חידה - מטוס על מסוע

[אמיר שליט]

bagira,

 

המטוס לא מתקדם בגלל שהגלגלים מסתובבים, הוא מתקדם בגלל האויר שזז.

האויר זז בגלל המדחפים/מנוע סילון, ולא בגלל הגלגלים.

 

בא נחשוב אחרת. המטוס עומד באויר (כביכול קשור עם מיתרים דקים), הרוח מוזרמת עליו באמצעות מפוח - ימריא.

עוד כיוון מחשבה - מסוק עולה כלפי מעלה רק בגלל דחף האויר.

 

(חוץ מזה בניתי מטוס מנייר, שמתי מולו מאוורר - המריא )

 

את הנדל"ן לא ימכרו כל-כך מהר, עדיין צריך מסלולי נחיתה, אלא אם יבנו מסוע שיעמוד בזעזועי הנחיתה, וגם אז צריך לקוות שלא יתקלקל, כי במקרה כזה לא יהיה למטוס על מה להימרח בנחיתת חירום.

.

[Arilou]

המטוס ימריא. הגלגלים שם רק בשביל לתמוך בו שלא ייפול על הגחון שלו.

 

קצב הסיבוב שלהם, או כיוון הסיבוב שלהם לא רלוונטי, כי המנועים של המטוס ימשכו אותו קדימה כמו שהוא נמצא על הקרקע.

[Alon_A]

אחרי התגובה של NITCH אין הרבה מה להוסיף. אבל אפשר להסביר את זה קצת יותר מבחינה פיסיקלית.

 

יש כאן ארבע מערכות יחוס. 1- מערכת המטוס, 2-מערכת המסוע, 3- מערכת האוויר ו4- מערכת כדור הארץ.

 

נניח שאנחנו עומדים במערכת כדור הארץ ורוצים לבדוק מה יקרה.

 

שוב לפי ניוטון, כדי למצוא מהירות של גוף ביחס אלי, צריך לקחת את מהירות הגוף ביחס למערכת שהוא נמצא ולהוסיף לה את מהירות המערכת ביחס למערכת שבה אני נמצא (תוך כדי שיקול סימנים כמובן).

דוגמה פשוטה. יוסי רץ במהירות 50 קמש ביחס לרכבת שנוסעת ב 100 קמש (הכול באותו כיוון). מה תהיה המהירות שבא אני (שעומד במקום) רואה אותו רץ ?

תשובה: נקח את המהירות של יוסי ביחס למערכת שלו (הרכבת) 50 ונוסיף את מהירות הרכבת ביחס למערכת שלי, 100. והתשובה כמובן היא 150 קמש.

 

מה שיקרה לפי המשפט הזה הוא:

מהירות המטוס ביחס למערכת שבה הוא נמצא (המסוע) היא 0. אנו מניחים כמובן שהמסוע מסתובב באותה מהירות הגלגלים של המטוס רק בכיוון ההפוך. מהירות מערכת המסוע ביחס אלינו היא גם 0, המסוע עצמו לו זז אלה רק המשטח אליו. לכן, לפי ניוטון, מהירות המטוס ביחס אלינו תהיה 0+0=0. אנו נראה מטוס עומד במקום על המסוע.

 

מהירות המטוס ביחס לאוויר היא X קמש, כמו שאמרו לפני, מנועי המטוס דוחפים את האוויר אחורה. אין כל טעם לחשב את מהירות האוויר ביחס אלי, כי בכל מקרה אני לא רואה אותו.

 

לכן, מה שיקרה מנקודת המבט שלי היא שהמטוס ימריא ממצב של "עמידה במקום". כמובן שהוא עומד במקום ביחס למערכת שלי ולא ביחס למערכת האוויר, ולכן הוא יצליח להמריא.

 

תחשבו, אם היינו לוקחים מטוס וקושרים אותו בחוט מהתקרה. כאשר הוא היה מפעיל מנועים כמובן שהוא היה מתקדם קדימה. תפקיד הגלגלים הוא להביא את כח החיכוך לרמה מינימלית כדי שהמטוס יוכל לפתח מהירות.

 

עריכה: אחרי כל מה שאמרתי פתאום אני חושב אחרת ! מנועי המטוס לא גורמים לאוויר לזרום מתחת לכנפיים אלה רק גורמים למטוס להתקדם קדימה (במטוסי MD 82 למשל, המנועים כלל לא נמצאים מתחת לכנף). זרימת האוויר מתחת ומעל לכנפיים נוצרת בזכות התקדמות המטוס קדימה, שוב, פעולת המנועים היא רק כדי לקדם את המטוס קדימה. לכן המטוס לא ימריא - כי למרות פעולת המנועים הוא לא יתקדם קדימה.

 

אם הוא כן היה יכול להמריא, לא היו מסלולי המראה, היו מסועי המראה באורך 20 מטר.

[dorki]

אלון - תשובה מלומדת להפליא אבל שגויה לחלוטין.

 

הצופה מהצד (על האדמה לא על המסוע) יראה את המטוס ממריא במהירת הרגילה עם ריצת המראה רגילה, על גבי מסוע באורך של מסלול המראה רגיל (הופה הלך הסטרט אפ של הנדל"ן).

 

גלגלי המטוס "יראו" המראה במהירות כפולה מהרגיל כי ביחס למהירות סרט המסוע המטוס הכפיל את מהירותו.

 

מנועי המטוס כמעט ולא יראו שינוי בעצמה הנדרשת מהם (למעט תוספת כוח לפיצוי על הפסדים במיסבי הגלגלים).

 

כמובן שהמטוס ירוץ למהירות המראה רגילה ביחס לאוויר ורק אז ימריא.

 

למען הסר כל ספק: מנוע המטוס לא מזרים אוויר אל מתחת לכנף, המנוע דוחף את המטוס קדימה (כמו בלון שמשתחרר ממנו האוויר) צבירת המהירות של המטוס היא שמזרימה את האוויר את מתחת לכנף.

[Alon_A]

בהחלט דיון מעניין

 

אלון - תשובה מלומדת להפליא אבל שגויה לחלוטין.

משפט שמוכר לי מאוד מהמרצים שלי בטכניון, אחרי שהם שואלים שאלה ואני עונה להם, בד"כ בתשובה שגויה

למרות זאת, אני לא מסכים איתך

הצופה מהצד (על האדמה לא על המסוע) יראה את המטוס ממריא במהירת הרגילה עם ריצת המראה רגילה, על גבי מסוע באורך של מסלול המראה רגיל (הופה הלך הסטרט אפ של הנדל"ן).

מדוע ? הרי בהנחה שהמסוע נע בכיוון הנגדי לגלגלי המטוס ובאותה מהירות, המטוס עצמו לא יזוז, בדיוק מה שקורה כשאתה הולך על הליכון, או מנסה לעלות במדרגות נעות שיורדות - אתה נשאר במקומך.

 

גלגלי המטוס "יראו" המראה במהירות כפולה מהרגיל כי ביחס למהירות סרט המסוע המטוס הכפיל את מהירותו.

מהירות הגלגים ביחס למסוע היא 0, אם תשב על גלגל המטוס ותסמן קורדינטה מסויימת על המסוע - הקורדינטה תשאר באותו מקום כל הזמן, אל תשכח, אתה לא מזיז את הקורדינטה בעקבות תנועת המסוע - זה לא נחשב כהעתק, מיקומה של הקורדינטה לא ישתנה !!

מנועי המטוס כמעט ולא יראו שינוי בעצמה הנדרשת מהם (למעט תוספת כוח לפיצוי על הפסדים במיסבי הגלגלים).

נכון

כמובן שהמטוס ירוץ למהירות המראה רגילה ביחס לאוויר ורק אז ימריא.

שוב, אני לא מסכים.

למען הסר כל ספק: מנוע המטוס לא מזרים אוויר אל מתחת לכנף, המנוע דוחף את המטוס קדימה (כמו בלון שמשתחרר ממנו האוויר) צבירת המהירות של המטוס היא שמזרימה את האוויר את מתחת לכנף.

מסכים וגם אני חושב כך, אך בניגוד אליך לפי דעתי זו הסיבה שלא תיווצר המראה.

[Alon_A]

אוקי, הבנתי את הטעות שלי, המטוס ימריא.

[dorki]

אלון לדעתי מקור הטעות שלך הוא בזה:

 

אילו היה מדובר בכלי תחבורה / יצור שמתקדם בדרך של חיכוך עם הקרקע ודחיפתה לאחור (מכונית / בן אדם) אז היית צודק. כך למשל עכשיו ירדתי מיוזע מההליכון בלי שהתקדמתי ביחס לקרקע אפילו מטר אחד.

 

מאחר ומדובר בכלי תחבורה שמתקדם בדרך של דחיפת אוויר אחורה ולגלגליו אין תפקיד הקשור בהעברת כוח הדחף אל הקרקע, אז המטוס פשוט ירוץ קדימה במהירות הרגילה והגלגלים יסתובבו במהירות כפולה.

למה הדבר דומה? אם הייתי מחליט ל'סבן' ולא להשקיע על ההליכון, הייתי יכול לנעול סקטים ולאחוז אחיזה רפה בידיות ההליכון. הייתי נשאר במקום בלי להשקיע אנרגיה כשתנועת הסרט מפוצה על ידי סיבוב גלגלי הסקטים.

[Alon_A]

אתה צודק ב 100%.

[RedLabel]

רד לבל מה שציירת ממש לא הגיוני משום שהחיכוך בחיים לא יהיה בכיוון התנועה.

חיכוך הוא הכוח המנוגד לכיוון התנועה!

 

לא הבנתי מה הבעיה.

בכל מקרה, בנוגע לחידה עצמה dorki כבר הסביר את התשובה.

[alon]

בקיצור, ימריא! (אני לא מבין בכלל את ההתלבטות פה).

[bagira]

שוכנעתי!

[אומי5]

רד לבל מה שציירת ממש לא הגיוני משום שהחיכוך בחיים לא יהיה בכיוון התנועה.

חיכוך הוא הכוח המנוגד לכיוון התנועה!

כיוון התנועה ימינה , הציור נכון .

[shlomub]

אז...מה הפיתרון המוסמך?

[Yakov s]

אחרי שהמטוס יצלה את המסוע אכן הוא ימריא לפי דעתי (גם אותי התגובות של דורקי שכנעו)

 

יעקב

[bagira]

אז...מה הפיתרון המוסמך?

 

שווארמה בבגט זה מגעיל, במיוחד אם זה בחיפה ויש מעל 25 מעלות בבוקר.