Чем выше скорость тем больше
Приборная, истинная, путевая скорости на доступном языке
Возможно вы удивитесь, но в авиации все совсем не так как в автомобилестроении. У вас в машине один спидометр который показывает скорость вашего движения. Все просто, чем быстрее вращается колесо, тем выше скорость, у нее всегда одно значение скорость относительно земли.
Но вот какая история, у самолета все иначе, скоростей здесь гораздо больше.
Приборная скорость (Indicated Airspeed)
То что показывает «спидометр» пилота называется приборная скорость или приборная воздушная скорость.
Дело в том, что для измерения скорости движения самолета используется Приемник воздушного давления, то есть скорость измеряется относительно потока воздуха в котором движется самолет с допущением. что за бортом так называемые «нормальные условия» (давление 760 мм ст, температура +15 и влажность 0%). Но они ведь не всегда такие, правда?
Истинная скорость (True Airspeed)
Идем дальше и обнаруживаем истинную воздушную скорость. Это скорость с учетом поправок. Учитывается инструментальная поправка (ведь прибор сам по себе может давать погрешность) аэродинамическая, волновая (возникновение скачков уплотнения на сверхзвуковых и близких к ним скоростях) и методическая.
На высоте уровня моря обе скорости совпадают, а вот с увеличением высоты полета истинная скорость начинает расти и на высоте 12 км истинная может быть в 2 раза выше приборной скорости.
Есть несколько типов указателей скорости (авиационный спидометр): показывающей приборную скорость, показывающий истинную скорость, показывающий приборную скорость и число М и т. д.. В общем, исходя из типа самолета приборы могут быть разными.
Указатель скорости самолета DC-10
Эквивалентная скорость (Equivalent Airspeed)
Скорость применяемая для расчетов инженерами, она учитывает сжимаемость воздуха. Прибора показывающего ее нет.
Скорости выше «воздушные». А вот и:
Путевая скорость (Ground Speed)
Это скорость самолета относительно земли, а не воздуха. В современном мире она измеряется с помощью GPS. Суть в том, что, например, при встречном ветре скорость самолета относительно земли будет меньше, чем при попутном, а относительно воздуха не изменится. Поэтому зная скорость относительно воздуха и скорость ветра можно вычислить свою путевую скорость.
Вертикальная скорость
Это скорость набора высоты или снижения.
Число Маха
Фактически скорость относительно скорости звука
В принципе для пилота самой важной является приборная скорость, она влияет на динамику полета, число М важно для понимания не превысил ли пилот допустимое значения. Истинная и путевая скорости важнее для навигации, эквивалентная для расчетов.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
А зачем лететь так высоко?
10 км высоты – это средний показатель. Как правило, речь идет о диапазоне в рамках 9-12 километров, где прокладываются курсы самолетов, которые перевозят пассажиров. Причем выбирает высоту не пилот. Вопрос решается диспетчером, именно он производит расчет высоты для каждого отдельно взятого рейса.
Известно, что на большой высоте воздух разреженный. Это объясняется простым обстоятельством. Атмосфера планеты удерживается ее же силой притяжения. Сила эта мощнее всего проявляет себя у поверхности, удерживая воздушную оболочку планеты, обеспечивая ей максимальную плотность именно в нижних слоях. Повышение плотности атмосферы связано с давлением вышележащих слоев. Чем выше, тем слабее давление воздуха. Давление возрастает ближе к поверхности от веса верхних слоёв воздуха, как в океане давление растет из-за верхних слоев воды. Самолет и показатели его полета сильно зависят от показателей воздуха, от его плотности в первую очередь.
Воздух нужен для обеспечения подъемной силы, для нормальной работы двигателей. Стоит помнить, что без кислорода процесс горения не происходит, двигатель глохнет. Если плотность небольшая – это плохо, но слишком большая тоже не нужна. Оптимальные для гражданских самолетов условия наблюдаются на высоте в 10 км, в воздушном коридоре от 9 до 12 км в зависимости от погодных и других условий. Слишком большая плотность не нужна по той причине, что она не дает развивать необходимую скорость. Плотные воздушные массы тормозят движение самолета точно так же, как вода тормозит движения пловца.
Помимо проблем с развитием скорости, полет на малой высоте приносит большие топливные расходы, в то время как при движении в более разреженных воздушных массах топлива тратится меньше. Это взаимосвязанные явления – чтоб продвигаться в более плотном пространстве, требуется больше энергии, а следовательно, больше топлива.
На высоте, рекомендованной для гражданских самолетов, они могут свободно летать с нормальной для них скоростью в 800-950 км в час, не испытывая топливных затрат, получая достаточно кислорода.
Оптимальные показатели высоты
Плотность воздуха в таких пределах остается достаточной, чтобы удерживать на лету борт, летящий с указанной скоростью. На больших высотах требуется развивать более значительную скорость. Так, при полете на высоте в 12-15 км гражданский самолет мог бы передвигаться только на сверхзвуковых скоростях, в противном случае воздушные массы не смогли бы удержать его на лету.
Современные конструктивные характеристики гражданских самолетов делают для них оптимальной именно эту высоту. Впрочем, они вполне могут летать и на других высотах, если это необходимо, несколько выше или гораздо ниже. Но это нерационально, и может оказаться опасным например по погодным условиям.
Почему гепард не превышает скорость?
Гепард способен разогнаться до 130 километров в час (а это в два раза больше, чем разрешенная скорость передвижения автомобиля в городе). Как-то ученые повесили на нескольких гепардов GPS-ошейники, отслеживающие скорость и траекторию перемещений. И выяснили, что самый быстрый зверь редко пользуется этим своим титулом и развивает максимальную скорость. Рассказываем, что помогает гепарду бегать и почему он соблюдает скоростные ограничения.
Трение
У гепарда есть четыре лапы с рифлеными подушечками и острыми массивными когтями. От остальных кошачьих он отличается невтяжными когтями — они не уходят вглубь лап целиком. Когти нужны гепарду не только для того, чтобы схватить добычу, они также выступают в роли шипов, увеличивая трение и обеспечивая высокий уровень сцепления.
У машин нет лап. Вместо них — четыре колеса с резиновыми шинами и иногда с шипами. Движение автомобиля происходит за счет силы трения качения между колесами автомобиля и дорогой. Эту силу называют силой сцепления. Сила сцепления пропорциональна сцепному весу автомобиля (то есть той части веса, которая приходится на ведущую ось) и коэффициенту трения между шинами и дорогой.
Кому-то может показаться, что трение всегда только мешает движению, а не помогает ему. Это не так. Представьте, что автомобиль на летней резине едет по замерзшему озеру. Сцепления нет, очень вероятны заносы или буксовка. Хорошее сцепление с дорогой позволяет легко управлять автомобилем, плавно тормозить и безопасно поворачивать.
a) Гепард в GPS-ошейнике на солнечных батареях. b) Ускорения, действующие на поворачивающего гепада: g — ускорение свободного падения, v 2 /r — центростремительное ускорение, а — сумма первых двух. c) Невтяжные когти гепарда, улучшающие сцепление с землей. d) Гепард при торможении: низкая поза, предотвращающая качку и задействующая мускулатуру задних конечностей для поглощения кинетической энергии.
A. M. Wilson et al. / Nature
Инерция
На движение как гепарда, так и автомобиля влияет инерция. Строго говоря, инерция — стремление тела сохранять свою скорость неизменной при отсутствии воздействия внешних сил.
Масса — мера инертности. То есть чем тело тяжелее, тем сильнее заметно его нежелание изменять свою скорость. Действительно, когда возвращаешься с дачи с десятью килограммами картошки, вареньем и довольной бабушкой, автомобиль едет более плавно и не подскакивает на кочках. Все дело в дополнительной массе, которую мы везем — благодаря ей увеличивается инертность автомобиля. Однако за плавное движение машины приходится расплачиваться из своего кармана: чем больше машина нагружена, тем больше топлива она потребляет.
Гепард, хотя и не учил физику в школе, знаком с явлением инерции. Она помогает гепардам совершать стремительные длинные прыжки: семь-восемь метров всего за полсекунды.
