Задачка на сложение скоростей

Сообщение №35705 от MikeFW 17 ноября 2004 г. 11:22
Тема: Задачка на сложение скоростей

Уважаемые знатоки физики, помогите решить практическую задачку:

Есть бассейн 50 м.
Пловец его проплывает на одних руках за 35 секунд (средняя скорость v1 = 1,43 м/с).
Потом он проплывает этот же бассейн на ногах за 55 секунд (средняя скорость v2 = 0,91 м/с).

По закону сложения скоростей (v3 = v1 + v2), если он поплывет одновременно работая руками и ногами, то его средняя скорость будет равняться 2,34 м/с. И бассейн он должен проплыть за 21,37 секунду. Но на практике получается 28 сек (скорость v3 = 1,79 м/с). Таким образом потери в скорости составили 0,55 м/с.

Вопрос: правильно ли я все посчитал, могут ли быть дополнительные величины, которые я не учел? И можно ли приблизиться к состоянию, в котором потеря в скорости не будет существенной?

Т.е. является ли здесь главной тормозящей силой проблема в координации работы на максимальном режиме носового и кормового двигателей (назовен их так ...)))?

P.S. Естественно плотность и сопротивление воды не меняется и угол атаки тела максимум меняется на 1-2 градуса, а может и не меняется вовсе.


Отклики на это сообщение:

> Уважаемые знатоки физики, помогите решить практическую задачку:

> Есть бассейн 50 м.
> Пловец его проплывает на одних руках за 35 секунд (средняя скорость v1 = 1,43 м/с).
> Потом он проплывает этот же бассейн на ногах за 55 секунд (средняя скорость v2 = 0,91 м/с).

> По закону сложения скоростей (v3 = v1 + v2), если он поплывет одновременно работая руками и ногами, то его средняя скорость будет равняться 2,34 м/с. И бассейн он должен проплыть за 21,37 секунду. Но на практике получается 28 сек (скорость v3 = 1,79 м/с). Таким образом потери в скорости составили 0,55 м/с.

Я не специалист в механике жидкости, но если закон Стокса работает (сила сопротивления пропорциональна скорости), то должно быть сложение скоростей. Либо по какой-то причине неприменим з-н Стокса, либо действительно вы несогласованно работаете руками и ногами.


> Я не специалист в механике жидкости, но если закон Стокса работает (сила сопротивления пропорциональна скорости), то должно быть сложение скоростей. Либо по какой-то причине неприменим з-н Стокса, либо действительно вы несогласованно работаете руками и ногами.

Скорее всего дело не в согласованности работы руками и ногами, а в том, что сила тяги движителей (рук и ног) зависит от скорости - с увеличением скорости сила тяги падает, поэтому прямое сложение не работает.


> Уважаемые знатоки физики, помогите решить практическую задачку:

> Есть бассейн 50 м.
> Пловец его проплывает на одних руках за 35 секунд (средняя скорость v1 = 1,43 м/с).
> Потом он проплывает этот же бассейн на ногах за 55 секунд (средняя скорость v2 = 0,91 м/с).

> По закону сложения скоростей (v3 = v1 + v2), если он поплывет одновременно работая руками и ногами, то его средняя скорость будет равняться 2,34 м/с. И бассейн он должен проплыть за 21,37 секунду. Но на практике получается 28 сек (скорость v3 = 1,79 м/с). Таким образом потери в скорости составили 0,55 м/с.

> Вопрос: правильно ли я все посчитал, могут ли быть дополнительные величины, которые я не учел? И можно ли приблизиться к состоянию, в котором потеря в скорости не будет существенной?

> Т.е. является ли здесь главной тормозящей силой проблема в координации работы на максимальном режиме носового и кормового двигателей (назовен их так ...)))?

> P.S. Естественно плотность и сопротивление воды не меняется и угол атаки тела максимум меняется на 1-2 градуса, а может и не меняется вовсе.

