Hvis vi tilslutter en ventilator i slutningen af en båd og tænder den, vil båden bevæge sig? [duplikat]

Hvis din fan-båd er i vakuum, vil de ikke bevæge sig. I luften vil de. Din antagelse er i konflikt med din intuition fordi du isolerede systemet fra luften, hvilket ikke burde.

Kommentarer

• Han overvejede heller ikke vandets træk; det ville trods alt ikke flyve i en ideal-kinematisk verden: p

Der er ingen tvivl om, at et sådant system ville bevæge sig, som andre mennesker her siger, et sådant system kan desuden være ret praktisk og bruges faktisk i sumpet / lavt vand ( https://en.wikipedia.org/wiki/Airboat )

Båden kan naturligvis bevæge sig fremad. Sådan bevæger fly sig også. Turbinerne osv. Får væsken til at bevæge sig baglæns, så båden eller flyet skal bevæge sig fremad. En mere interessant kendsgerning er, at den også kan bevæge sig fremad ved at skabe “vind fremad” ved sin egen fan, hvis denne vind reflekteres fra sejlet.

Mythbusters har kontrolleret dette spørgsmål i denne virkelige video

https://www.youtube.com/watch?v=uKXMTzMQWjo

og resultatet er, at de kunne få det til at bevæge sig, selvom hastigheden ikke var bemærkelsesværdig. Der findes mange omtrentlige billeder, hvor kræfterne garanteres at annullere, men ingen af disse beregninger er helt nøjagtige i den virkelige verden.

I sidste ende skal der være vilkår, der ikke annulleres i den virkelige verden. Og disse udtryk har en lignende virkning på båden som bevægelserne fra vores hænder, når vi svømmer.

Svømning modsiger klart ikke fysikens love. Når vi skubber vores hænder gennem vand bag vores kroppe, skaber vi et højere tryk på vandet på bagsiden og lavere tryk på frontstørrelsen på hænderne. Derfor går nettokraften fremad.

Båden med blæseren gør i sidste ende intet andet end det.

Man kan forestille sig, at luften er sammensat af “partikler “(det er atomerne i luften, men forestil dig, at det er kugler), og ventilatoren vælger dem fra luften og skyder til sejlet foran, og de reflekteres fra sejlet. Årsagen til, at båden bevæger sig fremad, er, at marmorerne, den skyder, i sidste ende bevæger sig “for det meste bagud”, efter at de “reflekteres fra sejlet, men når de” bliver plukket ud af blæseren, bliver de mere eller mindre fanget som “kugler, der kommer fra alle retninger.” Så båden ændrer kuglenes “hastighed til at være” mere bagud “efter manøvren end før, det er derfor, selve båden bevæger sig fremad.

Dette billede af “kugler” ville være helt uenig med ideelle væsker osv. Hvis alle væsker (luft og vand) var perfekt ideelle osv., ville effekterne være nødt til at annullere, tror jeg. Men ikke-nul-viskositeten og lignende ting får væskerne til at opføre sig “lidt som om de var kugler”, og en lille smule af denne effekt er nok til at få båden i bevægelse.

Ventilatoren bevæger luft (skubber den fra forsiden af båden til bagsiden). Bevarelse af momentum siger, at “hvis noget bevæger sig på en måde, skal noget andet bevæge sig i den modsatte retning”. I dette tilfælde – luft bevæger sig tilbage, båden bevæger sig fremad. Hvis du holdt blæseren i dine hænder, ville du føle en kraft (da den skubber mod luften). Denne kraft overføres til båden og får den til at bevæge sig.

En variation på dette er “hvis en ventilator monteret på en båd blæser på bådens sejl, bevæger båden sig så?” Det er lidt vanskeligere – svaret kan være “ja eller nej”, og det afhænger af konfigurationen af sejlet og ventilatoren. Hvis ventilatoren blæser mod sejlet, der er vinkelret på båden, går luften, der hopper af sejlet, sidelæns, og båden kan forblive stille (kræfterne på sejl og ventilatorbalance). Men hvis du vinkler sejlet, så nettoresultatet er, at luft skubbes mod bagsiden af båden, vil båden igen bevæge sig fremad.

