быстрее ветра

[avva]

Можно ли создать средство передвижения, которое движется только силой ветра, по направлению ветра, и при этом быстрее, чем ветер?

Если убрать условие "по направлению ветра", то известно, что можно. Например, парусная лодка может разогнаться быстрее ветра, если она движется под углом к ветру (и парус стоит под углом). Но если она движется точно по ветру, то ничего не выйдет, она будет плыть медленнее ветра.

Так можно ли? Казалось бы, совершенно очевидно, что это невозможно. Ведь если скорость аппарата сравнялась со скоростью ветра, откуда он получает дополнительную тягу, чтобы ее перерасти?

Создатели этого видео (по-английски - увы, русского перевода у меня нет, но там главное - не слова, а демонстрация) утверждают, что это возможно, и что они это сделали.

В главном своем эксперименте они ставят придуманную ими тележку на беговую дорожку, чтобы иметь возможность поддерживать постоянную скорость. При обычном движении воздух движется относительно земли, а тут - эквивалентным образом - "земля", т.е. дорожка, относительно воздуха в комнате. При такой смене системы отсчета тележка, стоящая на дорожке неподвижно относительно комнаты, соответствует тележке, едущей ровно со скоростью ветра; но их тележка еще и движется немного против движения дорожки - т.е. "быстрее скорости ветра".

Вокруг этого видео в последние несколько недель разгорелись долгие дискуссии и флеймы во многих местах; вот несколько ссылок, каждая из которых ведет на несколько сотен комментариев: BoingBoing, GoodMath (запись начинается с интересного апдейта), randi.org. Я не прочитал все из них, конечно, но я прочитал какую-то часть, и, в общем, просветления не получил. Кажется, по большей части люди приходят к выводу, что все-таки это возможно и что устройство из видео это демонстрирует (не подделка, не ошибка эксперимента, итд.), но объяснений того, как это происходит и почему возможно, набросали десятки разных, противоречащих друг другу; объяснения, которое действительно прояснило бы мне, что тут происходит, я пока не увидел.

Почему такое возможно? И - действительно ли возможно?

Comments

[mudak.livejournal.com]

Опять же, да, точно. :) Ну это как с карданным валом - как его ни изгибай, на входе и выходе один и тот же момент (по модулю).
Если одну катушку убрать, то в уравнениях будет не расстояние между катушками, а угол между отрезком, соединяющим оси, и плоскостями. Радиус колеса все равно не должен появляться в уравнениях (или только неявно), а углы, очевидно, сокращаются, раз результат тот же.

[kobak.livejournal.com]

Да, углы сокращаются, именно так.

На самом деле я, конечно, перемудрил. Достаточно перейти в систему отсчета, связанную со всей тележкой и понять, что скорость вращения колеса (не угловая, а линейная) и скорость вращения оси катушки должны совпадать по модулю и иметь разный знак. Первая равна (в Ваших обозначениях) V-u, а вторая равна u*r/R. Приравниваем, получаем ответ. Всё :)

Но неожиданно, всё равно.

[avva.livejournal.com]

Да, я это именно так себе объяснил. Неинтуитивность приходит оттого, что привыкли смотреть на сцепленные шестерни/колеса разных размеров и сравнивать их *полные* обороты; но здесь полный оборот большого колеса низачем не нужен.

[mudak.livejournal.com]

Точно, так ещё проще.