Consultații online # 179167 ajuta la rezolvarea problemei balonului se ridică în fluxul de aer

Bună ziua, vă rugăm să ajutați cu rezolvarea problemei:
Balonul se ridică într-un curent de aer care se deplasează în raport cu suprafața pământului într-o direcție orizontală. Pilotul de pe minge a stabilit că viteza vântului în raport cu mingea vf = 6 m / s, viteza mingii de la sol vB = 5 m / s și viteza deplasării orizontale vr = 6 m / s. Determinați viteza vântului v față de Pământ

Statutul: consultarea a fost închisă

Alegem Pământul pentru un cadru fix de referință și fluxul de aer pentru un cadru în mișcare. Mișcarea sferei în raport cu Pământul va fi privită ca o mișcare absolută, mișcarea mingii în raport cu fluxul de aer - ca relativă, mișcarea fluxului de aer față de Pământ - ca o mișcare portabilă. Este necesar să se găsească viteza mișcării portabile.

Viteza vântului față de minge este viteza mingii în raport cu fluxul de aer - viteza mișcării relative, adică v. = vf = 6 m / s. Rata de îndepărtare a mingii de pe Pământ este o componentă verticală a vitezei de mișcare relativă, adică v. vert. = vB = 5 m / s. Viteza deplasării orizontale a bilei este componenta orizontală a vitezei absolute de mișcare, adică VABs. munți. = vr = 6 m / s. Este evident că viteza mișcării mobile (viteza vântului) este direcționată orizontal și este egală cu diferența algebrică a componentelor orizontale ale mișcărilor absolute și relative:
vper. = vabs. munți. - v. munți. = vabs. munți. - √ (v 2 - v v. 2) = 6 - √ (6 2 - 5 2) = 6 - √11 ≈ 2,7 (m / s).

Bună, 4ever09.
În general, când zboară într-un balon, pilotul nu simte vântul. Doar dacă nu e un uragan. Mingea zboară cu viteza vântului.
Cazul descris este posibil dacă mingea începe să se miște și nu a reușit încă să accelereze la viteza vântului. Dar în acest caz, viteza vântului față de sol va fi cu mult mai mare decât în ​​raport cu balonul.
Acum vreau să definim conceptele. Care este "vântul"? Citat din "Dicționar Yandex":
vânt
mișcarea aerului în atmosferă, aproape paralelă cu suprafața pământului. De obicei, componenta orizontală a acestei mișcări se înțelege prin V .. Uneori se vorbește despre componenta verticală a coloanei de apă, care, de regulă, este de sute de ori mai mică decât cea orizontală. Componenta verticală a apei atinge o valoare semnificativă numai în cazuri speciale: în nori cu convecție foarte dezvoltată sau în munți, când coboară aerul.
Deci, dacă presupunem că vântul este o componentă orizontală a mișcării aerului, atunci problema este rezolvată pur și simplu (vezi figura 1)

Acum, ia în considerare o altă soluție. Vom considera mișcarea totală a masei de aer ca "vânt relativ la minge" - nu numai orizontală, dar și verticală.
Propun o soluție geometrică (vezi figura 2)
1) Alegeți scara pentru construirea vectorilor de viteză. Am o celulă - 1 m / s.
2) La scara aleasă am amânat vectorii cunoscuți: VSHG = 6 m / s; VCHV = 5 m / s.
3) Folosind regula unei paralelograme, construim vectorul ШЗЗ = = ШШЗГ + + ЩЗЗВ
4) Prin teorema lui Pitagora, găsim magnitudinea acestui vector
VHS = 7,8 m / s

VB3 = VBUS + VHS. și anume Viteza vântului relativ la sol este diagonala paralelogramului, construită pe vectorii VBS și VHSZ.
5.2. deoarece viteza vântului relativ la minge este de 6 m / s (precum și componenta orizontală a vitezei mingii față de sol), apoi tragem un arc cu soluția compasului egală cu 6 celule cu centrul în bilă în jos de la capătul VLBH.
5.3. Fără a schimba soluția compasului, puneți piciorul în capătul vectorului VHS și faceți o crestătură pe linia roșie.
5.4. Soluția compasului este egală cu lungimea vectorului VMS. stabilind piciorul busolei până la punctul de pe linia roșie obținut în paragraful anterior, facem o crestătură pe arc, efectuată în secțiunea 5.2.
5.5. Am obținut o paralelogramă a cărei diagonală VB3 este viteza necesară a vântului față de sol.
6) Măsurăm lungimea vectorului rezultat. În funcție de scara aleasă, mărimea vitezei vântului față de pământ

Sper că totul vă va fi clar.
Mult noroc

Mini-forum de consultare № 179167

Roman Chaplinsky / Chimist CH
Moderator

Chiar dacă direcțiile vântului și mișcarea mingii coincid, există încă o rădăcină 6 + √11 = 9,3 m / s
și dacă presupunem că aceste direcții nu pot coincide complet, atunci soluția este un cerc cu centrul în punctul (6; 0) corespunzător componentei orizontale a înălțimii mingii și a razei √11

Gordienko Andrey Vladimirovich
Moderator

Chemist CH:
A doua rădăcină nu este potrivită deoarece mingea se mișcă în direcția orizontală în aceeași direcție cu cea a fluxului de aer. Fluxul de aer nu se mișcă în direcție verticală, astfel încât circumferința nu vorbește.

Roman Chaplinsky / Chimist CH
Moderator

Andrei Vladimirovich Gordienko:
În noul caz, sfera se mișcă (dacă este considerată numai componenta orizontală), vântul este mai rapid, al doilea este mai lent.
În plus, direcția orizontală are o a doua dimensiune.

offtopic:
Și dacă lăsați aerul să se deplaseze chiar vertical, atunci rădăcinile formează o sferă. Secțiunea lui cu condiția vz = 0 este un cerc.

Articole similare

• Tipul îl face să asculte ascultător - sfatul, ajutorul și consilierea psihologilor

• Sentimentele au dispărut - sfaturi, ajutor și consiliere psihologi

• Cum să vă găsiți sfaturi, ajutor și consiliere psihologi

Trimiteți-le prietenilor: