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Si su fan-boat está en el vacío, no se moverán. En el aire, lo harán. Su suposición entra en conflicto con su intuición porque aisló el sistema desde el aire, que no debería.
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- Además, no consideró el arrastre del agua; después de todo, no volaría en un mundo cinemático ideal: p
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No hay duda de que tal sistema se movería, como dicen otras personas aquí, además, tal sistema puede ser bastante práctico y en realidad se usa en aguas pantanosas / poco profundas ( https://en.wikipedia.org/wiki/Airboat )
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El barco obviamente puede avanzar. Así es como se mueven los aviones también. Las turbinas, etc. hacen que el fluido se mueva hacia atrás para que el barco o el avión tengan que moverse hacia adelante. Un hecho más interesante es que también puede moverse hacia adelante creando «viento en la dirección de avance» por su propio ventilador si este viento se refleja en la vela.
Mythbusters han comprobado esta pregunta en este video del mundo real
https://www.youtube.com/watch?v=uKXMTzMQWjo
y el resultado es que podían hacer que se moviera aunque la velocidad no era notable. Existen muchas imágenes aproximadas en las que se garantiza que las fuerzas se cancelarán, pero ninguno de esos cálculos es muy exacto en el mundo real.
En última instancia, tiene que haber términos que no se cancelan en el mundo real. Y estos términos tienen un efecto similar en el barco como los movimientos de nuestras manos cuando nadamos.
La natación claramente no contradice las leyes de la física. Cuando empujamos nuestras manos a través del agua detrás de nuestros cuerpos, estamos creando una mayor presión del agua en la parte trasera y menor presión en la parte delantera del tamaño de las manos. Es por eso que la fuerza neta avanza.
El bote con el ventilador finalmente no hace nada más que eso.
Uno puede imaginar que el aire está compuesto de «partículas «(Son los átomos en el aire, pero imagínense que son canicas) y el ventilador los está recogiendo del aire, disparándose hacia la vela de enfrente, y se reflejan en la vela. La razón por la que el barco se mueve hacia el frente es que las canicas que lanza finalmente se mueven «principalmente hacia atrás», después de que «se reflejan en la vela, pero cuando» se recogen del abanico, «quedan más o menos atrapadas. como «canicas que vienen de todas las direcciones». Entonces, el bote está cambiando la velocidad de las canicas para que estén «más hacia atrás» después de la maniobra que antes, por lo que el bote se está moviendo hacia adelante.
Este La imagen de «canicas» estaría completamente en desacuerdo con los fluidos ideales, etc. Si todos los fluidos (aire y agua) fueran perfectamente ideales, etc., creo que los efectos tendrían que cancelarse. Pero la viscosidad distinta de cero y cosas similares hacen que los fluidos se comporten «un poco como si fueran canicas», y un poco de este efecto es suficiente para que el barco se mueva.
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El ventilador mueve el aire (empujándolo desde la parte delantera del barco hacia atrás). La conservación del impulso dice que «si algo se mueve en una dirección, otra cosa debe moverse en la dirección opuesta». En este caso, el aire retrocede, el barco avanza. Si estuviera sosteniendo el ventilador en sus manos, sentiría una fuerza (ya que empuja contra el aire). Esa fuerza se transmite al barco y hace que se mueva.
Una variación de esto es «si un ventilador montado en un barco sopla sobre la vela de ese barco, ¿se mueve el barco?». Eso es un poco más complicado: la respuesta puede ser «sí o no», y depende de la configuración de la vela y el ventilador. Si el ventilador sopla en la vela que está perpendicular al barco, entonces el aire que rebota en la vela se desplaza hacia los lados y el barco puede permanecer estacionario (las fuerzas en la vela y el ventilador se equilibran). Pero si inclina la vela de manera que el resultado neto sea que el aire se empuje hacia la parte trasera del barco, el barco volverá a avanzar.
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Por supuesto que el barco se moverá, estás convirtiendo la energía eléctrica de la batería en energía de rotación del ventilador. , que produce un movimiento casi rectilíneo de las partículas de aire, por lo que el impulso de las partículas de aire cambia por el movimiento de las aspas del ventilador, lo que significa que las aspas del ventilador estarían aplicando una fuerza sobre las partículas de aire y las partículas de aire aplique la misma fuerza al ventilador en la dirección opuesta y así la embarcación se movería.
En resumen, se puede decir que la energía almacenada en la batería se convierte eventualmente en energía cinética de las partículas de aire y del barco.
Piénselo de esta manera: es muy idéntico a todas las actividades que los humanos hacemos en nuestra vida diaria. Digamos que estás sentado en una silla y quieres pararte, ahora puedes discutir diciendo que no hay fuerza externa y que no puedes pararte, por supuesto que puedes pararte, lo que realmente haces es eso, convierte la energía potencial almacenada en sus músculos como grasa y carbohidratos en energía cinética de los huesos y otras partes móviles de su cuerpo y, finalmente, en energía potencial gravitacional a medida que se eleva el centro de masa de su cuerpo.
En tu caso si consideramos el bote, el ventilador y las partículas de aire como un sistema, entonces observaríamos que el impulso este se conserva.
Hay muchos ejemplos en nuestra vida cotidiana, como el movimiento de pequeños balines desde un petardo cuando estalla, movimiento de dos bloques conectados a un resorte comprimido, cuando se suelta el resorte, etc; en todos estos ejemplos el potencial almacenado en el sistema se convierte eventualmente en energía cinética, pero si incluimos todo en el sistema : todos los pellets y ambos bloques en respecti En los ejemplos anteriores, veríamos que el impulso permanece conservado aunque la energía cinética ha cambiado, porque el impulso es una cantidad vectorial cuya suma vectorial puede ser cero, ya que todo se cancela eventualmente, pero la energía cinética se agrega algebraicamente.
En su caso, el cambio en la energía cinética del bote y las partículas de aire se debió al Sol, en realidad está utilizando la energía del Sol para mover su bote. Para la Tierra, la única fuente externa de energía es el Sol, además de la energía nuclear. La energía eléctrica que utilizaba el barco era en realidad del sol. La energía eléctrica se habría introducido en la batería quemando carbón, agua cayendo sobre turbinas, aprovechando la energía eólica, etc. Todas estas fuentes de energía obtienen su energía del sol. Al igual que la combustión del carbón libera la energía que una vez se almacenó en la planta a través de la fotosíntesis, la caída de agua en las turbinas deriva su energía aprovechando el cambio en el potencial gravitacional del agua cuando cae a una altura, ahora esta agua se elevó. por el sol mientras evaporaba el agua.
¡Entonces, sí, el bote se movería!
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Estás en un barco. Lanzas una pelota fuera del bote con velocidad $ v $. Empujará el barco hacia adelante conservando el impulso. Por lo tanto, suponiendo que inicialmente el bote y la bola están en reposo, el bote tendrá un impulso opuesto al de la bola y luego el bote se moverá hacia adelante. $$ \ mathbf p_ {boat} = – \ mathbf p_ {ball} $$
Esto es matemáticamente correcto. No hay duda de que el barco avanza. Ahora, con tu ventilador, estás haciendo lo mismo, pero con bolitas más pequeñas: partículas de aire. Por lo tanto, el barco también avanza.
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¡Idea ridícula! ¿Cómo podría funcionar eso?
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