חידה - מטוס על מסוע

[אמיר שליט]

לאיזה כיוון המסוע עובד ?

עם כיוון הטיסה, או נגד כיוון הטיסה?

אם מדובר עם כיוון הטיסה, הדבר דומה לאחד שרץ במעלה המדרגות הנעות מעלה.

.

[gsk]

המטוס בוודאות לא ימריא

 

כדי שהוא ימריא צריך עילוי כלומר אוויר שזורם בין מתחת ומעל לכנפיים. המטוס כאן למעשה סטטי (ביחס לאוויר שמסביבו) כלומר אין תנועת אוויר= אין עילוי.

[ferez]

לאיזה כיוון המסוע עובד ?

עם כיוון הטיסה, או נגד כיוון הטיסה?

אם מדובר עם כיוון הטיסה, הדבר דומה לאחד שרץ במעלה המדרגות הנעות מעלה.

.

 

הכוונה היא שהמסוע זז נגדית לכיוון שאליו מנסה לטוס המטוס, ובכך בעצם המטוס נשאר במקום.

 

אין מצב שהמטוס ימריא, זה כמו ללכת על הליכון - אין שום התנגדות של האוויר. המטוס צריך התנגדות אדירה של אוויר שתבוא מולו כדי שיהיה לו את כוח העילוי "לטפס" עליה.

[AlonBar]

ע"פ ההגיון היית אמור להבין את התשובה :

אם תיקח טיסן, תסובב לו ידנית את הגלגלים, הוא יטוס ? לא, כי הגלגלים זה סתם חלק שמאפשר לו תזוזה על הקרקע, הגלגלים האלה לא מחוברים לשום דבר, אלא רק מוט מתכת חסר כל דבר מכני \ אלקטרוני.

מה שמאפשר למטוס לטוס זה מן הסתם תנועת האוויר.

[ארנון]

השאלה היתה רלוונטית אם מפעיל המסוע היה מסוגל לשלוט גם על מהירות התנועה של האוויר על כנפי המטוס.

 

החלקים היחידים שקובעים אם המטוס ינוע, באיזה מהירות הוא יעשה זאת, ומה יקרה כתוצאה מכך הם המנועים והכנפיים.

אלה נמצאים במערכת יחוס מול האוויר שסביבם.

 

המנוע שואב אוויר ופולט אותו מאחור במהירות. מופעל עליו כח שווה לזה שהוא מפעיל על האוויר, והוא נהדף קדימה.

מכיוון שהוא מחובר לכנפיים, הוא דוחף גם אותן קדימה, ואת גוף המטוס.

 

והגלגלים שהמסוע מסיע אחורנית ? הם פשוט מסתובבים במהירות כפולה.

תיאורטית אין להם שום השפעה על המטוס.

בפועל, בגלל החיכוך בצירים שלהם, יקח למטוס טיפטיפה יותר זמן להגיע ל- V2 - מהירות המראה.

 

 

למי שעדיין מתקשה להבין, הנה דוגמה יותר פשוטה:

 

במקום מטוס, אתם.

במקום הגלגלים של המטוס, גלגליות על הרגליים שלכם.

במקום המסוע הענק - מסלול ריצה מערוץ הקניות.

 

במקום המנוע שדוחף אוויר שאין לו קשר למסוע - תחזיקו חבל שמחובר לקיר של החדר (גם הקיר לא זז יחד עם מסלול הריצה).

התחילו למשוך עצמכם קדימה בעזרת החבל במהירות של 1 קמ"ש, וכוונו את מסלול הריצה לאותה מהירות (הוא מנסה לדחוף אותכם אחורה באותה מהירות).

 

אתם כמובן תתקדמו קדימה (בהנחה שהקיר לא עשוי מנייר). הגלגלים של הגלגליות יסתובבו במהירות שקולה לנסיעה במהירות 2 קמ"ש.

[ליין מן]

טוב אז משנה מקום משנה תשובה ועכשיו אביב יגיד שאני שוב לא רציני , מה לעשות

 

 

המטוס לא ימריא .

 

כדי לזוז , אנו זקוקים לנקודת מגע קבועה , כדי ליצור חיכוך ואז הכוח מנוע מקדם אותנו .

 

במצב הנתון , אנו לא מקבלים נקודת מגע קבועה , הנקודה זזה בכוח נגדי לכוח שאנו מפעילים .

