Wenn wir am Ende eines Bootes einen Ventilator anbringen und ihn einschalten, bewegt sich das Boot dann? [duplizieren]

Wenn sich Ihr Fanboot im Vakuum befindet, bewegen sie sich nicht. In der Luft werden sie sich bewegen. Ihre Annahme widerspricht Ihrer Intuition, weil Sie das System isoliert haben aus der Luft, die nicht sollte.

Kommentare

• Auch er berücksichtigte nicht den Luftwiderstand; Schließlich würde es in der idealkinematischen Welt nicht fliegen: p

Daran besteht kein Zweifel Ein solches System würde sich bewegen, wie andere Leute hier sagen, außerdem kann ein solches System sehr praktisch sein und wird tatsächlich in sumpfigem / flachem Wasser verwendet ( )

Das Boot kann sich offensichtlich vorwärts bewegen. So bewegen sich auch Flugzeuge. Die Turbinen usw. bringen die Flüssigkeit dazu, sich rückwärts zu bewegen, so dass sich das Boot oder Flugzeug vorwärts bewegen muss. Eine interessantere Tatsache ist, dass sie sich auch vorwärts bewegen kann, indem sie „Wind in Vorwärtsrichtung“ erzeugt eigener Fan, wenn dieser Wind vom Segel reflektiert wird.

Mythbusters haben diese Frage in diesem realen Video überprüft.

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

und das Ergebnis ist das Sie konnten es bewegen, obwohl die Geschwindigkeit unauffällig war. Es gibt viele ungefähre Bilder, in denen sich die Kräfte garantiert aufheben, aber keine dieser Berechnungen ist in der realen Welt ziemlich genau.

Letztendlich muss es solche geben Begriffe, die in der realen Welt nicht storniert werden. Und diese Begriffe wirken sich auf das Boot ähnlich aus wie die Bewegungen unserer Hände beim Schwimmen.

Schwimmen widerspricht eindeutig nicht den Gesetzen der Physik. Wenn wir unsere Hände hinter unseren Körpern durch Wasser schieben, erzeugen wir einen höheren Wasserdruck auf der Rückseite und einen niedrigeren Druck auf der Vorderseite von die Hände. Deshalb geht die Nettokraft vorwärts.

Das Boot mit dem Lüfter macht letztendlich nichts anderes als das.

Man kann sich vorstellen, dass die Luft aus Partikeln besteht „(es sind die Atome in der Luft, aber stellen Sie sich vor, es sind Murmeln) und der Ventilator nimmt sie aus der Luft, schießt auf das Segel vor ihnen und sie werden vom Segel reflektiert. Der Grund, warum sich das Boot nach vorne bewegt, ist, dass sich die Murmeln, auf die es schießt, letztendlich „meistens rückwärts“ bewegen, nachdem sie vom Segel reflektiert wurden, aber wenn sie vom Ventilator ausgewählt wurden, werden sie mehr oder weniger gefangen als „Murmeln, die aus allen Richtungen kommen“. Das Boot ändert also die „Geschwindigkeit der Murmeln“ so, dass sie nach dem Manöver „mehr nach hinten“ ist als zuvor, weshalb sich das Boot selbst vorwärts bewegt.

Dies Das Bild von „Murmeln“ würde mit idealen Flüssigkeiten usw. überhaupt nicht übereinstimmen. Wenn alle Flüssigkeiten (Luft und Wasser) vollkommen ideal wären usw., müssten sich die Auswirkungen meiner Meinung nach aufheben. Aufgrund der Viskosität ungleich Null und ähnlicher Dinge verhalten sich die Flüssigkeiten „ein wenig wie Murmeln“, und ein wenig dieses Effekts reicht aus, um das Boot in Bewegung zu setzen.

Der Lüfter bewegt Luft (drückt sie von der Vorderseite des Bootes nach hinten). Die Erhaltung des Impulses besagt, dass „wenn sich etwas in eine Richtung bewegt, muss sich etwas anderes in die entgegengesetzte Richtung bewegen“. In diesem Fall – Luft bewegt sich zurück, Boot bewegt sich vorwärts. Wenn Sie den Lüfter in Ihren Händen halten würden, würden Sie eine Kraft spüren (da er gegen die Luft drückt). Diese Kraft wird auf das Boot übertragen und bewirkt, dass es sich bewegt.

Eine Variation davon ist „Wenn ein auf einem Boot montierter Lüfter auf das Segel dieses Bootes bläst, bewegt sich das Boot?“. Das ist etwas kniffliger – die Antwort kann „Ja oder Nein“ sein und hängt von der Konfiguration des Segels und des Lüfters ab. Wenn der Lüfter auf das Segel bläst, das senkrecht zum Boot steht, geht die vom Segel abprallende Luft seitwärts und das Boot kann stationär bleiben (die Kräfte auf Segel und Lüfterbalance). Wenn Sie das Segel jedoch so abwinkeln, dass die Luft zum hinteren Teil des Bootes gedrückt wird, bewegt sich das Boot wieder vorwärts.

