- Откуда
- Ленинградская область
Куда же подевался этот капитал в задачке с планерами??? Он же разный в двух рассматриваемых случаях. Почему же этот капитал не преобразовался в разную потерю высоты??? Может он замаскирован???
инерционный потенциал самолёта
Капитал? Пришли физики-коммунисты и раскулачили.
- Откуда
- домодедово
Я уже неоднократно повторял, что при разработке нового материала мною могут быть допущены неточности и даже ошибки. Вы абсолютно правы: «инерционный капитал» (путевая кинетическая энергия) разный, а моя оценка потери высоты была одинаковой. Противоречие возникает из-за того, что в упрощённой расчётной модели я сделал ключевое идеализированное допущение, которое скрыло реальное физическое различие.
Постараюсь объяснить, почему капитал не конвертировался в разную потерю высоты в модели, и как это происходит в реальности.
В своих расчётах я исходил из мгновенного сохранения путевой скорости (V_путь) и мгновенного пересчёта воздушной скорости (V_возд = V_путь + V_ветра). Это стандартный приём для оценки конечного состояния, но он игнорирует динамику процесса.
Что это значит на практике:
1. Я предположил, что в момент изменения ветра планер как целое (его центр масс) по волшебству сразу получил новую путевую скорость, соответствующую новой скорости ветра. В Случае 1 она стала +5 м/с, в Случае 2 — +10 м/с.
2. При этом я также мгновенно «сбросил» его воздушную скорость до 10 м/с в обоих случаях.
3. В такой модели «инерционный капитал» (начальная V_путь) действительно не играет роли, потому что я искусственно установил ему новое значение, не спрашивая, как система к нему пришла.
Вывод: Упрощённая модель сравнила два разных конечных состояния, а не два разных переходных процесса из разных начальных состояний. Она ответила на вопрос «Что будет, если ветер уже изменился?», а не «Как именно будет происходить изменение?».
Как в реальной физике «инерционный капитал» будет влиять на процесс:
В реальности планер не может мгновенно изменить свою путевую скорость. На его центр масс действует только одна горизонтальная сила — лобовое сопротивление (X). Именно через неё и происходит преобразование «инерционного капитала».Давайте разберём первые доли секунды после ослабления ветра:
а). Случай 1 (V_путь=0): Воздушный поток на крыло ослабевает, но планер по инерции остаётся на месте. Лобовое сопротивление почти равно нулю (нет обтекания). Планер начинает «проваливаться» почти вертикально вниз, и лишь гравитация, разворачивая вектор его движения, начинает медленно разгонять его вперёд. Разгон идёт медленно.
в). Случай 2 (V_путь=+5 м/с): У планера уже есть инерция вперёд. Ослабевающий встречный ветер означает, что он начинает «догонять» воздушную массу. При этом возникает значительное лобовое сопротивление, которое начинает тормозить его относительно земли. Часть его «инерционного капитала» тратится на преодоление этого сопротивления
А теперь посмотрим куда уходит «капитал» во втором случае?
Он не превращается в подъёмную силу, а рассеивается в атмосфере в виде тепла и турбулентности через работу силы лобового сопротивления. Это приводит к ключевому эффекту: в Случае 2 горизонтальный разгон планера (рост V_путь) будет МЕНЬШЕ, а падение воздушной скорости - БОЛЕЕ ПЛАВНЫМ, чем в Случае 1.
Таким образом, в реальности «инерционный капитал» напрямую преобразуется не в изменение итоговой высоты, а в качество переходного процесса. Он работает как амортизатор:
а). Случай 1 (нет капитала): Резкий удар, большая просадка.в). Случай 2 (есть капитал): Более мягкое гашение возмущения, меньшая просадка.
Вы абсолютно правы, благодарю вас за это замечание. Действительно разный «инерционный капитал» обязан привести к разной динамике. Упрощённая модель, сравнивая два статических состояния, этот эффект скрыла. В реальном полёте наличие путевой скорости - это запас устойчивости, который напрямую влияет на безопасность, делая реакцию планера на сдвиг ветра менее критичной.
Последнее редактирование:
- Откуда
- Ленинградская область
Хорошо, что Вы начинаете пытаться урегулировать противоречия, возникшие в вашем восприятии мира. Плохо то, что снова Вы ищете черную кошку в темной комнате. Это бесполезно, особенно когда там этой кошки нет. Капитал, который нельзя измерить, является иллюзией. Именно это сейчас Вы сами и подтвердили. Запас энергии, перешедший якобы куда-то в переходный процесс, или в тепло какое-то неведомое, и который ни на что не повлиял, не может и никого интересовать. Просто потому, что он ни на что не влияет. Именно так и не может влиять запас энергии планера относительно Земли на взаимодействие планера с воздухом. Поймите же уже до конца то, в чем Вы уже начали потихоньку разбираться и сомневаться. Кинетическая энергия зависит от скорости и массы. Масса неизменна, но скорость это величина ОТНОСИТЕЛЬНАЯ. А кинетическая энергия относительно Земли никак не влияет на взаимодействие летящего аппарата с воздухом. Вы сами это уже вычислили когда решали задачку.
Позвольте, вмешаюсь в спор - а при расчёте влияния инерции нужно вносить поправку на анизотропию поля Хиггса?
Если бы это было так, то это бы было хорошо. Но если при этом там кошки нет, то это тановится неприятным. Не плохо бы показать это обсуждение студентам медикам, будущим психиатрам. Оно было бы для них неплохой практикой.
Денис
Я люблю строить самолеты!
- Откуда
- Уссурийск, Приморский край
Не, ещё vert его ощущает... 🤣
Строго говоря, преобразование происходит...
Происходит, когда под действием силы тяжести меняется скорость ЛА. Он ускоряется. При этом происходит преобразование потенциальной энергии ( высота над землёй ) в кинетическую ( движение и увеличение скорости - пройденный путь ).
В Вашей замечательной задачке, есть момент, на который следует обратить внимание. Считаю его весьма полезным для дальнейшего обсуждения "инерционного потенциала", в понимании, как роль инерционной массы в раскладке сил, действующих на ЛА.
Этот момент заключается в различии дистанции и траектории, по которой перемещается планер при планировании в двух случаях:
- При постоянной разнице воздушной скорости и скорости ветра в 5 км/ч.
- При изменении скорости ветра на 5м/с за 1 секунду.
Если взять за начальные условия, что планер имеет качество 10 и воздушную скорость 15 м/сек., а скорость ветра 10 м/сек. То, за 1 секунду полёта, он снизится, по прямой, на 1,5 м и пройдёт дистанцию ( относительно земли ) 5 метров.
Если за начальное условие взять скорость планера и ветра одинаковой, равной 15 м/сек., а скорость ветра уменьшается за 1 секунду на 5м/сек. То, за 1 секунду полёта, планер снизится примерно* на те же 1,5 м. Но, будет двигаться равноускоренно, по параболе. Потому, пройдёт путь в 2,5 метра, а дистанцию ( относительно земли ) всего 2,12 метра.
Разница пройденного пути при равномерном и равноускоренном движении - в два раза.
Равномерное движение - по инерции происходит в отсутствие нескомпенсированных сил. Запасённая планером высота, преобразуется "хитрым устройством"- профилем крыла, в перемещение относительно воздуха и земли. Снижаясь за 1 сек. На 1,5 м, планер продвигается относительно воздуха на 15м. и, относительно земли, примерно на 5 м.
При уменьшении скорости встречного ветра на 5 м/сек., ускорение планера происходит под действием "избыточной" мгновенной величины проекции силы тяжести на направление траектории движения ( планирования). Это, так называемая "скатывающая сила" (Fск.), которая в установившемся планировании равна полному аэродинамическому сопротивлению планера (Х).
На рисунке, в масштабе, показана траектория разгона планера при равноускоренном движении ( парабола ). На вертикальной оси откладываются перемещения по высоте, с интервалом 0,2 сек ( соотв. 0,3 м ). На горизонтальной - перемещения относительно земной поверхности ( дистанция ).