 

מהירות המטוס ביחס לסביבה , לקרקע ולאויר היא 0 ק"מש , ולכן הוא לא מקבל מהירות עילוי .

ולא יכול להנתק מהקרקע .

 

אייל .

[ארנון]

אייל, אני אתעלם מזה שלא טרחת לקרוא את מה שכתוב מעל ההודעה שלך ואענה למה שכתבת.

 

קודם כל, כדי לזוז אנו לא זקוקים לנקודת מגע קבועה.

טילים מאיצים בחלל ושם יש ריק. אין שם שום נקודת מגע קבועה או לא קבועה, כי אין שם כלום.

עדיין, התנע של הגאזים הנפלטים אחורנית מאיץ את הטיל קדימה. וכנ"ל גם התנע של האוויר הנפלט ממנוע המטוס דוחף את הכנף.

 

דבר שני, נקודה לא זזה ב"כח". היא זזה במהירות.

דבר שלישי, איך הגעת לזה שמהירות המטוס ביחס לאוויר היא 0 ?

האוויר גם מחובר למסוע?

[אומי5]

לגבי הסירטון , צריך יותר מזה כדי להוכיח , חייבים שהמהירויות יהיו שוות .

חוץ מזה שיכול להיות שמנוע בוכנה (פרופלור) דוחף אוויר מתחת לכנפיים ויוצר עילוי התחלתי שמקטין את החיבור למסוע .

 

לאחר עוד קצת מחשבה בנושא אני חושב שמה שכתבתי בעריכה בהודעה הקודמת לא נכון , כי חלק מהכוח שעובר מהמסוע לגוף המטוס, שאמור להזיז אותו אחורה יאבד במייסבים של הגלגלים ולכן הוא יצליח לזוז קדימה, ברגע שהוא זז הוא כבר מתחיל ליצור עילוי מה שמקטין את הקשר שלו למסוע מה שמקטין את הכוח הנגדי וכו' ...

 

 

בקיצור לדעתי ימריא .

[shellcase]

מה הולך איתכם?

הרי המטוס עומד במקום, כלומר האוויר היחיד שהכנפיים מקבלות מגיע מהמנוע (במידה ומדובר בפרופלור קדמי בלבד).

הכלי היחיד שיצליח להמריא מזה חייב להיות במשקל של דאון.

להגיד שהמטוס ימריא ככה זה כמו להגיד שאם תנעל את הברקסים ותפעיל מנוע בפול כח המטוס ימריא, הרי אין הבדל, בשני המקרים המטוס לא מתקדם והמנוע עובד מקסימום, מה זה משנה אם הגלגלים מסתובבים או לא?

[ceyal]

ארנון תסביר לי משהו.

 

מה שאתה אומר להתקדמות המטוס בגלל המנוע - זה כשהוא באויר.

כשהוא על הקרקע הוא זקוק לגלגלים שיביאו אותו למהירות הזאת (בהנחה שהוא לא נזרק ממטוס)

 

עכשיו

אם המנוע דוחף את המטוס קדימה על הגלגלים

והמסוע דוחף את הגלגלים אחורה בדיוק באותה המהירות שתאפשר לו לעמוד במקום (למטוס)

 

איך הוא ימריא?

 

כל זאת בהנחה שאין מאוורר שדוחף אויר לכנפיים

[שלומי]

אוקי, בשביל לעשות את זה יותר מעניין, ניתן דוגמא שקל להבין.

נניח שיש לך מזוודה והיא מונחת על מסוע, אתה עומד במסלול לידה, לא על המסוע , מחזיק את המזוודה ומתחיל ללכת.

זה באמת משנה באיזה מהירות מסתובב המסוע ?

[ferez]

כן. ככל שהמסוע יסתובב יותר מהר, הבנאדם יצטרך להפעיל יותר כוח בשביל ללכת ותוך כדי לגרור את המזוודה לכיוון הנגדי.

לא הבנתי אם הדוגמא הזאת אמורה להקביל למטוס ולמסוע, כי היא ממש לא - כאן האדם כן מתקדם קדימה, ובדוגמא עם המטוס התוצאה היא שהוא נשאר עומד במקום.

[ליין מן]

אייל, אני אתעלם מזה שלא טרחת לקרוא את מה שכתוב מעל ההודעה שלך ואענה למה שכתבת.

 

קודם כל, כדי לזוז אנו לא זקוקים לנקודת מגע קבועה.

טילים מאיצים בחלל ושם יש ריק. אין שם שום נקודת מגע קבועה או לא קבועה, כי אין שם כלום.

עדיין, התנע של הגאזים הנפלטים אחורנית מאיץ את הטיל קדימה. וכנ"ל גם התנע של האוויר הנפלט ממנוע המטוס דוחף את הכנף.

 

דבר שני, נקודה לא זזה ב"כח". היא זזה במהירות.

דבר שלישי, איך הגעת לזה שמהירות המטוס ביחס לאוויר היא 0 ?

האוויר גם מחובר למסוע?

 

ארנון , כן קראתי .

 

בתשובה הקודמת שלך היו שתי נקודות מגע , הקרקע הזזה, המסוע ( לא קבוע ) והקיר נקודה קבועה .

בחלל גוף לא ינוע , אלה אם קיבל מהירות התחלתית לפני שהגיע לחלל , או שהוא שורף דלק ופולט גז לאחור .

 

יש קצת בעיה עם התשובה - אפשר שתהיה נקודה מסויימת שבה המנוע ידחס כמות עצומה של אויר וכוח הדחף הזה

יזיז אותו קדימה , אבל מפעיל המסוף יגביר את המהירות ולכן הוא לא ימריא .

 

או מבנה כנף מיוחד במטוס עם מנוע פרופלור קדמי , אשר ידחף אויר מתחת לכנף ויצור עילוי .

במנוע סילון , האויר נשאב מקדימה עובר דרך המנוע ונפלט מאחור , אין תנועת אויר דרך הכנפיים לכן קשה

ליצור עילוי .

 

הייתי מת לבצע ניסוי ולשבור את התאוריה .

 

אייל .

 

בקשר להוספה של - שלומי

 

כעת יש לנו שתי נקודות מגע , האדם על קרקע יציבה , והמזוודה עם גלגלים על המסוע .

הכוח שהאדם ישקיע בהליכה, הוא הכוח , שבוא המזוודה תנוע , מאחר והכוח הנגדי משקיע את האנרגיה

שלו בסיבוב הגלגלים בלבד .

[ceyal]

אם הבנתי אותך נכון שלומי,

אתה מתכוון לזה שהאדם לוקח את המזוודה ביד - מרים אותה באויר והולך?

כאן באמת מהירות המסוע לא משנה.

 

אבל זו דוגמא מצויינת

אם לדוגמא יש למזוודה גלגלים והאדם דוחף אותה קדימה ובו בזמן המסוע נוסע אחורה - עדיין המזוודה תתקדם קדימה למרות שסיבוב הגלגלים יהיה מהיר הרבה יותר מאשר כשהמסוע נייח.

 

אבל כאן יש לך "מנוע" בתור אדם שדוחף את המזוודה ע"י השענות על הרצפה שלא זזה - כלומר גם אם הוא יעמוד ולא יפעיל שום כח - עדיין המזוודה תשאר היכן שהיא כך שזה לא דומה למטוס

שם המנוע תלוי באויר ואין לו תמיכה אחרת למעט גלגלי המטוס.

 

 

במילים אחרות:

אם מנוע תלוי באויר יצליח להזיז את עצמו לבד בכח עצמו אז המטוס ימריא

[ארנון]

הדוגמה של שלומי זהה לשאלה עם המטוס.

בדוגמה של שלומי, האדם שגורר את המזוודה מפעיל כח מול משטח נייח (רצפה) ולכן המזוודה מתקדמת על המסוע, כשהגלגלים סובבים במהירות כפולה.

 

חברים, במטוס זה בדיוק אותו הדבר. במקום אדם יש מנוע, והמשטח הנייח הוא האטמוספירה. היא קבועה במקום, והמנוע "דוחף" אותה אחורנית כדי להתקדם. הוא לא מתעניין במסוע שמתחת לגלגלים, כמו שהאיש שמושך את המזוודה לא היה מתעניין בו.

 

כדי להפוך את הדוגמה לממש ממש זהה, דמיין שהאיש לא עומד על הרצפה לצד המזוודה אלא יושב עליה (כמו מנוע). את הכח הוא מפעיל על ידי משיכת חבל קבוע שמישהו שם לו ביד (זה האוויר).