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

[Quantum]

Tocmai am vazut o emisiune "Mythbusters" care m-a surprins mult. Este vorba de intrebarea daca se poate folosi ceva de genul unui ventilator foarte puternic in interiorul unei barci care sa sufle in panze si astfel sa propulseze barca inainte. Au folosit o barca care are elicea aia la suprafata folosita pentru mlastini, i-au intors orientarea si au pus o panza, si au reusit sa faca barca sa se deplaseze cu 3 mile/ora. Asta contravine in aparenta legilor lui Newton. Deci se poate practic propulsa o barca sufland in panze din interiorul barcii (nu conteaza eficienta).
Eu eram convins ca nu se poate.
Nu pareau sa poata explica motivele exact. Eu banuiesc ca are un pic de a face cu frecarea cu apa, din cauza ca barca avea tendinta sa se roteasca si ei corectau permanent directia. Astfel ma gandesc ca poate combinatia dintre frecarea cu apa si corectarea directie transformau rotatia barcii in miscare inainte. Mai ales ca inainte au reusit sa faca experimentul pe o masinuta care nu avea nevoie de corectie in directie, dar avea frecare mare cu podeaua. Asta ma gandesc acum la cald dar poate gresesc.

[Eugen7]

Deci se poate practic propulsa o barca sufland in panze din interiorul barcii (nu conteaza eficienta).
Eu eram convins ca nu se poate.

Aerul este un fluid.
Fluidul (aerul) este "exterior" barcii si "independet" de ea. Elicea ventilatorului de pe barca, a pus fluidul (aerul) in miscare in directia panzei barcii. Astfel datorita principiului 3 al mecanicii lui Newton (actiune-reactiune)... barca este pusa in miscare.
In mod "normal" vantul "impinge" fluidul (aerul) in directia panzei barcii, insa in acest caz, elicea ventilatorului "impinge" aerul spre panza barcii.

Schimbarea direcției sau vitezei unei curgeri de fluid generează o forță. Mai exact, portanța apare atunci când curgerea unui fluid este "întoarsă" de către un obiect solid. Când curgerea este deviată într-o anumită direcție, portanța apare în direcția opusă, în concordanță cu principiul acțiunii și reacțiunii al lui Newton. Dat fiind că aerul este un fluid, moleculele sunt libere în mișcare și orice suprafață solidă poate devia curgerea.

Portanța este o forță mecanică, generată de interacțiunea și contactul dintre un solid și un fluid. Pentru a avea portanță, corpul solid trebuie să fie în contact direct cu fluidul. Deci, dacă nu există fluid, nu există nici mișcare.

Pe de altă parte, portanța este generată de diferența de viteză dintre corpul solid și fluid. Trebuie să existe o mișcare între obiect și fluid. Deci dacă nu există mișcare, nu se poate vorbi de portanță. Nu are importantă dacă fluidul este în mișcare și corpul e static, sau dacă corpul se mișcă în fluid.

Factorii care influențează portanța sunt forma și dimensiunea obiectului, viteza și direcția sa principală de mișcare față de fluid, densitatea fluidului, compresibilitatea și viscozitatea sa.

[florin_try]

Este vorba de intrebarea daca se poate folosi ceva de genul unui ventilator foarte puternic in interiorul unei barci care sa sufle in panze si astfel sa propulseze barca inainte. Au folosit o barca care are elicea aia la suprafata folosita pentru mlastini, i-au intors orientarea si au pus o panza, si au reusit sa faca barca sa se deplaseze cu 3 mile/ora. Asta contravine in aparenta legilor lui Newton. Deci se poate practic propulsa o barca sufland in panze din interiorul barcii (nu conteaza eficienta).

Nu cunosc detalii ca nu am vazut emisiunea. Cum alimentau ventilatorul?
Daca ventilatorul era alimentat prin ardere de benzina, atunci nu cred ca exista nici un motiv ca parte din energia data de benzina sa nu poata fi transformata in lucru util. Nu cunosc detalii ca nu am vazut emisiunea, dar nu are cum sa contrazica conservarea impulsului, cu mai degraba cred ca setup-ul lor de fapt nu era echivalent cu exemplu asta referitor la conservarea impulsului (cu suflatul in pinza).  

-----

Revin la intrebarea: suflind in pinza barcii, poti de fapt (in principiu) misca barca cu (sa zicem) 0.0001 nanometri?

------

Formulez alta intrebare: Ai o butelie cu gaz sub presiune. (intr-o barca). Dai drumu la gas. Generezi un fel de motor cu reactie nu?
Se va misca barca? In ce directie?

