Nauretaan kaikki yhdessä airliners.netin sankareille

[Guest killjoy]

Airliners.netissä on tällä hetkellä menossa tämä järjettömän pitkä threadi.

 

Tiivistettynä siellä riidellään tämän arvoituksen vastauksesta:

 

"Imagine a plane is sat on the beginning of a massive conveyor belt/travelator type arrangement, as wide and as long as a runway, and intends to take off. The conveyer belt is designed to exactly match the speed of the wheels at any given time, moving in the opposite direction of rotation.

There is no wind.

Can the plane take off?"

 

Threadi on hauska sen takia, että siellä on kaiken maailman idiootteja, jotka väittävät vastaan mitä hatarin perustein ja lisäilevät samanmielisiä käyttäjiä respected users listille, vaikka he ovat kaikki väärässä.  Jotkut jopa ihmettelevät ovatko he ainoat, jotka ovat tarpeeksi älykkäitä ymmärtämään asiaa.  Toiset syyttelevät oikeassa olevia lukiofysiikan reputtamisesta.

 

Niinpä niin...

 

No mutta asiaan.  Jottei tänne tule samanlaista riitaa, selitän ratkaisun heti.  Huomatkaa ensin, että:

 

1. Lentokone ei välitä pätkääkään siitä, kuinka nopeasti pyörät pyörivät.  Tämä on helppo ja periaatteessa oikea vastaus.

2. Ongelma on pirullinen, koska se on mahdoton toisesta syystä.

 

Yleisin vastalause on, että objekti ei voi liikkua eteenpäin mikäli renkaat pyörivät samaa vauhtia, kuin alusta toiseen suuntaan.  Siinä kuitenkin unohdetaan kokonaan, että ne rupeaisivat luisumaan, sillä niitten kautta on täysin mahdotonta välittää tarpeeksi suurta voimaa turbiinien tuottaman voiman kumoamiseen.  Hidastaisi kyllä pikkaisen, mutta ei oleellisesti.

 

Mutta mitä sitten tapahtuu, kun pyörät luisuvat?  Sanotaan vaikka, että turbiinit työntävät konetta eteenpäin tasaisesti 1 m/s.  Tällöin normaalilla alustalla pyörät pyörisivät nopeudella, joka vastaa 1 m/s liikettä eteenpäin.  Ja sitten ongelman alusta liikkuisi taaksepäin 1 m/s.  Vai liikkuisiko?

 

Ei, sillä pyörien luisuminen aiheuttaisi niitten kiihtymisen, mistä syystä alusta taas kiihtyisi, josta luisuminen lisääntyisi, jne.

 

Toisin sanoen, jossa V = pyörien pyörimisnopeus:

 

V'(t) = Y(V(t)) dt

 

Y olisi funktio, joka määrittelee nopeuden tuottaman kitkan perusteella kiihtyvyyden.  Jos joku jaksaa laskea sen, niin olisin todella iloinen .

 

Noh, lopputulos olisi joka tapauksessa se, että sekä pyörät että alusta liikkuisivat yhtäkkiä äärettömällä nopeudella.  Tästä johtuen jotkut haluavat jostain syystä olettaa, että myös sen tuottama voima on ääretön.  Asiasta kuitenkin seuraa kaksi mahdollisuutta:

 

a) Akseli sulaa.

b) Akseli ei sula.

 

Vaihtoehto a on merkityksetön, sillä koneen romahtaminen maahan pysäyttäisi ongelmanratkaisun.  Koska olemme jo olettaneet hihnan pystyvän liikkumaan äärettömällä nopeudella, ei ole mitään syytä olla määrittelemättä, että akseli ei sula.  Tällöin on pakko olettaa, että akselin ja renkaitten välillä ei ole yhtään kitkaa, eikä lentokone siis taaskaan välitä niistä ollenkaan, ja nousee lentoon.

 

Mutta tätä ei toki voi tapahtua oikeasti, joten esitetty arvoitus itsessään lähtee vääristä perusteista.

 

Menkääpä nauramaan "asiantuntijoille"...