Гепард — хищник, и ему необходимо быть не только быстрым, но еще и маневренным. В среднем гепард весит около 50 килограмм, причем значительная часть его веса приходится на мускулатуру. Если бы гепарду пришлось везти на своей спине бабушку, то о маневренности пришлось бы забыть.
Торможение
От чего зависит тормозной путь?
В первую очередь — от скорости движущегося тела. Чем выше скорость, тем больше времени понадобится для того, чтобы тело полностью остановилось. При торможении гепард пригибается к земле, что позволяет ему задействовать мускулатуру задних лап и помогает избежать раскачивания из стороны в сторону. Автомобилю в торможении помогает подвеска, поглощая кинетическую энергию и также предотвращая раскачивание.
Помимо скорости, тормозной путь автомобиля зависит от шин: насколько они качественные, новые и соответствуют дорожному покрытию. Одна известная марка автомобилей экспериментально сравнила, как изношенность шин влияет на длину тормозного пути. Профессиональный водитель разгонялся на мокрой дороге до скорости, близкой к 100 км/ч, и после этого тормозил. Тормозной путь машины на изношенных шинах ожидаемо увеличился. И увеличился значительно — на расстояние, равное десяти машинам, стоящим друг за другом.
Поворот
Гепард, выписывающий петлю в погоне за антилопой, больше похож на мотоцикл, чем на автомобиль. Дело в том, что машина не отклоняется значительно от вертикальной оси. Посмотрите на гепарда на фотографии в начале текста. На него действует ускорение свободного падения и центростремительное ускорение, в итоге результирующее ускорение. Гепард наклоняется к земле в ту же сторону, что и поворачивает. Так он противостоит центробежной силе.
Гепард замедляется перед маневрами. Если бы он поворачивал на полной скорости, радиус поворота был бы большой и занимал много времени — так за антилопой не угонишься. Умный гепард сначала сбрасывает скорость, а потом делает крутой поворот. Например, снижение скорости с 16 метров в секунду до 4 метров в секунду позволяет снизить радиус поворота с 19,7 метров до 1,2 метров.
Возможно, людям стоило бы кое-чему поучиться у гепарда: хотя ему не составляет большого труда бежать на скорости 90 километров в час, чаще всего охотится гепард на скорости 50 километров в час. Это объясняется также тем, что гепард бережет себя и скорее упустит добычу, чем получит травму. Потому и охота гепарда успешна всего в одном из четырех случаев.
Снова торможение
Для физики пассажиры — это просто тела, обладающие массой. Эти тела (то есть мы с вами) тоже участвуют в явлении инерции. Когда водитель резко тормозит, то мы об этом заранее не знаем, и поэтому нас отбрасывает вперед. Чтобы тело не получило в такой ситуации травмы, оно должно быть пристегнуто!
Когда мы едем по сухой дороге, то трение называется сухим (вообще, физики любят называть вещи своими именами), и его коэффициент зависит от дорожного покрытия и даже температуры.
И снова трение
Если на дорогу разлить жидкость (например, масло), трение будет вязким. Из-за прослойки жидкости, будь то грязевая жижа или подтаявший снег, сцепление снижается, а значит, повышается вероятность заносов и аварий. Для отвода жидкости с дороги шины оснащены протектором с блоками разной формы и размера, а также канавками и ламелями. Рисунки протектора различаются и созданы для решения различных задач: езда по снегу, грязи, лужам. Есть и вариант, когда протектор не имеет никакого рисунка — такие шины называются сликами и используются в автоспорте, где нужна максимальная площадь соприкосновения шины и дороги для сцепления на высокой скорости, при условии, что дорога эта сухая.
Про смартфон — цены, обзоры и реальные отзывы покупателей
На сайте Pro-Smartfon найдёте отзывы и обзоры топовых смартфонов 2017 года. Всё о плюсах и минусах мобильных телефонов. Свежие фотографии, цены и реальные отзывы покупателей о лучших смартфонах
Чем выше скорость тем больше масса
Здесь легко и интересно общаться. Присоединяйся!
вобще-то у них обратно пропорциональная зависимость
Если вы про релятивистскую динамику, то больше.
Формула зависимости массы от скорости:
M=M0/(КОРЕНЬ ИЗ (1-V^2/C^2))
М0 — масса покоящегося тела, V — скорость тела, C — скорость света.