Selvfølgelig vil båden bevæge sig, du omdanner den elektriske energi fra batteriet til ventilatorens rotationsenergi , der producerer næsten en retlinet bevægelse af luftpartikler, således at luftpartiklernes momentum ændres af bevægelsen af blæsere af blæseren, hvilket betyder, at blæserne af blæseren vil påføre en kraft på luftpartiklerne, og luftpartiklerne anvende en lige så stor kraft på blæseren i modsat retning, og således ville båden bevæge sig.

Kort sagt kan du sige, at den energi, der er lagret i batteriet, til sidst omdannes til den kinetiske energi fra luftpartikler og båd.

Tænk det på denne måde: det er meget identisk til alle de aktiviteter, som vi mennesker udfører i vores hverdag. Lad os sige, at du sidder på en stol, og du vil stå op, nu kan du argumentere ved at sige, at der ikke er nogen ekstern kraft, og at du ikke kan stå op, selvfølgelig kan du stå op, hvad du faktisk gør er det, konverterer du den potentielle energi, der er lagret i dine muskler som fedt og kulhydrater, til kinetisk energi fra knogler og anden bevægelig del af din krop og til sidst til tyngdekraftenergi, når din krops masse løftes op.

I din sag, hvis vi betragter båden, ventilatoren og luftpartiklerne som et system, så vil vi bemærke, at det momentum, dette bevares.

Der er mange eksempler i vores hverdag, som bevægelse af små pellets fra en fyrværker, når den sprænger, bevægelse af to blokke forbundet til en komprimeret fjeder, når fjederen frigøres osv. i alle disse eksempler omdannes potentialet, der er gemt i systemet, til sidst til kinetisk energi, men hvis vi inkluderer alt i systemet : alle pellets og begge blokke i respekt ovenfor eksempler, ville vi se, at momentet forbliver bevaret, selvom den kinetiske energi har ændret sig – fordi momentum er en vektormængde, hvis vektorsum kan være nul, da alt til sidst bliver annulleret, men kinetisk energi tilføjes algebraisk.

I dit tilfælde skyldtes bådens og luftpartiklernes ændrede kinetiske energi solen, bruger du faktisk solens energi til at flytte din båd. For Jorden er solen den eneste eksterne energikilde, bortset fra atomenergi. Den elektriske energi, som båden brugte, var faktisk fra solen. Den elektriske energi ville være blevet ført ind i batteriet enten ved at brænde kul, vand, der falder på møller, udnytte vindenergi osv. Alle disse energikilder henter deres energi fra solen. Ligesom afbrændingen frigiver kulet den energi, der engang blev lagret i planten gennem fotosyntese, når vandets fald på vindmøller sin energi ved at udnytte ændringen i vandets tyngdepotentiale, da det falder gennem en højde, nu blev dette vand løftet op af solen, da den fordampede vandet.

Så ja, båden ville bevæge sig!

Du er i en båd. Du kaster en bold uden for båden med hastighed $ v $. Det vil skubbe båden fremad ved at bevare momentum. Således forudsat at båden og kuglen oprindeligt er i ro, vil båden have det modsatte momentum af bolden, og derefter vil båden bevæge sig fremad. $$ \ mathbf p_ {boat} = – \ mathbf p_ {ball} $$

Dette er matematisk OK. Der er ingen tvivl om, at båden faktisk bevæger sig fremad. Nu, med din ventilator, gør du det samme, men med mindre små bolde: Luftpartikler. Således bevæger båden sig også fremad.

Latterlig idé! Hvordan kunne det muligvis fungere?

Kommentarer

• En svar, der forklarer uden at spotte, ville være bedre, men dette er det modsatte.
• @ Asher Du har selvfølgelig ret, men i dette særlige tilfælde var billedet så overbevisende … Jeg kunne bare ikke ' t hjælp mig selv.