[Jukka Siirilä 80]

Jopas oli väittely... voi hyvänen aika.

[Mikko Kallas 0]

Mielenkiintoinen ongelma, pidän tämmöisistä.  Tämmöisen "ongelman" pohtiminenhan on mitä parasta ajanvietettä.

 

MikkO (joka ehti jo kahvikuppinsa kumota)

Mielenkiintoista on myös kuinka sekaisin koneeni (selaimeni) menee, kun yritän avata tuota a.netin keskustelua...

[Guest killjoy]

Lisäisin vielä, että käyttämällä erilaista päättelyä voi päätyä toiseen lopputulokseen. 

 

Joku voisi esim. väittää, että renkaitten pyöriminen äärettömällä nopeudella lisää niitten inertiaa, eivätkä siivet jaksa nostaa niitä.  Siihen puolestaan voi vastata, että niitten pitää jo olla massattomia voidaakseen pyöriä niin nopeasti, jne.  Oleellista on kuitenkin perusongelman ymmärtäminen.

 

Silti jopa vastauksessa 288 joku vielä yrittää tämänlaista logiikkaa: (huom. en ole sentään lukenut koko threadiä )

 

One last try to convert the 'must-flys'.  Smile

 

You step on a moving walkway and then realise that you're going the wrong way and start walking back. But walking's no use - the walkway is moving you the wrong way at say 3 mph, if you just walk you're only 'standing still'.

 

So you break into a trot. That's better, you're making 6 mph against the walkway's three. So you're getting back to where you want to be at a net 3 mph.

 

But now imagine that a house mechanic with an evil sense of humour is watching your performance; and he just happens to have his hand on the speed lever of the walkway. He jacks the walkway speed up to 6 mph and you're 'jogging on the spot' again.

 

You break into a full run. But the mechanic just grins nastily, and increases the walkway speed just enough to match your running speed exactly...

 

Now substitute the conveyor for the walkway, the aeroplane for 'your goodself', and the evil genius who thought up this riddle for the mechanic - and you should get the picture

 

Ei vain taida mennä kaaliin...

[Marco Tallskog 0]

En päässyt jostain syystä lukemaan viestiketjua joten en tiedä onko tämä jo siellä. Eli pitäisikö heittää vettä myllyyn kysymällä mitä tapahtuu jos kone yrittää laskeutua tällaiselle hihnalle;)

[Kalle Keihänen 1]

En päässyt jostain syystä lukemaan viestiketjua joten en tiedä onko tämä jo siellä. Eli pitäisikö heittää vettä myllyyn kysymällä mitä tapahtuu jos kone yrittää laskeutua tällaiselle hihnalle;)

 

Tuo voi mennä jo mielenkiintoiseksikin 

 

Mutta tuohon perusprobleemaan:

Oma (lento-)fysiikan tuntemukseni hakkaa takaraivosta viestiä, jonka mukaan nousuun yrittävä kone puskee moottoreillaan sitä thrustia ilmaan, ei siihen liukuhihnalle. Täten ymmärtääkseni se lentoonlähtö tapahtuu ihan normaalisti, vaikkakin laskutelineiden fillareissa olisikin normaalia korkeammat kierrosluvut.

 

Tilanne on hieman sama kuin kysytään voiko lentokone liukastua ja ajautua ulos kiitoradalla, jos on esim. jäätä. No vastaus tähän on periaattessa että ei voi, jos veto on lentomoottoreissa - vaikutus allaolevaan pintaan on minimaalinen. Jos taas ajellaan pyörävedolla (onko noissa nykykoneissa edes sellaista), niin silloin ymmärrettävästi 'liukastumisiakin' voi sattua, koska ajo-ominaisuudet ovat samankaltaiset kuin autolla.  Tilannetta voisi simuloida radio-ohjattavalla autolla - kun käytät autoa radiolla, pyörät vetävät ja ohjaavat ja liukkaalla alustalla tulee pyörähdyksiä. Mutta jos katkaiset virrat ja työntelet ja nostelet autoa kädelläsi, se menee juuri sinne minne kätesi sitä vie, riippumatta missä asennossa fillarit ovat tai miten ne pyörivät. 

