Почему воздушный шар движется в воздухе по спирали, а не по прямой?

Когда воздушный шар, наполненный воздухом, выпускается без перевязанного отверстия, он движется по круговой траектории, а не по прямой. Это почему?

Интересно, случилось бы это, если бы воздушный шар был выпущен в вакууме?
интересная мысль

Ответы (2)

Друг прислал это в качестве своего объяснения, и оно кажется мне вполне удовлетворительным:

Чтобы воздушный шар летел по прямой линии, направление струи выбрасываемого воздуха должно совпадать с центром масс воздушного шара и его центром сопротивления — точкой, в которой силы, препятствующие движению воздушного шара вперед, симметричны
. два центра не совпадают, центр сопротивления должен быть позади центра масс, иначе устойчивость будет нарушена. Причина, по которой дротики и стрелы имеют полет, заключается в том, чтобы удерживать два центра на одной линии и обеспечивать сопротивление в задней части движущегося снаряда.
Если линия тяги воздушного шара не проходит через центр масс (что почти наверняка), а находится в том жеплоскости как линии, соединяющей центры масс и сопротивления (что маловероятно), воздушный шар будет двигаться по кругу в этой плоскости, хотя сила тяжести в конечном итоге заставит его опуститься на землю, особенно когда воздух, толкающий его вперед, истекает. .

Однако, поскольку эти линии, как правило, не пересекаются, тяга от отверстия воздушного шара идет под углом к ​​плоскости круга, толкая воздушный шар в спиральное, винтовое движение, которое вы наблюдали при проведении эксперимента. Тяга воздушного шара и сопротивление воздуха воздушному шару в такой ситуации не компенсируют друг друга, поэтому возникает вращающий момент.

Я думаю, вы сами ответили на свой вопрос. Если центр масс (ЦМ) и центр сопротивления (ЦТ) не совпадают, тело попытается повернуться так, чтобы ЦМ предшествовал ЦД. Так обстоит дело с ракетами, самолетами, автомобилями, лодками и даже тележками для покупок. Для курсовой устойчивости они должны быть тяжелыми на носу.
Я думаю, что это также ответит на мой дополнительный вопрос - в вакууме не будет сопротивления, поэтому критерий центра сопротивления не будет применяться, и шар должен лететь прямо.
@ twistor59: в вакууме он, вероятно, будет лететь более прямо, но вряд ли центр масс будет совпадать с тягой, особенно если сопло движется хаотично, как я подозреваю, так что воздушный шар все равно не будет лететь прямо. Вы можете полетать на нем в вакууме и, конечно, взять мою картонную трубку :-)
@twistor59: В вакууме вектор тяги должен пройти через КМ. В противном случае возник бы крутящий момент, и ракета закрутилась бы. Настоящие ракеты, летающие в космос, не летят прямо сами по себе. Они либо устанавливают двигатели на шарнирах, чтобы они могли управлять вектором тяги, либо используют вспомогательные подруливающие устройства для поддержания направления.
Да, я забыл, что трубка может быть направлена ​​в произвольном направлении по отношению к остальной части воздушного шара.

Если вы сделаете картонную трубку, поместите ее в сопло баллона, а затем отпустите, вы обнаружите, что воздушный шар движется в основном по прямой линии. Вероятно, он не будет двигаться точно прямо, потому что воздушный шар, вероятно, не совсем цилиндрически симметричен, но он будет двигаться намного прямее, чем без картонной трубки. Я помню, как делал это в начальной школе задолго до того, как услышал о физике, не говоря уже о том, чтобы ее выучить.

Имея это в виду, я бы предположил, что обычный беспорядочный полет связан с тем, что сопло баллона гибкое, а воздушный поток через него турбулентный, поэтому ориентация сопла изменяется случайным образом, когда воздух выходит через него.

Почему воздушный шар движется в воздухе по спирали, а не по прямой?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v