Lietadlo na beziacom pase :)

[terenkoza]

Dalsie :

http://www.calvintang.com/albums/UWPhil ... 20cebu.jpg

Vzlietne ??

[serpens]

Tuto temu som uspesne dlho ignoroval, ale kedze sa to tu zas rozduchalo, tak skusim to o com si povedal, ze to robit nebudem. Pokusim sa teda teraz o nemozne - vysvetlit to polopatisticky.

Budem vychadzat zo zadania na zaciatku temy a toho na nete:

Originalne zadanie:

Predstavte si Boeing 747, ktory je na dopravnom pase dlhom a sirokom ako vzletova draha.
Dopravny pas je navrhnuty tak, ze presne zodpoveda rychlosti kolies lietadla, ale pohybuje sa opacnym smerom.
Dokaze lietadlo vzlietnut?

Fitovo nestastne zadanie

1. - Lietadlo stoji na bežiacom pase.
2. - Štartujeme, motory naplno.
3. - Pás sa pohybuje dozadu, lietadlo smerom dopredu.
4. - Ano, znamená to, že Pás sa pohybuje opačným smerom, ako lietadlo.
5. - Pás ma vzdy rovaku rychlost, aka je rychlost lietadla voci zemi, akurát sa pohybuje opačne.

Fitova adaptacia zadania pri prepisovani utrpela nejake chyby a preto je lepsie pouzit na zaciatok to prve zadanie - ide o to, ze v orignalne si mame predstavit lietadlo, ktore je na pase, ktory adaptivne meni rychlost pohybu tak, aby sa rovnal pohybu kolies lietadla. Kdezdto vo Fitovom sa pas "pohybuje" dozadu a lietadlo dopredu. Pri prvom zadani mozeme vychadzat pekno z nuly a to teda, ze lietadlo stoji.

Teraz skocim trochu dopredu a neskor sa ku tomu vratim - Kto si mysli, ze lietadlo nevzlietne - chyba, kto si mysli, ze vzlietne, ale kolesa sa budu tocit dvojnasobne - takmer pravda. Odpoved ak zoberieme do uvahy to originalne zadanie by mala byt - lietadlo vzlietne a kolesa sa tocit nebudu vobec.

A terez preco tomu tak je:

Co si treba uvedomit ako prve je, ze lietadlo NIE JE auto. Auto ma motor spriahnuty s kolesami a pomocou kolies prenasa vykon z motora na vozovku. Lietadlo ma kolesa volne (ako kolobezka) a na svoju funkcnosti ich "nepotrebuje" - lietadlo moze predsa startovat aj na vode na klzakoch alebo na lade na lyziach. Lietadlo je v podstate len vagon, ku ktoremu je primontovany velmi silny ventilator.

Dalsia vec, ktora je dolezita na pochopenie je, ze lietadlo vzlietne ak ma dosatocny vztlak. Cize ak okolo kridel preteda vzduch dostatocne rychlo na to, aby vznikla vztlakova sila. A tu teraz dalsia zvlastna vec - lietadlo sa teda nemusi pohybovat vobec na to aby vzlietlo, dolezite je aby sa prudil vzduch okolo kridel. Cize ak mame lahke lietadlo vonku na drahe a je silny vietor, tak toto vzlietne aj ked to pilot nechce a nic z tym neurobit.

Pomaly sa blizime ku pasu. Tuna byva najvacsi problem pochopit to. Takze predstavme si obycajny bezecky pas a ku nemu kolieckove korcule. Bezecky pas je rozbehova draha, korcula je lietadlo a nasa ruka je motor lietadal. A teraz nech sa kazdy zamysli sam.

1. - Predstavte si vypnuty pas, korcula polozena na pase, ruka drzi korculu. Toto simuluje nulovy bod - lietadlo stoji na mieste, pas teda musi stat tiez (chyba Fitovho prepisu), na ruke necitime ziadne sily - motory su vypnute.

