Коллективное решение занимательных и интересных задач по физике

[cbb]

как же летают сверхзвуковые самолеты? Там ведь газовая турбина всасывает воздух, сжигает в нем керосин и выбрасывает струю на очень высокой скорости, многократно превышающей скорость звука.

Открою секрет: реактивная струя не превышает скорость звука в условиях самой струи.С кумулятивной струёй другая история -- сверхтекучесть металлов под большими давлениями.

 

[ArtemSaratov]

Свободное падение представляешь?
Чем дольше падает, тем выше скорость. При свободном взлёте строго наоборот: чем выше была скорость, тем выше поднимется, пока не остановится. Вот начальная скорость и определяет.
200 м/с без учёта сопротивления воздуха даёт примерно 2 км, 1450 м/с даёт 110 км подъёма в вакууме грубо.

насколько я знаю - не верное утверждение.
Из-за сопротивления воздуха все тела достигают критической скорости и дальше скорость не растет.
Вроде бы эта скорость даже константа.

Собственно говоря, предпологал, что и при взлете сверху вниз из-за всяких подобных эффектов скорость тоже не будет
Равна бесконечности, хоть и энергию подводят бесконечную.
Начнется какое-либо разбиение струи.
Думал, может тоже какая то константа, которую школьники знают.
Все же это олимпиада, а не космодром. )))

Мои мысли такие - нет данных по какому предмету олимпиада.
Если какая- то география/ биология, то слово "вода" из условия трактуется как жидкая штука и высота подьема равна высоте атмосферы.
Если предмет химия/физика и вода это любое ашДваО, то не хватает условий где и когда включили фонтан-
Если НУ "по умолчанию"- планета земля, экватор, полдень, то высота струи равна 1 а.е.
Тоже константа для школьников.
Но что-то мне подсказывает, что не должна вода так далеко улетать.
Какой-то закон ее остановит.
Но идея про скорость звука в воде и невозможность прокачать выше интересная
Грубо говоря

 

[ArtemSaratov]

Глупая задача. Высота подъема пропорциональна мощности насоса (если быть точнее, то в степени 2/3). Это в идеальных условиях.
К реальным условиям такая формула практически неприменима, т.к. очень большие потери на сопротивление. Грубо говоря, если попробуете где-нибудь на даче поэкспериментировать, то реальный результат будет отличаться от теоретических расчетов минимум в несколько раз.

Ну так в ИД сказано, что мощща бесконечная.
Значит для простошкольника высота 2/3 от бесконечности.
Т.е. Опять бесконечность.
Но это же олимпиадная задача-они все с подковырками же

 

[ArtemSaratov]

Глупая задача. Высота подъема пропорциональна мощности насоса (если быть точнее, то в степени 2/3). Это в идеальных условиях.
К реальным условиям такая формула практически неприменима, т.к. очень большие потери на сопротивление. Грубо говоря, если попробуете где-нибудь на даче поэкспериментировать, то реальный результат будет отличаться от теоретических расчетов минимум в несколько раз.

Ну так в ИД сказано, что мощща бесконечная.
Значит для простошкольника высота 2/3 от бесконечности.
Т.е. Опять бесконечность.
Но это же олимпиадная задача-они все с подковырками же

 

[mazai]

Почитал пол страницы,...вы просто гении!

 

[Илья Н]

Ну так в ИД сказано, что мощща бесконечная.
Значит для простошкольника высота 2/3 от бесконечности.
Т.е. Опять бесконечность.
Но это же олимпиадная задача-они все с подковырками же

Я хоть и участвовал в олимпиаде по физике но тоже чет застопорился )) по идее если мощность = бесконечности- струя воды должна бить с околосветовой скоростью )) так что какие нах 150км?)) Эта релятивисткая струя до соседней галактики добьет )

Отправлено с моего SM-G935F через Tapatalk

 

[RGD5]

походу за 3 с лишним года ответ так никто и не нашел)

 

[Medved64]

Может ошибаюсь, но вроде скорость свободного падения 9,81 чего-то максимальная-типа больше не бывает-не?

 

[Илья Н]

Может ошибаюсь, но вроде скорость свободного падения 9,81 чего-то максимальная-типа больше не бывает-не?

При чем тут скорость свободного падения?

Отправлено с моего SM-G935F через Tapatalk

 

[cbb]

При чем тут скорость свободного падения?Отправлено с моего SM-G935F через Tapatalk

Не скорость, а ускорение. Вниз -- свободное падение, вверх -- свободный взлёт. То же, только с минусом.А чтобы получить релятивизм, от насоса придётся отказаться в пользу фотонного укорителя ))

 

[Medved64]

При чем тут скорость свободного падения?

Отправлено с моего SM-G935F через Tapatalk

Где-то попалось про падения/взлеты.

 

[Medved64]

Может ошибаюсь, но вроде скорость свободного падения 9,81 чего-то максимальная-типа больше не бывает-не?

Погуглил) таки я не склерозник и физик у нас хороший был)

 

[cbb]

что там рассуждать: в отсутствие потерь тело отскочит ровно туда же, откуда сбросили, и по тому же расписанию.