 

Laskeutuminen tuohon liukuhihnalle tapahtuisi myös vähän kuin tuo lentoonlähtö. Sillä koneella on liike-energiaa ilman ja maapallon suhteen laskeutumisessa (ei sen liukuhihnan suhteen). Ennenkuin se liike-energia on käytetty loppuun, se lentsikka etenee sitä liukuhihnaa myöden eteenpäin riippumatta fillarien pyörimisnopeudesta.

[Vieras]

Mutta tuohon perusprobleemaan:

Oma (lento-)fysiikan tuntemukseni hakkaa takaraivosta viestiä, jonka mukaan nousuun yrittävä kone puskee moottoreillaan sitä thrustia ilmaan, ei siihen liukuhihnalle. Täten ymmärtääkseni se lentoonlähtö tapahtuu ihan normaalisti, vaikkakin laskutelineiden fillareissa olisikin normaalia korkeammat kierrosluvut.

 

Taitaa tämä teoriasi kaatua jo siihen faktaan että lentokoneen lentoonlähdön saa aikaan siipien yli virtaava ilma, ei moottoreiden aikaansaama työntövoima (thrust). Kyse ei ole raketista. Työntövoimalla saadaan normaalitapauksessa nopeutta (virtausta), virtauksella saadaan aikaan noste ja nosteella lento.

 

[Guest killjoy]

Tilanne on hieman sama kuin kysytään voiko lentokone liukastua ja ajautua ulos kiitoradalla, jos on esim. jäätä. No vastaus tähän on periaattessa että ei voi, jos veto on lentomoottoreissa - vaikutus allaolevaan pintaan on minimaalinen.

 

No sinänsähän tuo voisi tapahtua esim. suuren tuulenpuuskan aiheuttamana, jos renkaat lähtevät luisumaan sivuttain.  Lisäksi niillä kuitenkin jarrutetaan, joten laskussa liukastuminen on hyvinkin mahdollista.

 

Taitaa tämä teoriasi kaatua jo siihen faktaan että lentokoneen lentoonlähdön saa aikaan siipien yli virtaava ilma, ei moottoreiden aikaansaama työntövoima (thrust). Kyse ei ole raketista. Työntövoimalla saadaan normaalitapauksessa nopeutta (virtausta), virtauksella saadaan aikaan noste ja nosteella lento.

 

Mutta hänhän puhuikin nimenomaan voimansiirrosta, eikä nosteesta.  Ei siinä mitään vikaa ollut.

[Kalle Keihänen 1]

Taitaa tämä teoriasi kaatua jo siihen faktaan että lentokoneen lentoonlähdön saa aikaan siipien yli virtaava ilma, ei moottoreiden aikaansaama työntövoima (thrust). Kyse ei ole raketista. Työntövoimalla saadaan normaalitapauksessa nopeutta (virtausta), virtauksella saadaan aikaan noste ja nosteella lento.

 

 

Lentoonlähdön kyllä saa aikaan siipien yli virtaava ilma, vaan nyt kyse ei ollut siitä. Tarkoitukseni oli osoittaa, että koska suihkumoottori ei käytä sitä thrustiaan maan eli tässä tapauksessa liukuhihnan suhteen vaan imee ILMAA edestä ja työntää taakse, niin se lentokone kyllä lähtee kiitoon moottoreillaan riippumatta siitä onko alla kiitorata vai liukuhihna eikä sillä ole merkitystä mihin suuntaan ja millä nopeudella se liukuhihna pyörii.  

[Kalle Keihänen 1]

No sinänsähän tuo voisi tapahtua esim. suuren tuulenpuuskan aiheuttamana, jos renkaat lähtevät luisumaan sivuttain.  Lisäksi niillä kuitenkin jarrutetaan, joten laskussa liukastuminen on hyvinkin mahdollista.

