Почему оно летает?

[aster]

Предупреждаю сразу: прошу не кидать помидорами.

Перечитывая Жеглова, обратил внимание на рисунок с распределением давления по профилю крыла.
И меня прошила мысль,а точнее вопрос: почему оно летит вперед?
Ведь все силы,приложенные к крылу имеют направление, либо в вертикальной оси, либо направлены назад!!!
Я имею ввиду нет ни одной силы, "толкающей" крыло! Нет, не так. Сила есть. Откуда она берется?
У Ордоди, тоже ничего внятного не нашел... Может плохо искал?
Есть подозрения, относительно ответа,однако хотелось-бы услышать мнение экспертов.
Для особо остроумных: школьный курс физик, пока еще помню, поэтому и возник вопрос.

[asterix20]

Примерно как с самолетами.

[Ksu]

Перечитывая Жеглова, обратил внимание на рисунок с распределением давления по профилю крыла.
И меня прошила мысль,а точнее вопрос: почему оно летит вперед?
Ведь все силы,приложенные к крылу имеют направление, либо в вертикальной оси, либо направлены назад!!!
Я имею ввиду нет ни одной силы, "толкающей" крыло! Нет, не так. Сила есть. Откуда она берется?

а скорость в этой схеме была?
ПС: ждем Петровича на короткую лекцию "почему оно летает" ))

[An.Petrovich]

Ну если помните школьный курс физики, то наверное, помните 1-ый закон Ньютона (закон инерции).
На диаграмме распределения давления нет той силы, под действием которой крыло летит вперёд. Она "снаружи".

[aster]

Момент сохранения импульса, в "простонародъе" именуемый инерцией, имеет место быть, однако на него постоянно действуют силы, уменьшающиеего по модулю. А он "остается"! Соответственно есть сила, уравновешивающая силу сопротивления среды... Откуда?

[An.Petrovich]

А что говорил в школьном курсе физики Исаак наш Ньютон про всемирный закон тяготения?
(а так же, может быть, Август Отто рассказывал что-нибудь про чудо-машины...)

[aster]

Да, на тело действует сила тяжести. Она направленно вертикально вниз.

[An.Petrovich]

Отлично!
А куда тело движется? (с тем самым импульсом, который оно сохраняет)

[Ksu]

вперед и вниз, если с телом и средой все в порядке

[aster]

Тело движется вперед.
При этом на него действуют скомпенсированные силы, одна из которых - сила сопротивления среды.
А т.к. движение прямолинейное и равномерное, значит эта сила скомпенсирована силой "...".
Вот откуда эта сила взялась?

[An.Petrovich]

Ксю правильно написала - "вперёд" у тела направлено в т.ч. и вниз.
Осталось вспомнить из школьного курса математики что такое проекция вектора (силы тяжести) на ось (ту самую, которая "вперёд"), и волшебным образом тело обретёт состояние силового равновесия.

[aster]

Видимо я еще чего-то недопонял. Или не так выразился.
Обрисую еще раз свое видение:
Имеем тело, которое движется прямолинейно и равномерно.
На него действуют силы:тяжести (направленная вертикально вниз), подъемная сила (направленная вертикально вверх, и равная силе тяжести), сила сопротивления среды, направленная паралельно направлению движения, и под углом к вертикальной (а соответственно и горизонтальной оси,т.н. угол планирования), и сила толкающая тело вперед. Я понимаю, что она есть. Я не могу понять, за счет чего она образуется!!! Ее физическая причина! У силы тяжести есть причина: два объекта притягиваются. У подъемной силы причина - разность давления на верхней и нижней поверхности крыла. У силы сопротивления - момент сохранения импульса молекулами воздуха, при взаимодействии с крылом.
А у этой силы какая природа?

[Ksu]

если совсем примитивно, то вас - как с горки на попе - разгоняет сила тяжести. вы летите вперед и вниз одновременно. вас же не смущает, что при катании с горки на середине спуска от сопротивления вы не замираете?
если нужен вариант для эстетов, то Петрович вернется и объяснит.

[aster]

Я это понимаю. Мы расходуем высоту, для совершения поступательного движения, через сопротивляющеюся среду.
Мне непонятно иное.
Физическая природа силы, толкающей тело вперед.

[An.Petrovich]

Ок, отвечу по-простому, без наводок.
Ошибка заключается в неправильном понимании, куда какая сила направлена.
В классическом смысле понятий "подъёмная сила" и "сила сопротивления" - эти силы ортогональны друг другу. При этом сила сопротивления направлена всегда вдоль вектора скорости, а подъёмная сила всегда перпендикулярна вектору скорости (т.е.и при планировании тела под углом к горизонту наклонена немного вперёд, а не направлена в зенит). Однако их равнодействующая - называемая полной аэродинамической силой (R) - как раз ориентирована строго вверх (при установившемся планировании) и в точности компенсирует силу тяжести.

Таким образом, если рассматривать все силы, действующие на тело в земной системе координат, то уравнение силового равновесия выглядит предельно просто: G=R (G - вниз, R - вверх)

А если рассматривать в системе координат, связанной с вектором скорости (т.н. скоростная система координат), то разложив R на две составляющие - подъёмную силу Y и силу сопротивления X мы получим 2 уравнения силового равновесия:

Вдоль вектора скорости: X = G*sin(θ) - это условие сохранения постоянства скорости
Перпендикулярно вектору скорости: Y=G*cos(θ) - это условие сохранения постоянства направления движения
где θ - это угол наклона траектории.

Из первого уравнения видно, что сопротивление уравновешивается проекцией силы тяжести, направленной вдоль вектора скорости. Она и является движущей силой.
А в целом оба уравнения отражают 1-ый закон Ньютона. Как, собсно, и G=R, просто оно не отвечает на ваш вопрос напрямую.