А что до ракет, то у них и есть ограничение на скорость истечения реактивной струи, которая всё в те же свойства веществ упирается. Потому и ставят на спутники всякие ионники, чтобы разогнать рабочее тело быстрее, чем максимально доступные в горении около 6 км/с.

 

[ArtemSaratov]

Я хоть и участвовал в олимпиаде по физике но тоже чет застопорился )) по идее если мощность = бесконечности- струя воды должна бить с околосветовой скоростью )) так что какие нах 150км?)) Эта релятивисткая струя до соседней галактики добьет )

Отправлено с моего SM-G935F через Tapatalk

Дак в этом то и прикол задачи, имхо!
Как только слышишь условие "бесконечно энергии", хочется ответить бесконечно высота.)))
Если убрать момент о каких-то преградах в атмосфере- ну там трение о воздух, скорость звука и тп,
То как минимум вода даже с релятивисткой скоростью на солнце упадет и больше одной астроединицы высота не получится.
Если дело на экваторе днем происходит.
А если "где угодно" то фиг тут школьники быстро просчитают положение фонтана, планет и тп тел, куда может упереться вода.

 

[ArtemSaratov]

Я хоть и участвовал в олимпиаде по физике но тоже чет застопорился )) по идее если мощность = бесконечности- струя воды должна бить с околосветовой скоростью )) так что какие нах 150км?)) Эта релятивисткая струя до соседней галактики добьет )

Отправлено с моего SM-G935F через Tapatalk

Дак в этом то и прикол задачи, имхо!
Как только слышишь условие "бесконечно энергии", хочется ответить бесконечно высота.)))
Если убрать момент о каких-то преградах в атмосфере- ну там трение о воздух, скорость звука и тп,
То как минимум вода даже с релятивисткой скоростью на солнце упадет и больше одной астроединицы высота не получится.
Если дело на экваторе днем происходит.
А если "где угодно" то фиг тут школьники быстро просчитают положение фонтана, планет и тп тел, куда может упереться вода.

 

[ArtemSaratov]

что там рассуждать: в отсутствие потерь тело отскочит ровно туда же, откуда сбросили, и по тому же расписанию.

А что до ракет, то у них и есть ограничение на скорость истечения реактивной струи, которая всё в те же свойства веществ упирается. Потому и ставят на спутники всякие ионники, чтобы разогнать рабочее тело быстрее, чем максимально доступные в горении около 6 км/с.

Не понял.
Т.е. Как не сжигай топливо, быстрее шести км/с не получить?
Как же Гагарин взлетел-вторая космическая для земли 11 км/с.
Ведь явно же ракета была не на ионном ускорителе на быстром мазуте..

 

[ArtemSaratov]

что там рассуждать: в отсутствие потерь тело отскочит ровно туда же, откуда сбросили, и по тому же расписанию.

А что до ракет, то у них и есть ограничение на скорость истечения реактивной струи, которая всё в те же свойства веществ упирается. Потому и ставят на спутники всякие ионники, чтобы разогнать рабочее тело быстрее, чем максимально доступные в горении около 6 км/с.

Не понял.
Т.е. Как не сжигай топливо, быстрее шести км/с не получить?
Как же Гагарин взлетел-вторая космическая для земли 11 км/с.
Ведь явно же ракета была не на ионном ускорителе на быстром мазуте..

 

[cbb]

Не понял.
Т.е. Как не сжигай топливо, быстрее шести км/с не получить?
Как же Гагарин взлетел-вторая космическая для земли 11 км/с.
Ведь явно же ракета была не на ионном ускорителе на быстром мазуте..

Нет ))) Тут надо понимать принципы реактивного движения в космосе. Хоть пукай, хоть выдыхай, хоть молотками кидайся, можно разогнаться до любой скорости, до какой хватит топлива: скорость относительна, что из покоя разгоняться, что из имеющихся откуда-то 60 км/с, даёт двигатель Н км/с, вот их и можешь прибавить.

Речь идёт об эффективности разгона данной системы двигатель-бак, где двигатель даёт скорость, а бак массу в уравнении импульса. Вот эта самая скорость и ограничена физикой. Вот поэтому у нас пока и есть принципиальная жопа с межпланетными перелётами: туда лететь долго, а обратно лететь вообще почти не на чем. Мог бы двигатель давать раз в 10 более быструю реактивную струю, можно было б сократить и массу кораблей, и время перелёта, и повысить доставляемый груз.

Ионники пока есть удел мелких аппаратов.

А предыдущий товарищ не слышал про третью космическую, которая во многие тысячи раз ниже релятивистских, а позволяет улететь нафиг из своей системы.

 

[cbb]

И вот еще: скорость звука всё ж применима к газам, в жидкостях межмолекулярным взаимодействием пренебрегать нельзя, поэтому обращаться нужно к товарищу Стоксу и компании.

 

[ArtemSaratov]

Дак вот про стокса и вопрос- есть какое то условно константное значение, при котором струя свалился/развалится?
Ну, чтобы школьнику на олимпиаде не гонять эти уравнения.
Сложные они для школы то..

Скорость звука интересная штука, в том плане, что имея бесконечную энергию, насос струю ускоряет, ускоряет, потом БАХ, скорость струи достигла скорости звука в воздухе, воздух стал твердым и струя сломалась.
Уже можно считать высоту.