Resistance to science

[progenes]

Для тех, кто вдруг не видел - хорошая статья Маркова ака macroevolution об особенностях и природе неприятия научого знания в общественном сознании на Элементах .

Прежде, чем вы начнете читать статью, ответьте на простой вопрос.

Вот есть трубка, а в ней движется шарик. Траектория движения шарика обозначена красной линией. По какой из двух траекторий, А или В, будет продолжать двигаться шарик, который вылетел из трубки? По прямой или кривой?

Comments

[kondybas.livejournal.com]

По кривой, конечно же. Бернулли, да то, да се...

[rasteehead.livejournal.com]

да, конечно же бернулли! особенно гидродинамика!
а скажите, какая же сила будет отклонять шарик от прямолинейной траектории?

[kondybas.livejournal.com]

Я же говорю - сила Бернулли, та самая, которая создает подъемную силу крыла.

Двигаясь по трубке и прижимаясь к внешней ее стенке, шарик раскручивается вокруг своей оси, перепендикулярной рисунку, по часовой стрелке. При вылете из трубки, нижний край шарика движется медленней относительно воздуха, а верхний - быстрее. Возникает подъемная сила, которая и приводит к отклонению от прямой.

Разумеется, чем легче шарик, тем заметнее будет эффект. Думаю, что если шарик от настольного тенниса продуть через пылесосный шланг, то эффект будет заметен очень хорошо.

[rasteehead.livejournal.com]

*чеша в затылке*
вы серьезно, что ли?

[kondybas.livejournal.com]

Абсолютно.

[rasteehead.livejournal.com]

да, да, подъемная сила у шарика! шарообразные самолеты уже не за горами!

[kondybas.livejournal.com]

Мнэ-э... вы полагаете, что силы сначала интересуются, что это им подвернулось, а уж затем решают - действовать или нет?

[rasteehead.livejournal.com]

напротив, я с вами соглашаюсь. и с нетерпением ожидаю появления шарообразных самолетов.

[kondybas.livejournal.com]

Кто в настольный теннис играет, тому не надо рассказывать о криволинейности закрученных мячей.

[-steppenwolf.livejournal.com]

кручёный мяч, это мяч, который трётся об поверхность стола, а ось его вращения, как я понимаю, наоборот не перпендикулярна поверхности.

[here-l-am.livejournal.com]

Вооот, именно начав делать топ-спины, задумался о физике процесса и поближе познакомился с законом Бернулли :)

[kondybas.livejournal.com]

Пока полшара только :) И немножко деформированного :)

[here-l-am.livejournal.com]

Человек абсолютно правильно пишет.
Правда, он исходит из того, что трубка подвешена, а не лежит.
Если трубка лежит, то просто кручение идёт в другой плоскости - соответственно, и сила действует в другой плоскости, и шарик отклонится от прямой в сторону (причём вправо).

И, как уже правильно заметили, посмотрите на полёт закрученных теннисных (хоть для большего, хоть для настольного) и футбольных мячей.

[a-bronx.livejournal.com]

Вот вам Эффект Магнуса (http://en.wikipedia.org/wiki/Magnus_effect), и вот вам шарообразные не, лучше цилиндрические паруса (http://en.wikipedia.org/wiki/Flettner_rotor) и крылья (http://community.livejournal.com/mulki/40126.html).

[-steppenwolf.livejournal.com]

Не нижний/верхний тогда, а левый/правый. Поступательное движение вперёд, кр. точка на одной половине мяча: V=v1+v2
V=v1-v2
Поступательное не связано с вращательным.

[a-bronx.livejournal.com]

При вылете из трубки, нижний край шарика движется медленней относительно воздуха, а верхний - быстрее.

Ага, вот причина вашей ошибки ниже: важна не столько скорость поверхности относительно воздуха, сколько направление. Верхний край уменьшает скорость воздуха, т.к. движется навстречу, а нижний - увеличивает, так как движется по потоку. Давление выше с той стороны, где скорость потока ниже, т.е. в данном случае с верхней стороны.

[a-bronx.livejournal.com]

Только в таком случае (при учёте вязкозти воздуха) кривая должна быть загнута вниз, потому как шарик будет закручен по часовой стрелке. :)

[kondybas.livejournal.com]

А если еще раз подумать? ;)

[a-bronx.livejournal.com]

Подумал ещё раз. Получилось то же самое: шар крутится по часовой (ибо катится в трубке по наружнему контуру, будучи прижимаем центробежной силой), верхняя часть крутящегося шара движется навстречу воздушному потоку, тормозя его, нижняя часть - по потоку, разгоняя его. Давление воздуха направлено вниз по картинке, траектория тоже загибается вниз.

Так как вариант Б противоречит условию "имеется вязкость воздуха" (траектория загнута не туда), а картинки с траекторией, загнутой вниз, нету, делаем вывод, что верен вариант А.

[kondybas.livejournal.com]

Закон Бернулли гласит, что давление ниже там, где выше скорость. Верхняя часть шара, вращаясь навстречу потоку воздуха, суммирует линейную и угловую скорости, и будет испытывать меньшее давление, чем нижняя. Вот эта разница давлений и отклоняет шар. Туда, где давление ниже, вверх.

[a-bronx.livejournal.com]

Давление ниже там, где выше скорость потока относительно тела. Для нагляжности замените систему "шар в движется воздухе" системой "воздух обдувает неподвижный шар", и посмотрите, где скорость потока будет уменьшаться, а где - увеличиваться.

[biglebowsky.livejournal.com]

Эффект Магнуса в лоб, через Бернулли, не объясняется.

Скорости потока связаны с линейной скоростью поверхности шара весьма хитрой зависимостью, которую невозможно "долбануть" аналитически: точки срыва потока можно найти только методами моделирования, да и то, очень приближенно.

В английской Википедии эффект Магнуса объяснен принципиально неверно.

Я бы рекомендовал статью Прандтля «Эффект Магнуса и ветряной корабль» (1925) http://ufn.ru/ru/authors/prandtl_l

Хотя, в этой статье есть серьезная логическая натяжка - Прандтль жестко связывает точку срыва потока со скоростью пограничного слоя в этой точке. А, на самом деле, это - всего лишь очень приближенная качественная оценка.

[a-bronx.livejournal.com]

Ну, в данном случае мне важно было объяснить с точностью до знака эффекта :) Я-то в курсе про то, что закон Бернулли имеет ограничения.

[biglebowsky.livejournal.com]

Там совсем плохо. Даже знак эффекта, IMHO, таким методом вывести нельзя :-(

Поясню на примере. Берем цилиндр, и оборачиваем его движущейся танковой гусеницей.
Ничем не отличается от исхожной задачи.
Теперь делаем очень небольшой выступ на цилиндре в "неподходящем" месте. Гусеница при движении его огибает (гусеница очень мелкозвенная). Этот выступ провоцирует срыв потока не там, где он был в "круглой" конфигурации, и, если место особо "неподходящее", способен поменять знак эффекта.
Закрутка воздуха вокруг такого цилиндра (снаружи пограничного слоя) пойдет в сторону, противоположную направлению вращения гусеницы.

[a-bronx.livejournal.com]

Эффект Магнуса (http://en.wikipedia.org/wiki/Magnus_effect). Обратите внимание на картинку: как крутится шарик, куда он движется относительно воздуха, и куда направлена аэродинамическая сила.