В случае если скорость нулевая или настолько низкая, что ей можно пренебречь, нижняя часть уравнения примет вид Корень (1-0), то есть просто 1, в итоге будет М=М0
В случае, если скорость объекта близка к скорости света, то в знаменателе будет Корень (1-1), то есть ноль, ну или почти ноль, то есть бесконечно малая величина. При делении Массы на бесконечно малую величину, мы получим бесконечно большую величину.
Итого — чем ближе скорость объекта к скорости света, тем больше его масса.
m = m / √(1 — v 2 /c 2 ) (5)
Отметим сразу же, что скорость, фигурирующая в формуле (5), может быть измерена в любой инерциальной системе. В разных инерциальных системах тело имеет разную скорость, в разных инерциальных системах у него будет также и разная масса.
Масса — такая же относительная величина, как скорость, время, расстояние. Нельзя говорить о величине массы, пока не будет фиксирована система отсчета, в которой мы изучаем тело.
Из сказанного ясно, что, описывая тело, нельзя просто сказать, что его масса такая-то. Например, предложение «масса шарика 10 г» с точки зрения теории относительности совершенно неопределенно. Численное значение массы шарика ничего еще не говорит нам до тех пор, пока не будет указана инерциальная система, по отношению к которой измерена эта масса. Обычно масса тела задается в инерциальной системе, связанной с самим телом, т. е. задается масса покоя.
В табл. 6 приведена зависимость массы тела от его скорости. При этом предполагается, что масса покоящегося тела составляет 1 а. Скорости меньше 6000 км/сек в таблице не приводятся, так как при таких скоростях отличие массы от массы покоя ничтожно мало. При больших же скоростях эта разница становится уже заметной. Чем больше скорость тела, тем больше его масса. Так, например, при движении со скоростью 299 700 км/сек масса тела увеличивается уже почти в 41 раз. При больших скоростях даже ничтожное увеличение скорости значительно увеличивает массу тела. Это особенно заметно на рис. 41, где графически изображена зависимость массы от скорости.
Рис. 41. Зависимость массы от скорости (масса покоя тела равна 1 г)
В классической механике изучаются только медленные движения, для которых масса тела совершенно незначительно отличается от массы покоя. При изучении медленных движений массу тела можем считать равной массе покоя. Ошибка, которую мы при этом совершаем, практически незаметна.
Если бы этого не было, то формула (5) потеряла бы всякий смысл, так как деление конечного числа на нуль — недопустимая операция. Конечное число, деленное на нуль, равняется бесконечности — результат, который не имеет определенного физического смысла. Однако мы можем осмыслить выражение «нуль, деленный на нуль». Отсюда и следует, что в точности со скоростью света могут двигаться только объекты, у которых масса покоя равняется нулю. Телами в обычном понимании такие объекты называть нельзя.
Равенство массы покоя нулю означает, что тело с такой массой вообще не может покоиться, а должно всегда двигаться со скоростью с. Объект с нулевой массой покоя, то свет, точнее говоря, фотоны (кванты света). Фотоны никогда и ни в одной инерциальной системе не могут покоиться, они всегда движутся со скоростью с. Тела с массой покоя, отличной от нуля, могут находиться в покое или двигаться с различными скоростями, но с меньшими скоростями света. Скорости света они никогда не могут достигнуть.
Вообще говоря, это не совсем корректно, если не сказать, что совсем не корректно. В физической литературе начала 20 века, когда СТО еще не прижилось в умах людей, использовали понятие массы ‘m’, как отношения энергии ‘E’ на инвариант (квадрата скорости света) ‘c^2’, что отождествляло понятие энергии и массы. Соответственно, чем больше энергия, тем больше т.н. релятивистская масса ‘m’.
С другой стороны, существовало инвариантное понятие массы покоя, соответствующее тому же определению, только энергия бралась в собственной системе отсчета. Делалось это для того, чтобы люди проводили более понятные для себя аналогии с классической физикой.
Позже было понято, что такой подход не особо облегчает дело, и поэтому в современных уже книжках по СТО используют понятие (отдельно) массы покоя и (отдельно) энергии. И в данном случае, энергия ‘E’ не будет равна произведению ‘m0’ — массы покоя — на ‘c^2’.
