Relación de transferencia de impulso del peso al viento

Digamos que tengo un sistema mágico donde la fuerza se puede redirigir de una masa a otra.
Entonces, si tengo dos objetos de la misma masa, puedo vincularlos para que la fuerza debida a la gravedad en uno se redireccione hacia una fuerza ascendente en el otro, manteniendo los dos en equilibrio.

balance

Mi pregunta es sobre una máquina voladora que funciona bajo el mismo principio, por lo que toda la fuerza hacia abajo del peso de la nave se transfiere al aire que la rodea, suspendiéndola e impulsándola hacia adelante, presumiblemente con velas o simplemente con una amplia superficie.

artesanía

Digamos que la fuerza no se puede aplicar simplemente a la nave directamente porque la magia dice que no se puede redirigir al mismo objeto o porque entonces estaría cayendo de lado sin control.

La pregunta es, ¿cuál sería la relación entre el peso y la velocidad del viento y qué tan grande sería el área de aire para distribuir la fuerza? ¿Le gustaría que la nave fuera lo más pesada posible para velocidades más altas (por ejemplo, una roca flotante), o más liviana para que los vientos con fuerza de tornado no la rompan?

Editar: suponga que la fuerza se aplica a todas las moléculas de aire en un área relativa a la nave.

¿ Puedes transferir la fuerza hacia abajo a la fuerza hacia arriba del mismo objeto? Dado que puede invertir la dirección en el primer ejemplo, le gusta como debería.
@VilleNiemi "Digamos que la fuerza no se puede aplicar simplemente a la nave directamente porque la magia dice que no se puede redirigir al mismo objeto o porque entonces caería de lado sin control". Suponga que no puede a menos que haya una razón interesante por la que debería poder hacerlo.

Respuestas (3)

  1. Flotabilidad. Si /toda la fuerza hacia abajo del peso de la embarcación se transfiere al aire que la rodea/, la embarcación se volverá extremadamente flotante. Ocupará volumen pero no pesará nada, y se disparará hacia arriba como un globo de helio. Si su magia lo permite, es posible que desee eliminar solo una parte de la fuerza de la gravedad para que su nave tenga una flotabilidad neutra. La cantidad de fuerza que debes eliminar para lograr una flotabilidad neutra en el aire dependerá de la masa que tenga tu nave.

  2. inercia _ Para propulsar tu nave, no pienses en el peso (que implica gravedad) sino en la masa y la inercia. Considere: usted está en el transbordador espacial, tirando de un satélite hacia usted con una cuerda larga. Tú y el satélite estáis en órbita, y sin peso. La gravedad se puede factorizar. Pero para atraer ese satélite, debes considerar su masa. No eres la gravedad. Un satélite masivo requerirá mucha fuerza ejercida por usted para que se mueva. Tenga cuidado de no hacer que vaya demasiado rápido porque tendrá que agregar una fuerza similar para que se detenga. Así también su avión. Estás eliminando la gravedad como una fuerza, pero solo la gravedad. La fuerza del viento o los cohetes o cualquier cosa requerida para mover la cosa dependerá de su masa.

Buen punto sobre la flotabilidad, olvidé por completo la dinámica de fluidos.

Antes de que podamos responder con certeza, creo que necesitamos conocer algunas limitaciones de su sistema mágico. Primero, ¿cómo se invoca la dificultad del hechizo? ¿La masa del objeto afectado? ¿Cuánto dura el hechizo? ¿El número de hechizos lanzados? Más allá de eso, ¿cómo funciona un solo hechizo mágico en un bloque gigante de aire? ¿Selecciona todas las moléculas en un área específica y continúa actuando sobre esas partículas en particular hasta que se completa el hechizo, o actúa sobre todo el aire presente en el área de lanzamiento, por lo que si se mantiene durante un período de tiempo actúa? de partículas de aire completamente diferentes al final y al principio? Si es lo último, ¿su área absoluta se refiere al lanzador oa la tierra?

Según la mayoría de las respuestas a estas preguntas, personalmente votaría por volar dos barcos del mismo tamaño en tándem y asegurarme de mantener las velas ajustadas para que siempre estén dentro del rango mágico uno del otro. Deben tener "exactamente la misma masa", lo que suena complicado, pero supongo que no sería demasiado difícil si mide los pesos antes de despegar, mantenga el lastre a mano para ajustar su centro de masa según sea necesario, o para tirar fuera de uno de los barcos si un marinero en el otro se cayera por la borda en estado de ebriedad. Luego puedes usar un hechizo secundario para ajustar el aire a tu alrededor para producir sustentación o propulsión.

Además, a menos que estés actuando en el aire en un determinado bloque que es relativo al lanzador, para continuar empujando tu nave, necesitarás lanzar y volver a lanzar el hechizo repetidamente. Si se cancela si te alejas demasiado del objetivo inicial, o si solo has lanzado un mago y no superpones tus hechizos, tu nave se sumergirá con frecuencia entre hechizos a medida que la gravedad comience a actuar una vez más (una forma interesante de mantener el mareo un tema relevante). También necesitaría ajustar constantemente sus ecuaciones según la altitud a la que se encuentre para obtener la misma masa por volumen, lo que afectará su velocidad.

Mi conjetura para la construcción real de tus barcos es que dependerá en gran medida de si estás más limitado por la cantidad de hechizos o la duración de los hechizos. Por ejemplo, puede tener un área de despegue donde se lanza un hechizo inicial de alta fuerza para lanzar el barco inicialmente, y luego solo tiene uno o dos magos a bordo para redirigir el barco en caso de una emergencia, en este caso , querrías algo con baja resistencia. Por otro lado, si su propulsión va a ser una fuerza constante, pero no tan poderosa, es posible que desee algo más parecido a las velas de un barco de guerra, para tratar de aprovechar el viento tanto como sea posible.

Estás pensando demasiado en el sistema mágico, solo asume que el hechizo no desaparece mientras la nave está volando y considera la física involucrada. He editado la pregunta para aclarar cómo se aplica la fuerza.

Básicamente es un helicóptero...

Pero en realidad podemos responder esto con bastante facilidad.

La gravedad nos tira hacia abajo en 9.8 metro / s 2 .

Para flotar necesitas mover una masa igual de aire hacia abajo en 9.8 metro / s 2 .

Cada metro 3 de aire pesa alrededor 1.2 k gramo / metro 3 - entonces para cada uno 1.2 k gramo que tu barco pesa necesita arrojar un metro cúbico de aire hacia abajo.

Simplemente aumente el volumen de aire en función del peso de su aeronave.

Ah, no, la idea es que la fuerza es "robada" del objeto original en el sentido de que se transfiere por completo al otro objeto. Imagina unir dos puertas, empujas una y la otra se abre
@JHall ¿Cómo cambia eso mi respuesta? Tienes que empujar hacia abajo una masa de aire igual a la masa del dirigible.
Ah, ya veo, soy consciente de la cantidad de aire desplazado, estaba preguntando más acerca de cómo interactuaría con el aire a su alrededor y, por lo tanto, las velocidades del viento resultantes que se generarían. Perdón por la pregunta poco clara