Интернет-сообщество не первый год задается вопросом – сможет ли взлететь самолет, установленный на транспортировочную ленту, если она будет двигаться с его скоростью, но в противоположную сторону? Впрочем, до появления всемирной паутины этот вопрос нередко возникал в спорах между любителями подобных задач. Постараемся ответить на этот вопрос, опираясь на законы физики.
Самое интересное кратко
Сможет ли самолет взлететь с конвейерной ленты?
Да, взлетит.
Почему это происходит?
Пока самолет находится на ленте, пропеллер набирает достаточную для взлета скорость вращения винтов.
Что произойдет в такой ситуации с автомобилем?
При равной скорости автомобиля и ленты первый будет оставаться визуально на месте.
Условия задачи
Итак, есть самолет, который установлен не на привычную взлетно-посадочную полосу, а на огромную транспортировочную ленту. После этого он пытается взлететь и набирает разгон. Однако одновременно с ним запускается и движение ленты. Причем движется она в направлении, противоположном направлению движения самолета. Чем быстрее движется самолет, тем быстрее движется лента – их скорости всегда равны. И тут возникает вопрос – сможет ли самолет взлететь или так и будет мчаться на месте по движущейся поверхности, пока не кончится горючее?
Взлетит или нет?
Как показывает теория и практика (особенно пытливые могут посмотреть соответствующий выпуск "Разрушителей легенд") самолет действительно взлетит, хоть взлетно-посадочная полоса под ним движется и, казалось бы, должна препятствовать взлету.
Некоторое время самолет просто едет по движущейся ленте, а затем взмывает ввысь. Причем дистанция, которую он проходит в этом случае, не отличается от той, какую проходит, когда взлетает с неподвижной взлётной полосы. Почему? Постараемся ответить на вопрос поподробнее.
Почему это происходит?
На самом деле заблуждение происходит из-за того, что большинство людей привычно ассоциируют движение самолета и движение автомобиля – куда более привычного для многих транспорта. Что будет, если автомобиль едет по движущейся в обратную сторону ленте при равной скорости, но противоположном направлении движения? Разумеется, он замрет на месте. Как бы водитель не жал на педаль газа, машина все равно не сдвинется с места.
Казалось бы, точно такая участь должна постигнуть и самолет. Но нет! Дело в том, что в представлении людей самолет и машина ничем не отличаются до тех пор, пока первый не взлетит. И это серьезная ошибка.
Почему крутятся колеса автомобиля? Потому что двигатель вращает их, позволяя ехать по неподвижной трассе. Ну или хотя бы компенсировать скорость движения подвижной транспортировочной ленты.
Почему крутятся колеса самолета? Потому что двигатель тащит его (для простоты рассмотрим именно старый добрый самолет с пропеллером, а не на реактивной тяге), а колеса, соприкасаясь с поверхностью трассы или ленты, крутятся из-за обычного трения. То есть, двигатель вообще никак не соединен с колесами. А отталкивается самолет вовсе не от земли, а от воздуха! Взлетает он в результате взаимодействия трех сил – тяги, тяжести и подъемной. Скорость движения здесь вообще не важна! А уж силой трения, которая позволяет автомобилю двигаться по трассе, в случае с самолетом можно пренебречь.
Форма крыла, благодаря которой создается необходимая подъемная сила, остается прежней. И именно это создает нужный перепад давления. Воздух, от которого отталкивается самолет, обтекает его сверху и снизу. Сверху, благодаря выпуклой форме крыла, воздух проходит быстрее – это создает зону пониженного давления. А снизу из-за ровной поверхности, проходит медленнее, так что, давление здесь стандартное. Именно из-за перепада давления возникает та самая подъемная сила, которая помогает самолету взлететь.