 

 

Totta, mutta puhuinkin oletusarvoisesti. Tottakai tuulenpuuskalla saattaa olla vaikutusta vaikkapa autoonkin, en sitä kiellä. Mutta siis jos oletetaan että suihkarin thrusti ja jarrutus on niiden kannujen eikä fillareiden varassa, niin silloin se ei voi liukastua perinteisellä autoilutyylillä 

 

Eli rautalankavääntönä vielä jarrutuksesta: Niin kauan kuin jarrutellaan reverseillä, ei voi liukastua peilijäällä. Sitten kun rengasjarruja käytetään, muuttuvat ajo-ominaisuudet sen jäisen pinnan mukaiseksi.

[Guest killjoy]

En päässyt jostain syystä lukemaan viestiketjua joten en tiedä onko tämä jo siellä. Eli pitäisikö heittää vettä myllyyn kysymällä mitä tapahtuu jos kone yrittää laskeutua tällaiselle hihnalle;)

 

Tuo taidettiin kyllä mainita jossain, mutta siitä ei ollut sen enempää keskustelua.  En lukenut kuin ehkä ~50 viestiä.

 

Totta, mutta puhuinkin oletusarvoisesti.

 

Jep.  Sananvalintasi vain kuulosti niin ehdottomalta, että oli pakko jupista vastaan .

[Johannes Kaikkonen 5]

- - lentokoneen lentoonlähdön saa aikaan siipien yli virtaava ilma, ei moottoreiden aikaansaama työntövoima (thrust).

- - vaikka koneen nopeus muuhun maailmaan nähden on nolla - -

 

Voisiko joku tätä enemmän pohtinut selittää, mistä kyseisen pulman lentokone saa nostetta? Eihän sen ympärillä oleva ilma virtaa mihinkään suuntaan, jos kone pysyy paikallaan (kuten olen tämän ymmärtänyt).

 

Oli ihan pakko kysyä, kun en ole lukuisista yrityksistä huolimatta saanut tuota A.netin ketjua auki

[Juha Stenberg 0]

Kone nousee ilmaan, mutta liukuhihnan ja renkaiden liikettä ei ole mielestäni riittävästi määritelty (mihin liukuhihnan liikkeellä pyritään?)

 

Liike kun suhteellista.

[Guest killjoy]

Kone nousee ilmaan, mutta liukuhihnan ja renkaiden liikettä ei ole mielestäni riittävästi määritelty (mihin liukuhihnan liikkeellä pyritään?)

 

Tehtävästä voi kyllä päätellä seuraavan:

Hihnan pyörimisnopeus = -(renkaiden pyörimisnopeus)

 

Eli esim. jos kyseessä olisi auto, se pysyisi aina paikallaan.

 

Voisiko joku tätä enemmän pohtinut selittää, mistä kyseisen pulman lentokone saa nostetta? Eihän sen ympärillä oleva ilma virtaa mihinkään suuntaan, jos kone pysyy paikallaan (kuten olen tämän ymmärtänyt).

 

Kyllähän se nimenomaan liikkuu.  Oliko selityksessäni jotain epäselvää?

[Juha Stenberg 0]

Tehtävästä voi kyllä päätellä seuraavan:

Hihnan pyörimisnopeus = -(renkaiden pyörimisnopeus)

 

Eli esim. jos kyseessä olisi auto, se pysyisi aina paikallaan.

 

Ok, eli tarkoitus on että kone pysyy paikoillaan. Jos ajatellaan, että hihnan kiihtyvyys voi saada rajattoman suuria arvoja ja nopeuksia ja hihnan ajallinen reagointi renkaiden kehänopeuteen on 0 niin:

 

Sillä hetkellä kun kone on liikahtanut eteenpäin, hihnalla on äärettömän suuri kiihtyvyys ja nopeus, koska hihna yrittää kompensoida koneen saaman liikkeen yhä suuremmalla, vastakkaissuuntaisella nopeudella. Koska renkaat ovat vapaasti pyöriviä (oletuksena massa ja vierimiskitka 0) ja lentokoneen kiihdytykseen tarvittavaa voimaa ei välitetä renkaiden avulla, on hihnan tarkoitusperä tuhoon tuomittu.