2. - Teraz si predstavte, ze zapnete bezecky pas, korculu drzime na mieste, kolesa sa jej roztocia, na ruke citime nejaku tu malu silu. Toto sice nieje presne to, co potrebujeme, ale krasne sa tu da pochopit ako funguje lietadlo, teda jeho podvozok. Sila ktoru citime je odpor lozisiek a vsetky straty v danej sustave. Ak by sme mali "dokonale" loziska bez trenia tak ani tuna by sme necitili ziadnu silu.

3. - Ideme dalej. Terz si predstavime, ze pas este zrychlime, sila (odpor v loziskach) je o cosi vacsia, ale kazdy zvas mi da za pravdu, ze tu korculu na tom pase bez problemov udrzi na mieste. Teraz pozor, kriticka uvaha - dokazem rukou posunut tu korculu na tom pase dopredu? Odpoved - Ano. A sila ktorou musime tlacit dopredu nie je len o malo vacsia ako keby pas stal. A kedze nasa ruka predstavuje motor lietadla je teda jasne, ze keby sa aj pas tocil x-nasobne rychlejsie dozadu, lietadlo by sa dokazalo bez namahy pohnut dopredu.

Z tohoto teda jasne vyplyva, ze lietadlo vzlietne. Ale nesedi to s tym, co mame v zadani a to teda, ze pas sa pohybuje presne opacne a rovnako rychlo ako kolesa lietadla.

No a teraz teda ako by to bolo, predstavme si, ze by ten pas dokazal reagovat bez akoho kolvek oneskorenia:

- Lietadlo stoji, brzdy zabrzdene, motor vypnuty > teda kolesa stoja a aj pas stoji.
- Lietadlo stoji, brzdy stale zabrzdene, motor nastartovany > kolesa stoja a teda aj pas stoji.
- Lietadlo sa pohne, odbrzdi, motor zvysuje vykon > koleso sa snazi pootocit dopredu, ale pas by mal okamzite kontrovat opacnym smerom. No a tu nastava dalsi problem zadania, lebo neuvadza ako presne funguje pas!

Mne osobne z toho vychadza, ze ak ten pas by mal udrzat koleso v nulovom stave - teda ze by bol senzor na kolese, ktory by pasu daval info o jeho uhlovej rychlosti, tak by ten pas nie ze isiel dozadu, ani by nestal, ale naopak by prave siel smerom dopredu ako lietadlo, aby koleso udrzal v nule a teda lietadlo by vzlietlo bez toho, aby sa mu tocili kolesa, ale pas by uhanal dopredu spolu s lietadlom.

Neviem si inak predstavit ten pas, ako by mohol reagovat na to koleso, ale ak sa ma pohybovat presne opacne ako koleso tak mu aj tak z toho vyjde ze sa musi pohybovat dopredu, lebo ak sa pas nepohne dozadu, koleso sa nepohne dopredu. Ide hlavne o to ci by mal povolenu regulaciu aj do minusu. Je to trochu metuce, ale kazdopadne lietadlo vzlietne. Tak ako vzliene hydroplan, ktory by startoval proti prudu rieky.

Nazaver - aj ked tuto temu nemam rad, som ochotny o tom este diskutovat, pokial to tu dokazete urdzat v slusnom rozpolozeni - ziadne nadavky, urazky a hlavne skuste pochopit jeden druheho.

[serpens]

Premenoval som to tu na logicke hadanky a ked je teda lietadlo uzavrete, davam dalsiu zaujimavu. Aj ked to mozno olutujem.

Mame rovnovazne vahy, na kazdej strane vah je rovnako velka nadobka a v kazdej je rovako vela vody, tak aby boli vahy vyvazene.
Do lavej nadoby sa ponory pingpongova lopticka a prichyti sa snurkou tak, aby zostala ponorena. Na druhej strane sa ponori kovova lopticka rovnakeho priemeru ako pingpongova, zavesena na snurke tak aby neklesla na dno a bola v rovnakej vyske ako pingpongova. Otazka znie, na ktoru stranu sa preklopia vahy? Svoju odpoved zdovodnite.

You have a balance beam, the kind of scale that tips from one side to the other, depending on the weight on each side. On each side is a beaker, half-filled with water. The sides are in balance. Now, on the left side, you submerge a ping-pong ball suspended by a string. On the right side, you submerge a steel ball of the same volume as the ping-pong ball suspended from a crane.