Natürlich bewegt sich das Boot, Sie wandeln die elektrische Energie aus der Batterie in die Rotationsenergie des Lüfters um Dies bewirkt, dass der Impuls der Luftpartikel durch die Bewegung der Lüfterflügel geändert wird, was bedeutet, dass die Lüfterflügel eine Kraft auf die Luftpartikel ausüben und die Luftpartikel Wenden Sie eine gleiche Kraft auf den Lüfter in entgegengesetzter Richtung an, damit sich das Boot bewegen würde.

Kurz gesagt, Sie können sagen, dass die in der Batterie gespeicherte Energie schließlich in die kinetische Energie von Luftpartikeln und Booten umgewandelt wird.

Denken Sie so: Es ist sehr identisch zu all den Aktivitäten, die wir Menschen in unserem täglichen Leben machen. Nehmen wir an, Sie sitzen auf einem Stuhl und möchten aufstehen. Jetzt können Sie argumentieren, dass es keine äußere Kraft gibt und Sie nicht aufstehen können. Natürlich können Sie aufstehen. Was Sie tatsächlich tun, ist das. Sie wandeln die in Ihren Muskeln als Fett und Kohlenhydrate gespeicherte potentielle Energie in kinetische Energie von Knochen und anderen sich bewegenden Teilen Ihres Körpers und schließlich in potentielle Gravitationsenergie um, wenn sich der Schwerpunkt Ihres Körpers anhebt.

In Ihr Fall, wenn wir das Boot, den Ventilator und die Luftpartikel als ein System betrachten, würden wir beobachten, dass der Impuls, den dies erhält, erhalten bleibt.

Es gibt viele Beispiele in unserem täglichen Leben, wie die Bewegung kleiner Pellets Von einem Kracher, wenn er platzt, Bewegung von zwei Blöcken, die mit einer zusammengedrückten Feder verbunden sind, wenn die Feder freigegeben wird usw. In all diesen Beispielen wird das im System gespeicherte Potential schließlich in kinetische Energie umgewandelt, aber wenn wir alles in das System einbeziehen : alle Pellets und beide Blöcke in Bezug auf In den obigen Beispielen würden wir sehen, dass der Impuls erhalten bleibt, obwohl sich die kinetische Energie geändert hat – da der Impuls eine Vektorgröße ist, deren Vektorsumme Null sein kann, da alles irgendwann aufgehoben wird, aber die kinetische Energie algebraisch addiert wird.

In Ihrem Fall war die Änderung der kinetischen Energie des Bootes und der Luftpartikel auf die Sonne zurückzuführen. Sie verwenden tatsächlich die Sonnenenergie, um Ihr Boot zu bewegen. Für die Erde ist die Sonne die einzige externe Energiequelle, abgesehen von der Kernenergie. Die elektrische Energie, die das Boot verbrauchte, stammte tatsächlich von der Sonne. Die elektrische Energie wäre entweder durch Verbrennen von Kohle, auf Turbinen fallendes Wasser, Nutzung von Windenergie usw. in die Batterie eingespeist worden. Alle diese Energiequellen beziehen ihre Energie von der Sonne. Wie das Verbrennen der Kohle die Energie freisetzt, die einst durch Photosynthese in der Pflanze gespeichert wurde, leitet das Fallen von Wasser auf Turbinen seine Energie ab, indem es die Änderung des Gravitationspotentials von Wasser nutzt, wenn es durch eine Höhe fällt. Jetzt wurde dieses Wasser angehoben von der Sonne, als es das Wasser verdunstete.

Also, ja, das Boot würde sich bewegen!

Du bist in einem Boot. Sie werfen einen Ball außerhalb des Bootes mit der Geschwindigkeit $ v $. Es wird das Boot durch Erhaltung des Impulses nach vorne schieben. Unter der Annahme, dass Boot und Ball anfänglich in Ruhe sind, hat das Boot einen entgegengesetzten Impuls des Balls, und dann bewegt sich das Boot vorwärts. $$ \ mathbf p_ {Boot} = – \ mathbf p_ {Ball} $$

Dies ist mathematisch in Ordnung. Es besteht kein Zweifel, dass sich das Boot tatsächlich vorwärts bewegt. Jetzt machen Sie mit Ihrem Ventilator dasselbe, aber mit kleineren kleinen Kugeln: Luftpartikeln. Somit bewegt sich das Boot auch vorwärts.

Lächerliche Idee! Wie könnte das möglicherweise funktionieren?

Kommentare

• An Eine Antwort, die erklärt, ohne sich zu verspotten, wäre besser, aber das ist das Gegenteil.
• @Asher Sie haben natürlich Recht, aber in diesem speziellen Fall war das Bild so überzeugend … Ich konnte einfach nicht ' hilf mir nicht.