[Tatu Kantomaa 2 907]

 

Yleisin vastalause on, että objekti ei voi liikkua eteenpäin mikäli renkaat pyörivät samaa vauhtia, kuin alusta toiseen suuntaan.  Siinä kuitenkin unohdetaan kokonaan, että ne rupeaisivat luisumaan, sillä niitten kautta on täysin mahdotonta välittää tarpeeksi suurta voimaa turbiinien tuottaman voiman kumoamiseen.  Hidastaisi kyllä pikkaisen, mutta ei oleellisesti.

 

Miten rengas luisuu jos sen alla olevan liukuhihnan nopeus on koko ajan sama kuin renkaiden mutta vain toiseen suuntaan?

[Guest killjoy]

Miten rengas luisuu jos sen alla olevan liukuhihnan nopeus on koko ajan sama kuin renkaiden mutta vain toiseen suuntaan?

 

Mikäli lentokone pysyisi paikallaan, tuo olisi oikein.  Se liikkuu kuitenkin eteenpäin renkaasta välittämättä, joten renkaan on pakko luisua mikäli sen pyörimisnopeus vastaa paikallaan olemista.

 

Sillä hetkellä kun kone on liikahtanut eteenpäin, hihnalla on äärettömän suuri kiihtyvyys ja nopeus, koska hihna yrittää kompensoida koneen saaman liikkeen yhä suuremmalla, vastakkaissuuntaisella nopeudella. Koska renkaat ovat vapaasti pyöriviä (oletuksena massa ja vierimiskitka 0) ja lentokoneen kiihdytykseen tarvittavaa voimaa ei välitetä renkaiden avulla, on hihnan tarkoitusperä tuhoon tuomittu.

 

Aivan oikein, mutta tuota minäkin yritin alkuperäisessä viestissä selittää.  Pitäisikö minun muuttaa tekstiäni jotenkin?

[Vieras]

Miten rengas luisuu jos sen alla olevan liukuhihnan nopeus on koko ajan sama kuin renkaiden mutta vain toiseen suuntaan?

 

No, Tatu ehti ensin mutta kysymykseni on sama, millä perusteella renkaat muka lähtisivät luisumaan? Väite jonka mukaan laskutelineiden ja renkaiden kautta ei voida kompensoida moottorien pyörän akselille ja sitä kautta kehälle aiheuttamaa momenttia on perätön, olettaen tietysti että kitkakerroin vastaa normaalia kumin ja kiitoratamateriaalin välistä kitkaa kesäkelillä. Moottoreita voidaan esimerkiksi koekäyttää täysillä tehoilla jarruja vasten.

 

[Guest killjoy]

No, Tatu ehti ensin mutta kysymykseni on sama, millä perusteella renkaat muka lähtisivät luisumaan? Väite jonka mukaan laskutelineiden ja renkaiden kautta ei voida kompensoida moottorien pyörän akselille ja sitä kautta kehälle aiheuttamaa momenttia on perätön, olettaen tietysti että kitkakerroin vastaa normaalia kumin ja kiitoratamateriaalin välistä kitkaa kesäkelillä. Moottoreita voidaan esimerkiksi koekäyttää täysillä tehoilla jarruja vasten.

 

Jarrut eivät ole päällä, ja kaiken lisäksi ongelmassa on pakko olettaa, että akseli on kitkaton.  Sitäpaitsi staattinen kitka on yleensä suurempi, kuin kineettinen kitka.

[Guest Maikkel]

Eikös se oo ny niin et se nopeus suhteessa ilmaan vaikuttaa eikä se nopeus suhteessa maahan. Onhan olemassa ilma- ja maanopeus, esim. myötäisessä suihkuvirtauksessa lentokone voi liikkua parisataa kilometria nopeammin maanopeutena (matkantaitto nopeutuu) mutta ilmanopeus pysyy silti samana. Näin ollen lentokone nousisi kiitoradalta käytännössä samalla tavalla koska ne föönit puskevat sen voimansa siihen ympäröivään ilmaan, joka kasvattaa koneen ilmanopeutta. Liukuhihnan nopeus olisi tavallaan maanopeus joka ei vaikuta koneen lentämiseen.

