Непровакационная тема про... колёса

[SAIGAK]

не совсем понял, зачем дорожку запускать. Сбивает немного. Ведь приведённые ниже выкладки такие же как и для скорости транспортёра равной 0?

Изначально самолет стоит, и соответственно дорожка тоже стоит. Чтоб дорожка начала двигаться, самолет тоже должен сдвинуться. Итак самолет сдвинулся на dx за dt. Таким образом он имеет Vc = dx/dt.
Это просто удобно и применятся при решении многих неявных задач. Мы рассматриваем придельный случай. dx и dt бесконечно малые величины, что дает высокую точность.

Не уловил откуда взялось это равенство, честно.
Производная скорости не может быть равной скорости, у них размерности разные и физический смысл!!! Это - ошибка в решении задачи.

А теперь представим, что самолет остановился, но колеса и дорожка продолжают двигаться с одинаковой скоростью. Затем он опять начинает равномерно двигаться. И тут уже появляется приращение скорости на дорожке и колесах - dVд/dt = dx/dt, т.е ад = Vc.
Еще раз. Тут главное понять, что дорожка не раскручивает колеса дополнительно, а раскручивает их самолет за счет сцепления колес с дорожкой. Представим, что самолет переместился относительно начального положения, когда дорожка и самолет неподвижны, на расстояние dx = 10м за время dt = 1с. Значит он двигался со скоростью Vc = dx/dt = 10м/с. Следовательно и колеса имели такую скорость, и дорожка соответственно. Но теперь самолет стоит относительно земли, но колеса и дорожка уже двигаются со скоростью Vд = 10м/с.
Итак: Vд = dх.
А как я уже говорил:"одноименные динамические параметры дорожки это первая производная от одноименных динамических параметров самолета"
Т.е. правильнее записать так, Vд = dх/dt. Так правильно. Но этому не нужно уделять особого внимания, так как в конечном итоге это имеет не физический смысл, а показывает зависимость между динамическими параметрами самолета и дорожки.

Самолет начинает опять двигатся. Для удобства восприятия представляем, что дорожка и колеса не двигаются. Пусть он передвинулся на расстояние dx = 1м за время dt = 1с, т.е. имел скорость Vc = dx/dt = 1м/с. А значит, и дорожка о колеса приобрели Vд = 1м/с. Но тут вспоминаем, что дорожка и колеса уже имели скорость Vд = 10м/с. Таким образом скорость колес и дорожки стала Vд = 11м/с, а ускорение дорожки aд = (11-10)/1 = 1м/с2.
Итого: ад = Vc.

Надеюсь, я смог доказать правильность своих суждений.

В этом месте я могу продолжить так. (к вопросу о нереальности происходящего)

найдём следующие величины:

смещение дорожки относительно самолёта:
((Vc+dVc)+(Vд+dVд))*dt

проворот колеса (длина дуги траектории точки обода колеса вокруг его оси):
(Vд+dVд)*dt (по условию задачи скорости дорожки и оборотная скорость колеса равны)

Как видите, они разные и различаются на величину перемещения самолёта!

выводы, в этом случае, я вижу следующие:
1. если самолёт движется, то колесо должно проскальзывать, чтобы "недобирать" путь равный пути пройденому самолётом относительно земли. Его оборотная скорость никак не связана со скоростью движения самолёта а зависит только от скорости дорожки.
2. и более витиеватый: условия задачи говорят о том, что скорость ленты никак не связана со скоростью самолёта и может быть произвольной.

Можно решить обратную задачу, для проверки решения.
Зададим в ней все искомые и промежуточные значения из предыдущего решения
Итак:
Самолёт разгоняется по транспортёру, скорость которого, относительно земли, всегда равна оборотной скорости колеса шасси. (условие из оригинальной задачи)
Дано:
l - длина обода колеса (2*pi*r)
L - длинна "пробега" транспортёра c момента начала движения самолёта, до его отрыва (включает в себя все возможные скорости и ускорения транспортёра. Собственно, это результат интегрирования Vд(t)*dt)
a(t) - ускорение самолёта
V - скорость отрыва
Вопрос:

сколько раз (n) провернётся колесо шасси за время разбега.

Ответ: Точный и совершенно правильный!
n = L/l ибо Vоб(t)=Vд(t) а l длина обода колеса

Вывод: ни а(t) ни V никакой рояли не играет. Вот только заметна маленькая деталь - колесо за время разбега "недокрутит" длину разбега.

Всё в идеальных условиях. только вопрос в трении скольжения. Если условия идеальны, то для такой задачи оно бесконечность в силу идеальности сцепления колеса и дорожки. В этом случае - "тушите свет" будет стоять как вкопаный, или скапотирует

В реальности и с точки зрения "банальной эрудиции", такого механизма не может быть и размышлять о каком-то инженерном решении не стоит.

На этом всё. Моменты инерции не понадобились, они требуют совершенно другой постановки задачи. И как было сказано выше, нет движения, нет ускорения, а нет ускорения - нет влияния моментов инерции.

Давайте лучше докажем, что мое решение правильно или нет. Я в нем уверен на 100%. Да это субъективно. Но я хочу Вас попросить сперва разобраться со мной.

По поводу условий задачи. Множество задач в физике решаются с условностями и допущениями. И ,решив такие задачи, далее проще решить задачу со всеми условиями. Очень легко сказать, что дутики лопнут, а вот доказать (я не про Вас).
В задаче имеем такие допущения: идеальное сцепление колес с дорожкой, моментальная реакция дорожки на скорость колеса, неломаемые и непрогибаемые стойки шасси, нет инерции самолета и сопротивления воздуха.

Идеальное сцепление - представьте, что колеса и дорожка это шестеренки.

PS Вы не так поняли мой тон по отношению к Вам. Я действительно хотел узнать, как правильнее и удобнее для Вас объяснить мое решение.

PPS Не спорь со студентом!