Работа и расстояние.

[otterbeast.livejournal.com]

Под работой в учебниках физики иногда понимают произведение силы на расстояние, иногда - мощности на время, а иногда - затраченную энергию. Что интересно, что из этих трех вариантов выбирать для правильного подсчета, выбирается по разному. Например - если надо посчитать работу двигателей вертолета на поддержание его в воздухе (в режиме висения), умножают мощность двигателя на время.

Теперь вопрос. Чему равна работа на поддержание в воздухе вертолета с работающим двигателем, если он, кроме того, подвешен на крюк подъемного крана?

Comments

[nanoprovod4ik.livejournal.com]

произведение величины перемещения на проекцию вектора силы равно величине совершенной работы (затраченной энергии).

[otterbeast.livejournal.com]

По школьной физике работа поршня за полный цикл тоже равна нулю. Потому что он вернулся в ту же точку. Перемещение равно нулю.

[nanoprovod4ik.livejournal.com]

Насколько я помню физику, работа цикла тепловой машины не равна нулю. Если ничего не путаю - второй закон термодинамики.

[otterbeast.livejournal.com]

Работа по перемещению поршня равна нулю. Цикл Карно - это уже из другой оперы. Газовые законы и все такое.

[nanoprovod4ik.livejournal.com]

Почему? Цикл Карно - он есть, по моему. Сила, приложенная к поршню в фазе расширения не равна силе в фазе сжатия.

[otterbeast.livejournal.com]

Перемещения нет, поэтому двигатель по представлениям школьной физики работает вхолостую, с нулевым кпд.

[nanoprovod4ik.livejournal.com]

перемещение есть. газ в цилиндре толкает поршень, поршень передает врещение на лопасть. лопасть перемешивает воздух.

[otterbeast.livejournal.com]

С тем, что энергия затрачена, никто не спорит. Просто она, как бы, затрачена зря, раз вертолет на месте.

[nanoprovod4ik.livejournal.com]

что значит - "зря"? С точки зрения расходов на бензин?

[otterbeast.livejournal.com]

http://useless-faq.livejournal.com/11802804.html?thread=335917236#t335917236

[nanoprovod4ik.livejournal.com]

что именно комментировать?

[otterbeast.livejournal.com]

"энергия, несомненно, затрачивается ..., но поскольку механическое состояние системы в результате не меняется, то КПД равен нулю"

[nanoprovod4ik.livejournal.com]

механическое состояние системы "вертолет" не меняется, а механическое состояние системы "вертолет+воздух" очень даже меняется.

[otterbeast.livejournal.com]

Что меняется? Воздух циркулирует себе и циркулирует.

[nanoprovod4ik.livejournal.com]

меняеттся его внутренняя энергия. он нагревается.

[otterbeast.livejournal.com]

Когда воздух разгоняется в винте, он охлаждается.

[nanoprovod4ik.livejournal.com]

не понял. в каком винте разгоняется воздух?

[otterbeast.livejournal.com]

В вертолетном, в каком же еще?

[nanoprovod4ik.livejournal.com]

Тогда, наверное, под винтом или над.
Это откуда следует?

[otterbeast.livejournal.com]

Ускоряясь, т.е. совершая работу, воздух охлаждается. Замедляясь - наоборот, нагревается. В общем, циркулирует себе и циркулирует. Единственно из-за чего он может нагреться - так это от аэродинамического сопотивления лопастей и от двигателя вертолета.

[nanoprovod4ik.livejournal.com]

В первый момент, когда лопасть набегает на неподвижный воздух, он, воздух, сжимается, нагреваясь. Потом воздух начинает расширяться, попутно охлаждаясь до температуры окружающих слоев, рассеивая в них накопленную энергию. Суммарный эффект - нагревание воздуха, как при накачивании велосипедной камеры насосом.

[otterbeast.livejournal.com]

Общее давление остается без изменений, поэтому и температура - тоже. Как при накачивании дырявой камеры.

[nanoprovod4ik.livejournal.com]

хе-хе. значит, все же не охлаждается. И все же в сумме произойдет нагревание из-за трения между слоями воздуха.
И между воздухом и лопастями то же.

[otterbeast.livejournal.com]

К полезной работе нагрев от сопротивления лопастей не имеет отношния. А слои воздуха не трутся друг о друга, там все по-другому.

[nanoprovod4ik.livejournal.com]

согласен, нагрев лопастей - бесполезен. Но какое отношение это имеет к физике процесса? Слои воздуха трутся друг о друга. Иначе мы бы жили в мире незатухающих звуковых волн и в конце концов оглохли бы.