Si nous fixons un ventilateur à lextrémité dun bateau et lallumons, le bateau bougera-t-il? [dupliquer]

Si votre fan-boat est dans le vide, il ne bougera pas. Dans les airs, ils le feront. Votre hypothèse contredit votre intuition parce que vous avez isolé le système des airs, ce qui ne devrait pas.

Commentaires

• De plus, il na pas considéré la traînée de leau; après tout, il ne volerait pas dans un monde cinématique idéal: p

Il ne fait aucun doute que un tel système bougerait, comme dautres personnes le disent, dailleurs, un tel système peut être assez pratique et est en fait utilisé dans les eaux marécageuses / peu profondes ( https://en.wikipedia.org/wiki/Airboat )

Le bateau peut évidemment avancer. Cest ainsi que les avions se déplacent également. Les turbines, etc. font reculer le fluide de sorte que le bateau ou lavion doit avancer. Un fait plus intéressant est quil peut également avancer en créant un «vent dans la direction avant» par son propre fan si ce vent est réfléchi par la voile.

Mythbusters a vérifié cette question dans cette vidéo du monde réel

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

et le résultat est que ils pouvaient le faire bouger même si la vitesse nétait pas remarquable. Il existe de nombreuses images approximatives dans lesquelles les forces sont garanties de sannuler mais aucun de ces calculs nest tout à fait exact dans le monde réel.

En fin de compte, il doit y avoir termes qui ne sannulent pas dans le monde réel. Et ces termes ont un effet similaire sur le bateau que les mouvements de nos mains lorsque nous nageons.

La natation nest clairement pas en contradiction avec les lois de la physique. Lorsque nous poussons nos mains dans leau derrière notre corps, nous créons une pression plus élevée de leau sur la face arrière et une pression inférieure sur la taille avant de les mains. Cest pourquoi la force nette avance.

Le bateau avec léventail ne fait finalement rien dautre que ça.

On peut imaginer que lair est composé de « particules « (ce sont les atomes dans lair mais imaginez que ce sont des billes) et léventail les ramasse dans les airs, tirant sur la voile devant, et ils se reflètent par la voile. La raison pour laquelle le bateau se déplace vers lavant est que les billes quil tire se déplacent finalement « principalement vers larrière », après quelles « sont réfléchies par la voile, mais lorsquelles » sont choisies par léventail, elles « sont plus ou moins attrapées. comme des « billes venant de toutes les directions ». Ainsi, le bateau modifie la « vitesse des billes » pour être « plus vers larrière » après la manœuvre quavant cela, cest pourquoi le bateau lui-même avance.

Ceci image de « billes » serait complètement en désaccord avec les fluides idéaux etc. Si tous les fluides (air et eau) étaient parfaitement idéaux etc., les effets devraient sannuler, je pense. Mais la viscosité non nulle et des choses similaires font que les fluides se comportent « un peu comme sils étaient des billes », et un peu de cet effet suffit pour faire bouger le bateau.

Le ventilateur déplace lair (en le poussant de lavant du bateau vers larrière). La conservation de lélan dit que « si quelque chose bouge dans un sens, quelque chose dautre doit se déplacer dans la direction opposée ». Dans ce cas – lair recule, le bateau avance. Si vous teniez le ventilateur dans vos mains, vous ressentirez une force (car il pousse contre lair). Cette force est transmise au bateau et le fait bouger.

Une variante est « si un ventilateur monté sur un bateau souffle sur la voile de ce bateau, le bateau bouge-t-il? ». Cest un peu plus compliqué – la réponse peut être « oui ou non », et cela dépend de la configuration de la voile et du ventilateur. Si le ventilateur souffle sur la voile perpendiculaire au bateau, alors lair qui rebondit sur la voile se déplace latéralement et le bateau peut rester immobile (les forces sur la voile et léquilibre du ventilateur). Mais si vous inclinez la voile de telle sorte que le résultat net est que lair est poussé vers larrière du bateau, le bateau se déplacera à nouveau vers lavant.

Bien sûr, le bateau se déplacera, vous convertissez lénergie électrique de la batterie en énergie de rotation du ventilateur , qui produit presque un mouvement rectiligne des particules dair, ainsi la quantité de mouvement des particules dair est modifiée par le mouvement des pales du ventilateur, ce qui signifie que les pales du ventilateur appliqueraient une force sur les particules dair, et les particules dair seraient appliquer une force égale sur le ventilateur dans la direction opposée et ainsi le bateau se déplacerait.

En bref, vous pouvez dire que lénergie stockée dans la batterie est finalement convertie en énergie cinétique des particules dair et du bateau.

Pensez-y de cette manière: cest très identique à toutes les activités que nous, les humains, faisons dans notre vie quotidienne. Disons que vous êtes assis sur une chaise et que vous voulez vous lever, maintenant vous pouvez argumenter en disant quil ny a pas de force extérieure et que vous ne pouvez pas vous lever, bien sûr, vous pouvez vous lever, ce que vous faites en fait est que, vous convertissez lénergie potentielle stockée dans vos muscles sous forme de graisse et de glucides en énergie cinétique des os et dautres parties mobiles de votre corps et éventuellement en énergie potentielle gravitationnelle lorsque le centre de masse de votre corps se soulève.

Dans votre cas si nous considérons le bateau, le ventilateur et les particules dair comme un système, alors nous observerions que lélan cela est conservé.

Il existe de nombreux exemples dans notre vie quotidienne, comme le mouvement de petites granules dun pétard lorsquil éclate, mouvement de deux blocs reliés à un ressort comprimé, lorsque le ressort est relâché, etc.; dans tous ces exemples le potentiel stocké dans le système est finalement converti en énergie cinétique, mais si lon inclut tout dans le système : tous les granulés et les deux blocs respecti cinq exemples ci-dessus, nous verrions que la quantité de mouvement reste conservée bien que lénergie cinétique ait changé – parce que la quantité de mouvement est une quantité vectorielle dont la somme vectorielle peut être nulle, car tout est finalement annulé, mais lénergie cinétique est ajoutée algébriquement.

Dans votre cas, le changement dénergie cinétique du bateau et des particules dair était dû au soleil, vous utilisez en fait lénergie du soleil pour déplacer votre bateau. Pour la Terre, la seule source externe dénergie est le Soleil, autre que lénergie nucléaire. Lénergie électrique utilisée par le bateau provenait en fait du soleil. Lénergie électrique aurait été introduite dans la batterie soit en brûlant du charbon, de leau tombant sur des turbines, en exploitant lénergie éolienne, etc. Comme la combustion du charbon libère lénergie qui était autrefois stockée dans lusine par la photosynthèse, la chute de leau sur les turbines tire son énergie en exploitant le changement du potentiel gravitationnel de leau lorsquelle tombe sur une hauteur, maintenant cette eau a été soulevée. par le soleil alors quil évaporait leau.

Alors, oui, le bateau bougerait!

Vous êtes dans un bateau. Vous lancez une balle à lextérieur du bateau avec une vitesse $ v $. Il poussera le bateau vers lavant en conservant son élan. Ainsi, en supposant initialement que le bateau et la balle sont au repos, le bateau aura une impulsion opposée à la balle, puis le bateau se déplacera vers lavant. $$ \ mathbf p_ {bateau} = – \ mathbf p_ {ball} $$

Cest mathématiquement correct. Il ne fait aucun doute que le bateau avance effectivement. Maintenant, avec votre ventilateur, vous faites la même chose, mais avec de petites boules plus petites: des particules dair. Ainsi, le bateau avance aussi.

Idée ridicule! Comment cela pourrait-il fonctionner?

Commentaires

• An Une réponse qui explique sans se moquer serait mieux, mais cest le contraire.
• @Asher Vous avez raison bien sûr, mais dans ce cas particulier, limage était tellement convaincante … Je ne pouvais tout simplement pas ' ne maidez pas.