Полностю решать здачу я не собираюсь. Возмём несколько допущений и пойдём отсюда.
0) Игнорируем Относительность
1) Коефф. трения колеса шасси с осью (на которой оно крепится) — нулевой
2) Момент инерции колеса — НЕнулевой
3) Коефф. трения между колесом и транспортёром — бесконечен (тоесть колесо может только катиться, но не скользить)
4) Транспортёр сделан так что он будет разгонятся до любой скорости и с любым ускорением лишь бе не дать самолёту сдвинутся с места.
Если угодно то пусть:
dx это расстояние на которое нос самолёта продвинулся вперёд за секунду (относ. неподвижного наблюдателя)
v это скороть вращения транспортёра (направление вращение извсетно из задачи)
Тогда v=А*lim[dy->0]{-ln(dy/dx)}+B. Тоесть скорость транспортёра выростет до бесконечности ещё до того как самолёт сдвинется хоть
на немного. A и B это некие константы конечной величины. Таким образом транспортёр действительно
немного отстаёт от колеса, но чтобы самолёт смог разогнаться на этом отставании потребуется бесконечное кол-во времени.
5) Двигатель самолёта не может создать достаточного течения воздуха вокруг себя и крыла чтобы оторвать самолёт от Земли или даже чтобы уменьшить
сцепление между колёсами и транспортёром.
6) Самолёт/шасси/двигатели спроэктированны таким образом что сила тяги действует на ту же точку что и сила от тянущихся колёс. (Иначе самолёт вообще
бы не летал а кувыркался).
7) Ничто не может разломаться, перегреться и тд.
Итак вот допущения. Пожалуста не придерайтесь к формуле скорости транспортёра — это иллюстрация поведения а не само поведение транспортёра.
Теперь сама ситуация.
1) Тяга двигателя Д>0 (Красная стрелка) не зависит от транспортёра. Пускай мы её знаем
2) Если самолёт не двигается с места => не разгоняется (допущение 4) ) значит должна быть другая сила равная и противопложная Д.
(Первый и Второй Законы Ньютона
3) Пусть она идёт от Колёс (Синяя Стрелка). Допущение 6)
Смотрим на колесо:
4) На него должна действовать сила от крепления к самолёту (Фиолетовая стрелка) Ф=-С=К. Откуда берётся Ф? По Третему Закону Ньютона
"Тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной и той же прямой, равными по модулю и противоположными по
направлению.". Тоесть: Колесо тянет самолёт, самоёт тащит колесо.
5) Ещё на колесо действует сила сцепления с транспортёром (Зелёная Стрелка) З. Смотри допущение 3)
6) Колесо тоже не разгоняется (линейно значит) З=-Ф=-К.
7) Итак З=-К. Это условие неподвижности самолёта.
Пусть это условие быполняется. Что произойдёт?
8) Сила Ф=К действует на центр (массы) колеса она будет просто комнесирована контактной силой метериала колеса (допущение 7))
9) Сила З действует не на центр массы а перпендикулярно ему. Значит колесо начнёт набирать угловую скорость.
Для блюстителей энергии:
10) Смотри допущение 2). Момент инерции колеса не нулевой значит с набором угл. скорости колесо будет набирать угловой моментум.
11) На набор угл. моментума будет уходить энергия. Таким образом двигатель самолёта и транспортёр будут работать на разгон воздуха
и увеличение угл. моментума колёс.
ВСЁ! Ситуация это возможна в рамках данных допущений и тогда самолёт не разгонистся и НЕ ВЗЛЕТИТ! Извините если написано с орф. ошибками — шестой год живу в Англии.