creaind turbulente. Cazul aerului e complicat de analizat in detaliu oricum. Dar poti considera aruncarea unei bile (sau o minge de tenis) care se ciocneste de un peretele montat vertical in barca (sa joci tenis la perete) si apoi zboara inapoi fara sa mai atinga barca (cade in apa undeva in spatele barcii). Care va fi miscarea rezultanta a barcii?


Exemplul tau cu mingea de tenis m-a ajutat sa inteleg fenomenul (zic eu). Experimentul de la Myth Busters este echivalent cu a juca tenis la perete cum ai zis tu. Imi este clar ca jucand astfel tenis la perete (dar lasand mingea sa cada in apa in spate), barca va inainta, datorita conservarii impulsului sistemului barca + minge.

Greseala pe care am facut-o eu (si cred ca si Quantum si ceilalti care credeau ca e imposibil) este ca, in loc sa considere experimentul echivalent cu jocul de tenis la perete, l-am considerat echivalent cu un joc la perete in care mingea ramane infipta in perete (nu ricoseaza). Incerc sa fiu riguros; sper sa fiu si inteligibil. Sa consideram ca barca e langa o stanca (ca sa avem un reper; consideram sistemul de referinta legat de stanca). De asemenea, consideram vitezele spre dreapta ca fiind pozitive.

1. Initial, inainte de a se fi lovit mingea, sistemul barca + minge are impulsul 0 (avand o viteza 0 fata de stanca).
2. Imediat dupa ce mingea e lovita, barca are impulsul p si se misca spre dreapta (daca mingea este servita spre stanga), iar mingea are impulsul -p. Sistemul minge + barca are tot impulsul 0, bineinteles.
3. Dupa ce mingea se loveste de perete, ea, ricosand inapoi (cu o viteza mai mare fata de stanca decat viteza cu care se misca barca inapoi fata de stanca la puncul 2.), transfera barcii un impuls spre stanga mai mare, in marime absoluta, decat p (daca ar fi ramas infipta in perete ar fi tranferat barcii exact impulsul -p). Daca ricoseul este perfect elastic si barca are o masa mult mai mare decat mingea, atunci impulsul transferat de minge barcii este aproape -2p.
4. Deci, acum barca are un impuls de aproximativ p+(-2p)=-p (oricum, impulsul e negativ si, deci, barca se deplaseaza spre stanga).

Mihnea Maftei

Citat din: Electron din Mai 13, 2011, 11:35:20 AM
Citat din: Mihnea din Mai 12, 2011, 11:41:23 PM
Nu am intentionat ca desenele mele sa fie foarte riguroase. Te referi la faptul ca nu am reprezentat impulsul masei de aer reflectate de panza? Si eventual, impulsul barcii care rezulta din toata povestea?
Ma refer la faptul ca doar analiza impulsului maselor de aer din jurul ventilatorului nu justifica ceea ce tu vrei sa concluzionezi.

e-

Ai dreptate. Analiza din postarea mea precedenta raspunde satisfacator criticilor tale legate de primul meu rationament?