Из точки (Ф) в левом верхнем углу, проведена прямая - траектория планирования при скорости планера больше скорости ветра на 5м/сек.
В случае, когда планер ускорился за 1 сек, при снижении скорости ветра на 5 м/сек., его траектория продолжается по прямой из точки х= 2,1(2) с углом планирования @кач.
Последнее редактирование:
- Откуда
- Ленинградская область
Александр, Вы рискуете ещё больше затуманить голову топику, в которой только только начало вроде бы проясниваться. Не всё понятно из вашего текста. Там где-то метры, где-то километры, где-то часы а где-то секунды. Мне кажется это отвлечение от темы. Разрежьте вертикальной плоскостью воздушную массу в моей задачке. И двигайте эту плоскость вместе с воздушной массой. И спроецируйте на эту плоскость траекторию планера в обоих случаях задачки. Траектории будут идентичны! В обоих случаях вначале изменения скорости ветра движение планера будет равно ускоренное. Только начинаться с двух разных постоянных скоростей относительно земли. С постоянных скоростей подчеркиваю. В первом случае с нуля, а во втором с 5 м/с относительно земли. И с одинаковых постоянных воздушных скоростей 15 м/с. Инерционные силы будут идентичны в обоих случаях. Относительно воздуха всё будет идентично!!! Это главное. Никак Земля не влияет.
Последнее редактирование:
- Откуда
- домодедово
Понятие «Внутренний инерционный потенциал (капитал) ВИП» связано не только с моей авторской концепцией. Перейдя по ссылки, вы можете ознакомиться с работой Евгения Шамала в которой он представляет ВИП аналогично моему:
«Внутренний инерционный потенциал - это потенциал, который позволяет телу сохранять импульс и двигаться по инерции после прекращения внешнего силового воздействия. Когда внешнее силовое воздействие прекращается, изменение силовой частоты возвращается к исходному состоянию. Именно это приводит к тому, что объект продолжает изменять свою координату или двигаться по инерции.»
txt27
В моём же понятии ВИП - это концепция, объединяющая импульс и кинетическую энергию тела. Хотя это не стандартная физическая величина, её можно измерить, но для этого нужно чётко определить, какую именно часть этого «капитала» мы рассматриваем: векторный капитал (импульс) или скалярный капитал (энергию).
Ключевым принципом данной концепции является относительность "капитала", поскольку его величина всегда измеряется относительно конкретной системы отсчета.
Пример: Пассажир, идущий по вагону поезда.
1. Относительно вагона: У него есть небольшой «капитал» (импульс и кинетическая энергия).
2. Относительно Земли: Его «капитал» огромен, потому что к его скорости добавляется скорость поезда.
3. Какой «правильный»? Оба. Выбор зависит от задачи: для анализа его остановки относительно двери вагона важен первый, для оценки последствий выпадения из поезда - второй.
Измерить ВИП мы можем следующим образом:
1. Определяем систему отсчёта (относительно чего считаем? Земля, воздух, поезд).
2. Решаем, что для нас важнее:
а).Количество и направление движения? → Измеряем импульс (p).
в). Запас «работоспособности»? → Измеряем кинетическую энергию (K).
с). Полный баланс системы? → Измеряем полную механическую энергию (E).
3). Используем стандартные физические методы: измерение массы и вектора скорости (для p) или модуля скорости (для K).
Наша концепция «инерционного капитала» ценна именно как единый образ, связывающий эти две фундаментальные величины. Для её «измерения» достаточно измерить их обе, понимая, что они описывают разные, но взаимосвязанные аспекты одного явления — движения.
Напрасно вы так полагаете.
«Инерционный капитал» (совокупность импульса p и кинетической энергии K тела) влияет на всё, что связано с изменением состояния движения тела и его взаимодействием с другими телами. Это не просто абстрактное понятие, а фундаментальный ресурс, определяющий динамические возможности системы.