 

Kaikki on suhteellista 

[Tatu Kantomaa 2 907]

Eikös se oo ny niin et se nopeus suhteessa ilmaan vaikuttaa eikä se nopeus suhteessa maahan. Onhan olemassa ilma- ja maanopeus, esim. myötäisessä suihkuvirtauksessa lentokone voi liikkua parisataa kilometria nopeammin maanopeutena (matkantaitto nopeutuu) mutta ilmanopeus pysyy silti samana. Näin ollen lentokone nousisi kiitoradalta käytännössä samalla tavalla koska ne föönit puskevat sen voimansa siihen ympäröivään ilmaan, joka kasvattaa koneen ilmanopeutta. Liukuhihnan nopeus olisi tavallaan maanopeus joka ei vaikuta koneen lentämiseen.

 

Kaikki on suhteellista 

 

Mutta kun ollaan maassa niin ei ilmanopeus ratkaise....

 

EDIT

 

Niin ja me ollaan kaikki muuten sankareita.... 

[Jarmo Puntanen 0]

Eli hihna matsaa aina pyörien nopeuteen. Kun kiihdytetään, koneen pyörien nopeus hihnan suhteen pyrkii kasvamaan. Maaginen hihna huomaa tämän ja kiihdyttää omaa nopeuttaan tasan vastaavasti. Tilanne kumoutuu "tasaiseksi asfaltiksi" ja kone kiihtyy siirtyen eteenpäin hihnalla. Sama kuvitteellinen sykli toistuu, kunnes kone lentää pois maagiselta hihnalta.

 

 

[Tatu Kantomaa 2 907]

Eli hihna matsaa aina pyörien nopeuteen. Kun kiihdytetään, koneen pyörien nopeus hihnan suhteen pyrkii kasvamaan. Maaginen hihna huomaa tämän ja kiihdyttää omaa nopeuttaan tasan vastaavasti. Tilanne kumoutuu "tasaiseksi asfaltiksi" ja kone kiihtyy siirtyen eteenpäin hihnalla. Sama kuvitteellinen sykli toistuu, kunnes kone lentää pois maagiselta hihnalta.

 

Mutta eikös hihna pyöri toiseen suuntaan? Kone ei lennä takaperin.

[Mikko Maliniemi 5]

Minähän en tästä ymmärrä juurikaan mitään. Yksi ajatus kun tulee mieleen, niin heti perään tulee toinen, joka kumoaa edellisen ajatuksen perustan. Varsinkin näin pienessä laitamyötäisessä... Mutta... Mitäs sitten, jos koneen moottoreissa on enemmän työntövoimaa, kuin koneen paino on?

 

Ääh, menee liian monimutkaiseksi yksinkertaisille italialaismallisille putkitis... -aivoille

[M Santala 39]

Ilma on viskoosia ainetta, joten lentokonetta kohti liikkuva liukuhihna (kiitoradan kokoinen -> iso!)

tempaa mukaansa ilmakerroksen. Lähellä hihnaa ilma liikkuu hihnan nopeudella, ja korkeammalla

hitaammin (turbulenssi tosin mutkistaa tilannetta). Kun ilmamassan nopeus siiven korkeudella

kasvaa riittäväksi, kone voi nousta ilmaan, vaikka kone pysyisi paikoillaan ympäristöön nähden.  8)

Tästä varmaankin seuraa mielenkiintoisia  ilmiöitä, kun kone joutuu noustessaan hitaammin

liikkuvaan ilmamassaan...   

Ei kannata ainakaan jarruttaa, hihna ja ilma pysähtyvät...

 

Oikeasti kone ei tietenkään nouse ilmaan, koska lentoturvallisuusmääräykset tuskin sallivat

nousuyritykstä näissä oloissa ?