Se colleghiamo un ventilatore allestremità di una barca e lo accendiamo, la barca si muoverà? [duplicate]

Se il tuo fan-boat è nel vuoto, non si muoveranno. Nellaria, lo faranno. La tua supposizione è in conflitto con la tua intuizione è perché hai isolato il sistema dallalto, cosa che non dovrebbe.

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• Inoltre, non considerava il trascinamento dellacqua; dopotutto, non volerebbe nel mondo cinematico ideale: p

Non cè dubbio che un tale sistema si sposterebbe, come dicono altre persone qui, inoltre, un tale sistema può essere abbastanza pratico ed è effettivamente utilizzato in acque paludose / poco profonde ( https://en.wikipedia.org/wiki/Airboat )

La barca può ovviamente andare avanti. Questo è il modo in cui si muovono anche gli aeroplani. Le turbine ecc. Fanno muovere il fluido allindietro in modo che la barca o laereo debbano muoversi in avanti. Un fatto più interessante è che può anche spostarsi in avanti creando “vento nella direzione in avanti” con il proprio ventilatore se questo vento viene riflesso dalla vela.

I Mythbusters hanno verificato questa domanda in questo video reale

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

e il risultato è quello potevano farlo muovere anche se la velocità era insignificante. Esistono molte immagini approssimative in cui è garantito che le forze si annullino, ma nessuno di quei calcoli è abbastanza esatto nel mondo reale.

In definitiva, devono esserci termini che non si cancellano nel mondo reale. E questi termini hanno sulla barca un effetto simile ai movimenti delle nostre mani quando nuotiamo.

Il nuoto chiaramente non è in contraddizione con le leggi della fisica. Quando spingiamo le nostre mani nellacqua dietro il corpo, creiamo una pressione dellacqua più alta sul lato posteriore e una pressione inferiore sulla dimensione anteriore del le mani. Ecco perché la forza netta va avanti.

La barca con il ventilatore alla fine non fa altro che questo.

Si può immaginare che laria sia composta da “particelle “(sono gli atomi nellaria ma immagina che siano” s biglie) e il ventaglio li raccoglie dallaria, sparando alla vela di fronte, e vengono riflessi dalla vela. Il motivo per cui la barca si sta muovendo verso la parte anteriore è che le biglie che spara alla fine si muovono “per lo più allindietro”, dopo che sono “state riflesse dalla vela, ma quando” vengono raccolte dal ventaglio “vengono più o meno catturate come “biglie provenienti da tutte le direzioni”. Quindi la barca sta cambiando la “velocità delle biglie per essere” più indietro “dopo la manovra rispetto a prima, motivo per cui la barca stessa si sta muovendo in avanti.

Questo limmagine di “biglie” sarebbe completamente in disaccordo con i fluidi ideali ecc. Se tutti i fluidi (aria e acqua) fossero perfettamente ideali ecc., gli effetti dovrebbero annullarsi, penso. Ma la viscosità diversa da zero e cose simili fanno sì che i fluidi si comportino “un po come se fossero biglie”, e un po di questo effetto è sufficiente per far muovere la barca.

La ventola sposta laria (spingendola dalla parte anteriore della barca a quella posteriore). La conservazione dello slancio dice che “se qualcosa si muove in un senso, qualcosaltro deve muoversi nella direzione opposta”. In questo caso, laria torna indietro, la barca si muove in avanti. Se tenessi il ventilatore tra le mani, sentiresti una forza (poiché spinge contro laria). Questa forza viene trasmessa alla barca e la fa muovere.

Una variazione su questo è “se un ventilatore montato su una barca soffia sulla vela di quella barca, la barca si muove?”. Questo è un po più complicato: la risposta può essere “sì o no” e dipende dalla configurazione della vela e del ventaglio. Se il ventilatore soffia sulla vela perpendicolare alla barca, laria che rimbalza sulla vela va di lato e la barca può rimanere ferma (le forze sulla vela e il bilanciamento del ventaglio). Ma se inclini la vela in modo tale che il risultato netto sia che laria viene spinta verso la parte posteriore della barca, la barca si muoverà di nuovo in avanti.

Ovviamente la barca si muoverà, stai convertendo lenergia elettrica della batteria nellenergia rotazionale della ventola , che produce un movimento quasi rettilineo delle particelle daria, quindi la quantità di moto delle particelle daria viene modificata dal movimento delle pale del ventilatore, il che significa che le pale del ventilatore applicherebbero una forza sulle particelle daria e le particelle daria lo farebbero applicare una quantità uguale di forza al ventilatore in direzione opposta e quindi la barca si muoverebbe.

In breve si può dire che lenergia immagazzinata nella batteria alla fine viene convertita in energia cinetica delle particelle daria e della barca.

Pensala in questo modo: è molto identica a tutte le attività che noi esseri umani svolgiamo nella nostra vita quotidiana. Diciamo che sei seduto su una sedia e vuoi alzarti, ora puoi discutere dicendo che non cè forza esterna e non puoi alzarti in piedi, ovviamente puoi alzarti in piedi, quello che in realtà fai è quello, converti lenergia potenziale immagazzinata nei tuoi muscoli come grasso e carboidrati in energia cinetica delle ossa e di altre parti in movimento del tuo corpo e infine in energia potenziale gravitazionale quando il centro di massa del tuo corpo si solleva.

In il tuo caso se consideriamo la barca, la ventola e le particelle daria come un sistema, allora osserveremmo che lo slancio viene conservato.

Ci sono molti esempi nella nostra vita quotidiana, come il movimento di piccole palline da un petardo quando scoppia, movimento di due blocchi collegati a una molla compressa, quando la molla viene rilasciata, ecc; in tutti questi esempi il potenziale immagazzinato nel sistema viene eventualmente convertito in energia cinetica, ma se includiamo tutto nel sistema : tutto il pellet ed entrambi i blocchi rispettivamente Negli esempi precedenti, vedremmo che la quantità di moto rimane conservata sebbene lenergia cinetica sia cambiata, perché la quantità di moto è una quantità vettoriale la cui somma vettoriale può essere zero, poiché tutto viene cancellato alla fine, ma lenergia cinetica viene aggiunta algebricamente.

Nel tuo caso il cambiamento nellenergia cinetica della barca e delle particelle daria era dovuto al Sole, stai effettivamente usando lenergia del Sole per muovere la tua barca. Per la Terra lunica fonte di energia esterna è il Sole, oltre allenergia nucleare. Lenergia elettrica utilizzata dalla barca proveniva effettivamente dal sole. Lenergia elettrica sarebbe stata immessa nella batteria bruciando carbone, acqua che cadeva sulle turbine, sfruttando lenergia eolica, ecc. Tutte queste fonti di energia derivano la loro energia dal sole. Come la combustione del carbone sta rilasciando lenergia che una volta era immagazzinata nella pianta attraverso la fotosintesi, la caduta dellacqua sulle turbine ricava la sua energia sfruttando il cambiamento nel potenziale gravitazionale dellacqua mentre cade da unaltezza, ora questacqua è stata sollevata dal sole mentre evaporava lacqua.

Quindi, sì, la barca si muoverebbe!

Sei su una barca. Lanci una palla fuori dalla barca con velocità $ v $. Spingerà la barca in avanti conservando lo slancio. Quindi, supponendo che inizialmente barca e palla siano ferme, la barca avrà un momento opposto alla palla, e quindi la barca si muoverà in avanti. $$ \ mathbf p_ {boat} = – \ mathbf p_ {ball} $$

Questo è matematicamente OK. Non cè dubbio che la barca si muova davvero in avanti. Ora, con il tuo ventilatore, stai facendo lo stesso, ma con palline più piccole: particelle daria. Quindi, anche la barca va avanti.

Idea ridicola! Come potrebbe funzionare?

Commenti

• An rispondere che spiega senza prendere in giro sarebbe meglio, ma questo è lopposto.
• @Asher Ovviamente hai ragione, ma in questo caso particolare, limmagine era così avvincente … Non potevo ' per aiutare me stesso.