비행기는 뜨지 못합니다.
베르누이정리나 양력을 논할것 없이
에너지보존과 작용반작용만 알아도 해결 가능한 문제입니다..
물리세게에서 0+@ = @ 이상 되는 경우는 없습니다
가정 : 비행기의 동체(바퀴)와 같은 속력으로 컨베이어벨트가 반대로 구른다
>> 동체와 바퀴를 구분지어 다른 경우라고 하시는데 정확하게 같은 경우입니다
예를들어
현재 비행기가 엔진추력에 의해 200km/h로 달려나가고 있고
비행기의 하단에 -200km/h의 속도로 컨베이어 벨트가 구르고 있어
겉보기운동은 0km/h겠죠
여기서 비행기의 운동량은 비행기의 질량과 속도에 영향을 받는데
간단하게 mv라고 하겠습니다.
그럼 현재 비행기의 운동량은 200m(미터거리 아님 질량) 입니다
모든 물체의 움직임은 작용반작용이 시작입니다
글쓴이 분이 말씀하신 엔진이 공기를 밀어 나가는 힘또한 공기를 밀어 발생하는 반작용입니다.
공기를 밀어서 비행기의 속도가 100km/h 증가했다고 합니다.
바퀴와 비행기는 같은 동체이므로 바퀴와 동체의 속도는 300km/h가 되고
컨베이어벨트도 속도가 증가해 -300km/h 입니다.
비행기의 운동량은 300m으로 증가했으나 겉보기가속도는 여전히 0이고 양력은 발생하지 않습니다.
글쓴이분의 댓글을 보면서 글쓴분이 착각하고 있다고 느낀게
속도가 비행기속도에 맞춰지는 컨베이어벨트에서의 운동은
마찰계수가 0인 얼음판에서의 운동과는 다릅니다.
바퀴의 속도와 컨베이어벨트의 속도가 같다는 점에서
이를 마찰이 0인 바닥과 같다고 생각해 무시하고 바퀴 상단의 운동량만 생각하신것 같은데
글쓰신분의 착각대로 마찰이 0인 벨트에서의 운동같은경우 제트엔진에서 발생하는 반작용이
마찰계수 0로 인해서 바퀴에서 지면으로 전달하지 못하고 작용>반작용의 결과가 나와 결과가 달라질 수 있습니다.
하지만 문제의 경우는 그런 경우가 아니죠.
하지만 타이어와 컨베이어벨트의 임계유속 미만의 마찰력에서는
비행기는 절대로 이륙할 수 없습니다.
짧게 요약하면
제트엔진의 추력 = 발생과 동시에 동체의 전체 v값이 증가 = 타이어의 v값 증가 = 컨베이어벨트의 -v값 증가
= 임계마찰이내에서는 비행기의 겉보기속도는 항상 0 = 양력 제로
성능이 더 좋은 제트엔진이 나오면 이륙 가능하다고 하신분도 있는데
성능이 5000배 좋아져서 5000배의 추력이 발생해도
비행기의 v값이 증가하는만큼
문제의 가정에 따라 컨베이어벨트의 -v값도 증가해
비행기의 운동량을 벨트의 운동량으로 항상 상쇄시키고
있기때문에 비행기는 추진하지 못합니다.
머리가 나쁘면 이런 헛소리가 나오지
님의 말씀대로라면 뜨지못합니다.
서로가 문제의 본질을 다르게 이해했기에 벌어지는 일 같네요
닐 타이슨이 한 말이 있죠
과학의 좋은 점은 그걸 믿던 믿지 않던 사실이라는 점이다
반작용으로 추진력을 얻었죠?
그래서 동체의 운동량 델타v가 증가하지만
문제의 가정에 따라
동시에 컨베이어의 델타값도
마이너스값으로 증가하기때문에
벨트의 델타값이 바퀴와 맞닿아있으니
반작용으로 바퀴에서는 마이너스델타값을
동시에 전달해 겉보기 운동량에는 변화가 없습니다
물론 위에는 순서대로 서술했지만
동시에 일어나는 일입니다
그래서 동체와 바퀴의 운동량을
분리할 수 없습니다
대학물리 도르레문제랑 비슷한거죠
물체A와 도르레로 연결된 물체B는
작용점은 물체A일지라도
하나의 합력으로 구하는것처럼..
임계마찰을 넘어 손실이발생하거나
바퀴가 부러지기 전에는
벨트의 운동량과 동체의 운동량은
따로 떼어놓을 수 없습니다
[바퀴의 마찰력이니 그딴것을 여기에 따지는것은 문제의 의도와 맞지 않죠 우선 그런 컨베어 밸트도 존재할 수 도 없고 그냥 비행기와 굴러 간다는것의 대표로서 바퀴 그리고 바퀴의 운동방향의 반대로 작동하는 컨베어만 따지면 되는거죠]..
바퀴가 없이 공중 부양되있는 비행기라 보시면 됩니다..
제트 엔진의 추진력만 있으면 비행기는 뜹니다..