Так что, ответ на ваш вопрос следующий: масса покоя НЕ зависит от скорости частицы, однако энергия, конечно же, зависит.
С точки зрения же гравитации, как одному из проявлений массы и энергии, там используется т.н. тензор энергии-импульса (что-то типа матрицы), где массе покоя соответствует одна компонента, а энергии движения (импульсу) — другие. Поэтому такое разделение общей энергии и (инвариантной) массы покоя вполне логично.
Вес тела и бег, как масса бегуна влияет на скорость и технику, расчёт влияния веса на скорость бега
Каким должен быть идеальный вес у бегуна для длинных и коротких дистанций?
Отвечает тренер по бегу.
Самый быстрый марафонец мира и дважды победитель Олимпийских игр Элиуд Кипчоге при росте 167 см весит 52 кг. Это единственный на сегодня человек, пробежавший марафонскую дистанцию в 42 195 м быстрее двух часов. В то же время Усэйн Болт – самый знаменитый спринтер – при росте 195 см весит 94 кг, то есть почти в два раза тяжелее Кипчоге. И оба – лучшие на своих дистанциях. Какой же вес тогда идеален для бегуна и влияет ли он на скорость бега?
На чемпионатах мира и Олимпийских играх нет ни одного атлета с заметной прослойкой жира под кожей.
Влияет ли вес на скорость?
Это зависит от продолжительности бега. Если вы спринтер и дистанция не больше 400 м, то мышцы будут очень интенсивно работать на протяжении нескольких десятков секунд. Такая работа требует большой мощности: спринтеры делают более 200 шагов в минуту, и каждый шаг двигает атлета вперёд на 2,2-2,4 м. Неудивительно, что в стартовые колодки на коротких дистанциях встают парни и девушки с мощными рельефными мышцами.
Александр: Спринтеры проводят много времени в тренажёрном зале, работая с большими отягощениями. В противном случае у них не получается выработать взрывную силу, необходимую для очень быстрого бега. Если же вы бежите 42 км, то главным для вас будет сбережение энергии. Элита марафонского бега делает 180-190 шагов в минуту, каждый длиной 1,6-1,9 м. Среди лучших марафонцев нет людей с большими мышцами, они очень сухие. То есть чем меньше веса вы несёте, тем меньше энергии потратите.
Проще говоря, есть две общие закономерности, связывающие массу тела и скорость бегуна:
Существует ли идеальный соревновательный вес бегуна?
Любой атлет, всерьёз стремящийся к достижению лучших результатов в беге, стремится достичь своего оптимального веса. А именно – сочетание максимально возможной мышечной массы (главным образом, мышц ног) и минимально возможной общей массы тела. Все бегуны – и спринтеры, и стайеры – хотят избавиться от жира, который мешает им бежать быстрее и дольше. И это неудивительно. Для обычных людей, которые бегают в своё удовольствие, контролировать массу тела тоже важно.
Как рассчитать свой идеальный вес для бега?
Александр: Общеизвестное правило «идеальный вес = рост минус 100» вполне работает с поправкой на телосложение. Тем, кому от папы с мамой достались небольшой рост и коренастая фигура, может хватить и формулы «рост минус 90». Но только если при этом кожная складка на животе совсем тоненькая и рельеф мышц живота (те самые «кубики») хорошо виден. Часто такие люди склонны к набору веса, поэтому им нужно регулярно вставать на весы и внимательно контролировать содержимое холодильника. Их тренировки, как правило, должны быть направлены на развитие и поддержание выносливости.
И наоборот, обладателям длинных тонких рук и ног могут понадобиться дополнительные усилия по наращиванию и поддержанию достаточной мышечной массы. Это нужно для того, чтобы справляться с нагрузками во время беговых тренировок и соревнований. У людей с таким типом фигуры чаще всего не возникает проблем с выносливостью. Но без работы на развитие силы им не хватает скорости.
В любом случае, какая бы фигура у вас ни была и как бы вы ни бегали, главное – продолжать тренироваться, поддерживать физическую активность и получать от этого удовольствие.