Re[7]: a = 2*F/m
От: skeptik_  
Дата: 02.05.08 10:53
Оценка: 3 (1) +1 -1
Здравствуйте, andy1618, Вы писали:

A>Но транпортёру придётся туго — простой расчёт показывает, что, если допустить, что колёса — это однородные диски, то линейное ускорение полотна должно быть равно:

A>a = 2*F/m, где F — силя тяги двигателей (в Ньютонах), а m — суммарная масса колёс шасси.
A>Мало того, что сама цифра получается порядка километров на секунду в квадрате, ещё и мощность будет с каждой секундой увеличиваться. В этом, пожалуй, главная засада для желающих смоделировать такой транспортёр (в "разрушителях мифов" пытались, ага)

О! Наконец-то решили!

Привожу моё решение пятилетней давности с другого форума:

Сначала упростим физическую модель: вместо транспортёра введём бесконечно длинное тело с массой Мт, по которому движется диск с массой М ( колесо ), причём масса Мк равномерно распределена по диску (колесо), а остальная масса сосредоточена в материальной точке в центре диска ( масса самолёта без колёс ), такая модель идентична модели самолёта если трение в подшипниках колеса принять равной нулю.
На центр колеса параллельно плоскости транспортёра действует сила Fc (тяга самолёта), найти силу Ft с которой нужно действовать на тело Мт, чтобы ось колеса была неподвижна. ( Смотрите рисунок )


Записываем суммы сил действующих на каждое тело, что равно изменению импульса, и суммы моментов сил, которые равны изменению угловой скорости на момент инерции. Кроме того записываем уравнения связи, ( расписывая сразу по координатам )
для транспортёра имеем: Ft — Fr = Mt*At ( где Fr — сила с которой самолёт действует на транспортёр, At — ускорение транспортёра )
для диска имеем: M*Aс = Fr — Fс ( где Aс — ускорение оси самолёта ) и
Мк*R*R*(dw/dt)/2 = Fr*R ( где R — радиус диска, (dw/dt) — угловое ускорение.
Уравнение связи: R*(dw/dt) = At — Aс.
Вот и всё, решая эти уравнения находим Ft = Fc*(1 + 2*Mt/Mk ), At = 2*Fs/Mk, Fr = Fs. Так что если мы в состоянии ускорять транспортёр с этим немаленьким ускорением 2*F/m, то самолёт стоит на месте.
По сути дела вся энергия двигателя уходит на раскрутку колёс, релятивистскими эффектами я пренебрёг.