Challenge: Does the balance beam tip to the right, to the left, or does it remain unchanged?

[Fito]

Zostane rovnovážny stav, ale o to nejde.

Podľa mňa, vzlietne a zadanie je jednoznačné.

[Trak-Tor]

Moc komplikované... nedá sa odpovedať áno/nie.....

[terenkoza]

Este jeden nazor. Nevzlietne preto, lebo okolo kridla nevznikne prudenie. Teda dostatocne prudenie. Aj ked ma motory vrtulove na predku kridel. Nevzlietne za predpokpadu, ze pas sa prisposobuje a lietadlo ostane stat na mieste. Proste smart pas kompenzuje pracu motorov, ktore sa snazia uviest lietadlo do pohybu. Lietadlo sa nepohne. Praca pasu minus sa rovna praci motorov plus a to je nula = lietadlo stoji. Uz tu ide teda len o prud vzduchu, ktory neviem ci motory dokazu vyvinut na odlepenie stroja od zeme. To je to iste, ako ked priviazem stroj o pevny bod. Klapky dam dole a pustim plny vykon. Vznikne dostatocne prudenie na vzlet ?? No ne. Este raz tu sa jedna o smart pas - lietadlo sa nepohne ani kus dopredku.
Ak oklamem pas - tzn neni to smart pas - je to klasicky polnohospodsrsky pas na krumple, a ja dokazem uviest lietadlo do pohybu, vznika one a letim. o uz potom zalezi od lietadla - kazde pitrebuje na vzlet inu drahu...
Nieco podobne je ventilator na lodke ktory fuka do plechty. To je ako motor na kridle. Vzduch ma velmi malu drahu na to, aby uviedol lodku do pohybu a lietadlo do letu. Zase plati, ak lietadlo ostava na mieste na smart pase.

[serpens]

Marek, ked pridete ku nam ti to vysvetlim

[Stuler]

Naozaj nevzlietne Úloha je postavená tak, že dôjde k odčítaniu vektorov (ako rýchlosť kolies sa myslí podľa mňa posuvná rýchlosť, teda aj dopredná rýchlosť lietadla, nie obvodová)

[terenkoza]

Dakujem

[Ing. Spendlik]

...
3. - Ideme dalej. Terz si predstavime, ze pas este zrychlime, sila (odpor v loziskach) je o cosi vacsia, ale kazdy zvas mi da za pravdu, ze tu korculu na tom pase bez problemov udrzi na mieste. Teraz pozor, kriticka uvaha - dokazem rukou posunut tu korculu na tom pase dopredu? Odpoved - Ano.
...

Odpoveď - Nie, nedokážeš. Lebo ak by si chcel posunúť korčulu dopredu, znamenalo by to, že zvyšuješ rýchlosť kolies a teda sa musí upraviť aj rýchlosť pásu. Takže musíš na posunutie vynaložiť o niečo väčšiu silu kvôli odporu v ložiskách. Ak by si vynaložil o niečo väčšiu silu, tak by sa pás opäť zrýchlil a bol by si stále na mieste. A takto by to šlo až do chvíle, kým by si nebol na "konci so silami" resp. na konci s výkonom motorov (alebo pokiaľ by sa nerozmlátili kolesá). A stále stojíš na mieste voči vzduchu takže žiadny vztlak.

Skôr si kladiem otázku, či je možné vytvoriť stroj, ktorý dokáže okamžite reagovať na zmenu ťahu motorov? Asi by to muselo byť zariadenie, ktoré nereaguje na zmenu, ale ovláda ťah a rýchlosť pásu naraz. Za predpokladu, že zvýšenie ťahu má za následok rovnakú zmenu rýchlosti.

Ešte jedna vec mi k tomu napadla. Predstavme si opačnú situáciu, kolesá reagujú na pás. Podľa teórie, že lietadlo vzlietne, by v tomto prípade nemalo lietadlo šancu ísť dopredu, ale by sa stále pohybovalo dozadu. Záver je teda taký, aký tu už bol napísaný - vektory sa odčítajú, lietadlo voči vzduchu stojí, nemá vztlak a závistlivo pozerá na kolmo štartujúci Harrier.