1. Роль импульса (p = m*v)
а). Определяет количество движения, которое можно передать. От него зависит, насколько отлетит другой шар при ударе, как изменится скорость системы.
в). Чтобы полностью погасить импульс, нужен импульс силы противоположного направления (F * Δt).
с). Закон сохранения импульса — основа для расчёта скорости отдачи ружья или реактивной струи.
2. Роль кинетической энергии (K = mv²/2)
а). Определяет разрушительный потенциал, работу деформации. От него зависит глубина вмятины, нагрев, повреждения.
в). Чтобы полностью остановить тело, нужно совершить работу, равную его кинетической энергии (тормозной путь s = v²/(2a)).
с). Запасенная в топливе химическая энергия преобразуется в кинетическую энергию выхлопа и аппарата.
На первый взгляд, «запас энергии относительно Земли» не должен напрямую влиять на аэродинамику, которая зависит только от движения относительно воздуха. Но это не так. Влияние косвенное, но мощное, и оно определяет ключевой аспект безопасности — запас времени на реакцию.
Взаимодействие планера с воздухом (подъёмная сила, управляемость) зависит исключительно от воздушной скорости (V_возд). Однако воздушная скорость — величина непостоянная. В нестационарных условиях (порыв, сдвиг ветра, манёвр) её можно поддерживать или изменять, конвертируя в неё другие виды энергии.
И здесь запас энергии относительно Земли - это наш главный стратегический резерв. Он состоит из:
1. Кинетической энергии (K_земля = m * V_путь² / 2)
2. Потенциальной энергии (U = m * g * h)
Когда воздушная скорость угрожающе падает (как в примерах с ослаблением ветра), пилот может преобразовать этот «земной» резерв обратно в воздушную скорость, тем самым напрямую влияя на взаимодействие с воздухом.
Поэтому, отвечая на ваше утверждение: Запас энергии относительно Земли влияет на взаимодействие с воздухом, определяя динамические возможности по поддержанию и восстановлению воздушной скорости — той самой величины, которая и создаёт взаимодействие.
Именно этот принцип лежит в основе энергетического менеджмента — высшего пилотажного искусства, где пилот управляет не ручкой и педалями, а распределением полной энергии между высотой и скоростью. Именно «инерционный капитал» — это и есть количественная мера этого искусства.
- Откуда
- Ленинградская область
Остановитесь на этой светлой мысли. И забудьте всё остальное. Ибо если начать задавать задачки и уточняющие вопросы по остальному тексту, то будете бледно выглядеть снова.
S_Vladimir
Я люблю создавать экранолёты!
А ещё надо учесть влияние Большого Взрыва: он хоть и произошёл охуллиарды лет назад, да только некоторых, особо глубоких теоретиков, так до сих и потряхивает флуктуациями... инерционных возмущений 😂.
Последнее редактирование:
Да, спасибо!
Исправим ошибку: конечно 5м/сек.
Именно это я и представил в своём описании и на рисунке...
Насколько отличаются траектории - очевидно.
Мне самому интересно разобраться в подробностях с манёвром интенсивный "разворот на 180° НА- и ПО- ветру" для лёгкого ЛА. Особенно это актуально для аппаратов с балансирным управление. Задача сложная, но интересная.
"Слона лучше есть по частям". Пользуясь этим принципом, я делаю отдельные "зарисовки". В надежде, позже, собрать цельную картинку.
Если кому интересно - милости просим.
С топик стартером, пока, не вижу общих точек соприкосновения, но он, возможно, читает то, что ему интересно...
- Откуда
- Ленинградская область
Теперь понятно. Ваши два случая совсем не те, что у меня в задаче. Вы сравниваете снижение с постоянной воздушной скоростью и снижение с изменяющейся на ту же величину воздушной скоростью. Потому траектории разные. Я то пытался сравнивать траектории, когда в обоих случаях скорость ветра уменьшается на 5 м/с, но от разных начальных значений. И потому воздушные профили идентичны. Разные это темы!!