자꾸 바퀴 굴러가는 속도만큼 컨베이어가 반대로 작동해서 제자리라고 하시는데
그럼 바퀴가 움직이는 순간이 있어야 하는데 그래야 컨베어밸트가 움직일 테니까요.
그순간이 있다면 이미 비행기는 조금이라도 전진한것이고
그것을 되돌리기위해 컨베어가 작동하면 그냥 바퀴만 굴러갈뿐 비행기 동체가 앞으로 간걸 뒤로 후퇴를 못시킵니다.왜냐면 제트엔진은 이미 추력하고 있으니 추진력이 비행기를 뒤로 가게 하지 않씁니다.
만약 그상태에 이르면 시간이 지나면 지날 수록 바퀴만 존나리 돌게 됩니다...
바퀴가 버텨준다면 1초에 1000억바퀴를 회전하등가 말등가 비행기는 서서히 움직이며 제트엔진의 추진력으로 비행기는 뜹니다..바퀴는 단지 비행기본체가 땅에 닿지 않게 하기위한 도구일뿐 비행기 추력엔 전혀 관여 하지 않씁니다..만약 바퀴를 굴려 비행기가 앞으로 전진하는 시스템이라면 몰라도..
문제의 가정을 편한대로 해석한것이죠
비행기의 속도와 컨베이어벨트의 속도는 항상 같다고 했는데
이 문제의 가정 자체가 비현실적이긴 하지만
가정한만큼 가정에 따라야지요
비행기가 가속하는 순간에도
미분해보면 매 순간 속도가 변하고 있습니다
말씀하신것처럼 동체의 속도가 컨베이어벨트의 속도보다
빨라질 찰나의 순간을 준다는 언급은 전혀 없었는데
가상의 벨트를 현실에 대입해서 언급하고 계시네요
말씀하신대로 바퀴와 동체가 따로놀려면
짧은시간이라도 문제의 가정에서 밧어나
동체의 속도와 벨트의 속도가 달라져야 합니다
그럼 이미 조건을 밧어닌거죠
문제의 요점은 동체의 속도와 컨베이어벨트의 속도는
항상 같다는 것입니다
바퀴의 회전 속도가 컨베어속도랑 같은거로 나옵니다..
즉 무한의 문제인데
비행기가 움직이지 않는다면 바퀴는 움직이지 않아야 하고
컨베어도 움직이지 않아야 합니다.
그런데 바퀴가 돈다는 시점부터 그 유명한 무한의 페로독스가 생깁니다..
즉 제트엔진이 추력을 발생하지마자 바퀴와 컨베어밸트는 무한 속도로 돌게 됩니다..(여기선 상대성이론을 무시합시다)
무한을 다룰때 어려운것은 (두 사건의 발생)시점의 무한소의 시간차와
무한에도 크기가 있다는겁니다.. 칸토르가 연구한 그 무한소와 무한대의 크기 차이로 이 비행기는 뜹니다..
바퀴와 컨베어 끼리는 마찰력은 있지만 바퀴 내부의 회전에 마찰력이 "0" 라면
컨베어벨트는 비행기 본체가 움직이는데 아무런 영향력을 줄 수 가 없씁니다.
둘만의 관계일뿐 어떠한 힘(벡터량)도 비행기 본체에 가할 수 없씁니다..
그야말로 공중부양한 상태랑 비슷한 상황이 됩니다..
무한소가 무한대로 모여도 1이되지 않는다는걸 아실겁니다
비행기의 속도가 매초 +0씩 커진다 한들
무한대의 시간이 지나도 비행기는 시속 1km가 되기 힘들죠
그런데 무한대의 무한대의 무한대의 시간이 지나서
시속 400km가 되어 뜬다고 한들
이 문제에서 이륙이 가능하다고 할 수 있을까요?
무저항의 공간에서 깃털과 볼링공이 동시에 떨어진다는
과학적 사실도
무한의 개념을 적용하면 다른 사실이 됩니다
비행기는 양력으로 뜹니다요~
비행기-바퀴 사이와 바퀴-컨베이어 사이 중.. 마찰력이 작용하는 곳은 어디일까요? 이걸 풀면
님은 정답을 찾을 수 있을듯.
설마 이 질문도 이해 못하는 사람은 그냥 덮고 사세요. 암걸립니다.
바퀴내부 베어링의 마찰력이 존재하면 바퀴는 아작 날테니까요 ㅋㅋㅋ
현실적이지 않게
비행기 속력과 항상 같은 컨베이어벨트위에
비행기를 올려놓은건데
자꾸 머릿속으로 그림을 그리셔서 답을하시네요
속도가 일정한 러닝머신이랑 전혀 다른문제입니다
"항상" 벨트의 속도는 비행기의 속도랑 같기때문에
러닝머신위에서 바퀴는 헛돌지만 제트엔진으로
공기를 밀어 가속하는 그림을 그리시면 안됩니다
가속하는 그 순간에도 가상의 벨트도 마이너스델타값으로
증가하기때문에 겉보기운동량 자체가 변할 수 없습니다
이륙한다고 말씀하시는 분들은
애초에 문제가 가정한 부분과 다른 말씀을 하시고 계십니다
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