Пловец плывет со скоростью большей скорости волны, затрачивая при этом мощность пропорциональную квадрату скорости. При работе руками и ногами суммарная мощность будет пропорциональна сумме квадратов скоростей и чтобы определить его скорость в третьем случае придется извлечь квадратный корень из указанной выше суммы. Ответ 1,695 м/с.



> Пловец плывет со скоростью большей скорости волны, затрачивая при этом мощность пропорциональную квадрату скорости. При работе руками и ногами суммарная мощность будет пропорциональна сумме квадратов скоростей и чтобы определить его скорость в третьем случае придется извлечь квадратный корень из указанной выше суммы. Ответ 1,695 м/с.

Именно из за сопротивления воды растущим пропорционально квадрату скорости дельфины начинают выпрыгивать из воды если намеренны увеличить свою скорость.
У них есть ещё один трюк создание носом буговой волны. Этот приём используется при судостроении.
Акулы же покрыты кожей имеющей продольными микроскопическими канавками уменьшающими сопротивление воды - в самолётостроении обклеивание крыльев фольгой с такими канавками даёт экономию до 5% и пловцы используют купальники индивидуальной закройки с таким покрытием.
Увеличить свою скорость можно также используя не только ласты для ног но и для рук(изобретению от силы года 2).

Велосипедисты пытаются улучшить свою аэродинамику - с помощью шлёма, и близко стоящих рук, или ездят на велосипеде в лежачем положении.
Какими способами ещё можно эффективно увеличить свою скорость в среде?
До.


>
> > Пловец плывет со скоростью большей скорости волны, затрачивая при этом мощность пропорциональную квадрату скорости. При работе руками и ногами суммарная мощность будет пропорциональна сумме квадратов скоростей и чтобы определить его скорость в третьем случае придется извлечь квадратный корень из указанной выше суммы. Ответ 1,695 м/с.

> Именно из за сопротивления воды растущим пропорционально квадрату скорости дельфины начинают выпрыгивать из воды если намеренны увеличить свою скорость.
> У них есть ещё один трюк создание носом буговой волны. Этот приём используется при судостроении.
> Акулы же покрыты кожей имеющей продольными микроскопическими канавками уменьшающими сопротивление воды - в самолётостроении обклеивание крыльев фольгой с такими канавками даёт экономию до 5% и пловцы используют купальники индивидуальной закройки с таким покрытием.
> Увеличить свою скорость можно также используя не только ласты для ног но и для рук(изобретению от силы года 2).

> Велосипедисты пытаются улучшить свою аэродинамику - с помощью шлёма, и близко стоящих рук, или ездят на велосипеде в лежачем положении.
> Какими способами ещё можно эффективно увеличить свою скорость в среде?
> До.

А что это за "трюк создание носом буговой волны"? Что-то нигде не нашел про него информации.

И получается чтобы формула действовала более точно, то пловец должен быть максимально эргономично расположен в воде и иметь очень обтекаемое строение тела.


Дельфины выпрыгивают из воды чтобы сменить воздух (рыбы не нуждаются в этом- они дышат жабрами).
Поскольку при движении в полностью погруженном состоянии тело практически не создает волну, поэтому скорость при одинаковых мощностях больше, к примеру, у подводной лодки чем у надводного корабля. Практически вся мощность корабля тратится на волну и движение воды, от которой он отталкивается. У подводной же лодки мощность расходуется только на движение воды, от которой он также, как и надводный корабль, отталкивается.




> Поскольку при движении в полностью погруженном состоянии тело практически не создает волну, поэтому скорость при одинаковых мощностях больше, к примеру, у подводной лодки чем у надводного корабля. Практически вся мощность корабля тратится на волну и движение воды, от которой он отталкивается. У подводной же лодки мощность расходуется только на движение воды, от которой он также, как и надводный корабль, отталкивается.

Если я вас правильно понял, то чтобы быстрее плыть при тех же мощностях нужно создавать телом как можно меньшую волну на поверхности воды?




> > У них есть ещё один трюк создание носом буговой волны. Этот приём используется при судостроении.
> А что это за "трюк создание носом буговой волны"? Что-то нигде не нашел про него информации.
Буг -нос корабля. Дельфины создают своим носом и лбом волну и используют её энергию чтобы перемещаться быстрее. Очень часто дельфины плывут вблизи кораблей используя также энергию волн создаваемых кораблями.
> И получается чтобы формула действовала более точно, то пловец должен быть максимально эргономично расположен в воде и иметь очень обтекаемое строение тела.
Примерно так. Или же выпрыгивать из воды как это делают дельфины - скорость сопротивления среды зависит от её плотности. У воздуха эта плотность меньше. Но выпрыгивая из воды надо перемещать свой центр тяжести (в воздухе з-н Архимеда практически незаметен, затраты энергии колосальны)- методика не обещающая для человек каких то выгод.
С уважением До.


>
> > Поскольку при движении в полностью погруженном состоянии тело практически не создает волну, поэтому скорость при одинаковых мощностях больше, к примеру, у подводной лодки чем у надводного корабля. Практически вся мощность корабля тратится на волну и движение воды, от которой он отталкивается. У подводной же лодки мощность расходуется только на движение воды, от которой он также, как и надводный корабль, отталкивается.

> Если я вас правильно понял, то чтобы быстрее плыть при тех же мощностях нужно создавать телом как можно меньшую волну на поверхности воды?
Вы абсолютно правильно меня поняли, но проблема в том, что вы хотите плыть как можно с большей скоростью. Со скоростью большей скорости волна, в этом случае независимо от вашего желания будет создаваться волна. Если Вам необходимо, к примеру, поставить рекордный заплыв на дальность, то в этом случае лучше плыть со скоростью не превышающей скорость волны, в этом случае отпадает необходимость в дополнительной мощности, которая расходуется на создание указанной волны.
Желаю успехов до свидания.



П.7 "Правил": "Используйте осмысленные темы сообщений и псевонимы (ник-неймы), под которыми вы заходите на форум. .. Ник-нейм должен быть коротким и позволять другим участникам форума обратиться к Вам".


> Уважаемые знатоки физики, помогите решить практическую задачку:

> Есть бассейн 50 м.
> Пловец его проплывает на одних руках за 35 секунд (средняя скорость v1 = 1,43 м/с).
> Потом он проплывает этот же бассейн на ногах за 55 секунд (средняя скорость v2 = 0,91 м/с).

> По закону сложения скоростей (v3 = v1 + v2), если он поплывет одновременно работая руками и ногами, то его средняя скорость будет равняться 2,34 м/с. И бассейн он должен проплыть за 21,37 секунду. Но на практике получается 28 сек (скорость v3 = 1,79 м/с). Таким образом потери в скорости составили 0,55 м/с.

> Вопрос: правильно ли я все посчитал, могут ли быть дополнительные величины, которые я не учел? И можно ли приблизиться к состоянию, в котором потеря в скорости не будет существенной?

> Т.е. является ли здесь главной тормозящей силой проблема в координации работы на максимальном режиме носового и кормового двигателей (назовен их так ...)))?

> P.S. Естественно плотность и сопротивление воды не меняется и угол атаки тела максимум меняется на 1-2 градуса, а может и не меняется вовсе.

Дык это как и ракета в атмосфере. Чем быстрее летит (до маха=1) - тем меньше тяга. Королев на этом лопухнулся еще при ЦАГИ. Много народных денег извел, подлец, покуда дотумкал.

Если дрыгание ногами одинаково во всех случаях, тяга кормы ниже. Примеров в технике масса, начиная от помпажа турбо-компрессоров и кончая движением судна по Босфору. Винт вертится одинаково, но хрен проплывешь мимо Стамбула. Течение встречное (от носового мотора, то есть). Такие дела, братишка... отн.импульса нет.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100