Dai drumu la acelasi gas in sub presiune asa incit sa sufle exact in pinza. Se va misca barca?

Si intr-un caz si in altul, tu eliberezi energie care e tocmai energia necesara de a comprima gazul, nu?  

-----

Cind sufli in pinze, nu esti de fapt un mini-motor cu reactie? Nu consumi din energia pe care ai inmagazinat-o (din alimente)?

[Quantum]

Aerul suflat din interior nu e chiar independent de obiect din moment ce ventilatorul e atasat pe barca, in comparatie cu vantul (legea 1).
Aerul inpins inainte spre panza impinge barca in spate (actiune-reactiune) si aerul din panza impinge barca in fata deci cele doua forte se compenseaza conform legii 3 (actiune-reactiune). Totusi in cazul asta se pare ca sunt niste "variabile" care permit barcii sa se deplaseze inainte.

[mercur]

Cât de sigur a fost experimentul lor? Oare barca nu era pur şi simplu dusă de curenţi?

[Eugen7]

Aerul suflat din interior nu e chiar independent de obiect din moment ce ventilatorul e atasat pe barca, in comparatie cu vantul (legea 1).

Eu am inteles ca in experiment s-a folosit un "hovercraft" care are elicea ventilatorului afara (adica in aer liber) si ca doar ventilatorul (care in mod normal sufla aerul din fata in spate barcii) a fost rotit sa sufle aerul din spatele barcii catre fata, inspre panze. In acest caz aerul este "exterior" barcii (hovercraft).

Sa inteleg ca in experiment atat ventilatorul cat si panzele erau intr-o incinta inchisa (in care aerul din interior nu avea contact cu cel din exterior)? Poti oferi mai multe detalii, eventual un link? Mersi.

[Quantum]

Cât de sigur a fost experimentul lor? Oare barca nu era pur şi simplu dusă de curenţi?

Experimentul parea foarte sigur. Erau pe un mic lac izolat fara curenti si fara vant (dupa spusele lor). Au reusit sa mearga cu 3 mph in orice directia vroiau in mod constant. Au reusit experimentul si pe o masinuta cu un mimi motor cu reactie. Initial experimentul nu reusea, se intampla ce ma asteptam eu in sensul ca cele doua forte se compensau reciproc si masinuta statea pe loc, asta folosind un mic ventilator. Doar folosind ceva de putere mare (mini motor cu reactie la masinuata, si ventilatorul ala puternic la barca) au reusit, deci puterea este un factor.
Interesant mi s-a parut ca nu pareau sa stie exact explicatia fizica deci nu au oferit prea multe explicatii. A fost premiera ieri, sigur o sa apara si pe Internet. Se numeste "Blown your own sail"

[Quantum]

Aerul suflat din interior nu e chiar independent de obiect din moment ce ventilatorul e atasat pe barca, in comparatie cu vantul (legea 1).

In acest caz aerul este "exterior" barcii (hovercraft).

Sa inteleg ca in experiment atat ventilatorul cat si panzele erau intr-o incinta inchisa (in care aerul din interior nu avea contact cu cel din exterior)? Poti oferi mai multe detalii, eventual un link? Mersi.

Curentul de aer este practic produs de barca deci nu poate fi considerat exterior. 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.
Din pacate nu am gasit nici un link semnificativ deocamdata, dar sigur o sa apara: "Mythbusters: Blow Your Own Sail"
http://www.monstersandcritics.com/smallscreen/news/article_1637631.php/Blow-Your-Own-Sail-with-MythBusters-May-11-VIDEO

[Eugen7]

Curentul de aer este practic produs de barca deci nu poate fi considerat exterior.

Consider ca explicatia din prima mea postare este utila pentru intelelegerea fenomenului. Aerul este exterior barcii.
Puteti viziona intregul episod pe urmatorul link:
http://tvtodays.com/mythbusters/episode-6-blow-your-own-sail.html

Revin cu cateva detalii la explicatia din prima postare.
Consideram aerul static si barca de asemenea statica. Daca incepe sa bata vantul in directia panzei barcii, adica aerul este pus in miscare cu ajutorul "vantului", atunci aerul care se ciocneste de panza, va impinge barca inainte.
Ventilatorul de pe barca pune aerul in miscare pe directia panzei barcii, efectul fiind identic cu cel al vantului. Nu se incalca nici un pricipiu al mecanicii. Pentru panza nu conteaza cine pune in miscare aerul (vantul sau ventilatorul de pe barca) ci pentru panza tot ceea ce conteaza este fluxul de aer care o loveste.

Putem face urmatoare analogie. Sa presupunem ca in loc de aer am avea o ghiulea de tun, iar panza ar fi din titan (ca sa reziste ). Barca este in repaus. Pentru panza barcii nu ar conta daca ghiuleaua de tun ar fi trasa de pe un tun exterior barcii sau de pe un tun de pe barca (fara recul), ci ar conta doar masa giulelei si viteza cu care aceasta loveste paza.

Putem inlocui ghiuleaua de tun cu o racheta si efectul ar fi acelasi.

[Quantum]

Putem face urmatoare analogie. Sa presupunem ca in loc de aer am avea o ghiulea de tun, iar panza ar fi din titan (ca sa reziste ). Barca este in repaus. Pentru panza barcii nu ar conta daca ghiuleaua de tun ar fi trasa de pe un tun exterior barcii sau de pe un tun de pe barca, ci ar conta doar masa giulelei si viteza cu care aceasta loveste paza.

Nu sunt de acord pentru ca tu nu consideri reactiunea in momentul cand tragi cu tunul. Deci conteaza unde se afla tunul.

[Eugen7]

Putem face urmatoare analogie. Sa presupunem ca in loc de aer am avea o ghiulea de tun, iar panza ar fi din titan (ca sa reziste ). Barca este in repaus. Pentru panza barcii nu ar conta daca ghiuleaua de tun ar fi trasa de pe un tun exterior barcii sau de pe un tun de pe barca, ci ar conta doar masa giulelei si viteza cu care aceasta loveste paza.

Nu sunt de acord pentru ca tu nu consideri reactiunea in momentul cand tragi cu tunul. Deci conteaza unde se afla tunul.

Exista tun fara recul.
Daca reactiunea este "problema" (desi consider ca in acest caz se poate face abstractie de ea), inlocuieste ghiuleaua de tun cu o racheta.

[Eugen7]

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).

[Mihnea Maftei]

Putem face urmatoare analogie. Sa presupunem ca in loc de aer am avea o ghiulea de tun, iar panza ar fi din titan (ca sa reziste ). Barca este in repaus. Pentru panza barcii nu ar conta daca ghiuleaua de tun ar fi trasa de pe un tun exterior barcii sau de pe un tun de pe barca, ci ar conta doar masa giulelei si viteza cu care aceasta loveste paza.

Nu sunt de acord pentru ca tu nu consideri reactiunea in momentul cand tragi cu tunul. Deci conteaza unde se afla tunul.

Salutare. Sunt de acord cu comentariul lui Quantum impotriva explicatiei lui Eugen7.

Am gasit o solutie care rezolva problema si permite barcii sa inainteze. Am atasat desenele mele referitare la asta.

Barca din stanga nu inainteaza pentru ca ventilatorul impinge barca spre dreapta pe de o parte, si spre stanga pe de alta parte, prin intermediul panzei.

Barca din stanga inainteaza pentru ca, daca nu ar fi panza, ventilatorul (acum avand un tub curbat), nu are niciun efect net asupra barcii. Sper ca desenele sunt sugestive...

[Eugen7]

Barca din stanga nu inainteaza pentru ca ventilatorul impinge barca spre dreapta pe de o parte, si spre stanga pe de alta parte, prin intermediul panzei.

Barca din stanga inainteaza pentru ca, daca nu ar fi panza, ventilatorul (acum avand un tub curbat), nu are niciun efect net asupra barcii.

Consider ca rationamentele tale sunt eronate.
Nu intru prea mult in amanunte, te rog doar sa vizionezi filmul si o sa observi ca functioneaza tocmai situatia despre care afirmi ca "nu se poate" (barca nu inainteaza).

Consider ca legea conservarii energiei (despre care am vorbit in postarea anterioara) este elocventa in intelegerea acestui experiment.

[Quantum]

Daca reactiunea este "problema" (desi consider ca in acest caz se poate face abstractie de ea), inlocuieste ghiuleaua de tun cu o racheta.

Eu consider ca nu se poate face abstractie de reactiune. 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. Eu nu vorbesc de conservarea energiei, ci de faptul ca teoretic forta de inaintare ar trebui sa fie egala cu forta de reactiune. Daca n-ai avea panze barca ar merge inapoi. Panza ar trebui cel mult sa opreasca barca, nu sa o faca sa mearga inainte (in aparenta). Eu cred ca este ceva mai complex aici, o anumita circumstanta in practica pe care nu o inteleg.
Pentru a inlatura orice confuzie, eu consider ca nu este nici o problema cu nici o lege a fizicii, doar ca exista un complex de factori care complica experimentul (sau cel putin eu nu inteleg fenomenul) si rezultatul pare contrar intuitiei bazate pe aplicarea teoretica a legilor lui Newton