Вот, дополнение к первому рисунку. По частям...
Здесь, я беру последовательно три секунды полёта планера против ветра. В Системе Координат Земли.
Скорость полёта планера ( воздушная ) - 15м/сек. Не меняется.
Скорость встречного ветра:
1-я секунда. 15 м/сек.
2-я секунда. Начинает изменяться на 5м/сек в течение одной секунды.
3-я секунда. Скорость ветра постоянная и равна 10м/сек.
1-я сек. Равенство скоростей планера и ветра. ( 15м/сек ) Планер вертикально снижается относительно земли, не перемещаясь вперёд. Как на лифте. Снижается на 1,5 м за секунду. Движение равномерное, с постоянной скоростью.
( Перемещение Sy = v t = 1,5м )
2-я сек. Скорость ветра уменьшается с 15 до 10 м/сек. Траектория планера в вертикальной продольной плоскости - парабола. За эту секунду, он пролетит ( относительно земли ) 2,1(2) м и снизится на 1,5 м. В этом случае, движение равноускоренное.
( Перемещение Sx= 1/2 a t^2 = 2,1(2)м ; Sy= 1,5 м )
3-я сек. Скорость ветра постоянна и равна 10м/сек. Траектория планера - наклонная прямая. Движение равномерное - с постоянной скоростью относительно воздуха 15м/сек. Относительно земли 5м/сек. За эту секунду, он снизится на 1,5 м и пролетит ( относительно земли ) 5 метров.
( Перемещение Sx= 5 м ; Sy= 1,5 м )
*( Правый нижний уголок не поместился на листе рисунка. К концу третьей секунды, планер суммарно пролетит 7,1(2) м.)
Участок с равноускоренным движением, на мой взгляд, представляет наибольший интерес...
Здесь, я беру последовательно три секунды полёта планера против ветра. В Системе Координат Земли.
Скорость полёта планера ( воздушная ) - 15м/сек. Не меняется.
Скорость встречного ветра:
1-я секунда. 15 м/сек.
2-я секунда. Начинает изменяться на 5м/сек в течение одной секунды.
3-я секунда. Скорость ветра постоянная и равна 10м/сек.
1-я сек. Равенство скоростей планера и ветра. ( 15м/сек ) Планер вертикально снижается относительно земли, не перемещаясь вперёд. Как на лифте. Снижается на 1,5 м за секунду. Движение равномерное, с постоянной скоростью.
( Перемещение Sy = v t = 1,5м )
2-я сек. Скорость ветра уменьшается с 15 до 10 м/сек. Траектория планера в вертикальной продольной плоскости - парабола. За эту секунду, он пролетит ( относительно земли ) 2,1(2) м и снизится на 1,5 м. В этом случае, движение равноускоренное.
( Перемещение Sx= 1/2 a t^2 = 2,1(2)м ; Sy= 1,5 м )
3-я сек. Скорость ветра постоянна и равна 10м/сек. Траектория планера - наклонная прямая. Движение равномерное - с постоянной скоростью относительно воздуха 15м/сек. Относительно земли 5м/сек. За эту секунду, он снизится на 1,5 м и пролетит ( относительно земли ) 5 метров.
( Перемещение Sx= 5 м ; Sy= 1,5 м )
*( Правый нижний уголок не поместился на листе рисунка. К концу третьей секунды, планер суммарно пролетит 7,1(2) м.)
Участок с равноускоренным движением, на мой взгляд, представляет наибольший интерес...
Последнее редактирование:
Да... Был не внимателен. Теперь вижу постановку задачи.
И в одном и в другом случае - равноускоренное движение. Траектории - параболы. Дистанции разные.
Но сама задача мне понравилась.
Получилось: "Ваша тема в моей обработке"©...
Рассмотрю и оригинальную... Но, пораньше ( сейчас уже за полночь ).
Последнее редактирование:
Ой, знаете, я совсем забыл - надо же ещё учесть влияние вращающегося гравитационного поля Земли, оно ведь тоже влияет:
