Engineering

Плавання проти вітру

Відрегулювати борт і руль, коли видимий вітер, тиск вітрила і киль поєднуються для руху вітрильника.

Зображення з програми

Що спробувати

Змінити напрямок вітру і кут нахилу крила. Порівняйте приплив вітру з опором кільця, а потім керуйте за допомогою руля.

Модель та її обмеження

Модель планарного тиску плоского вітрила з боковою стійкістю кільця. Сцена слідує за човном. Немає перевірених полюсів яхти, крил або симуляції стану моря.

Рівняння модуля

Рівняння
F_n = 0.5 rho A C_n v_n |v_n|
m dv/dt = F_sail + F_keel + F_drag

Інші експерименти

До каталогу

Engineering

Судно на повітряній подушці

Запустіть вентилятор підйому і дивіться, як судно підіймається зі спідниці, доки подушка не понесе його вагу, а повітря не почне виходити крізь зазор у кілька сантиметрів — рівно там, де характеристика вентилятора зустрічає витік. Відкрийте дросель над морем: власні хвилі судна гальмують найсильніше на горбі біля sqrt(gL/pi), де слід завдовжки в один корпус, — слабкий гвинт застрягає під ним на замкненій швидкості, сильний проривається і виходить на максимальну. Спробуйте пляж, де хвиль немає; сповільніть вентилятор, доки подушка не перестане відривати судно від спідниці.

Engineering

Підводний планер

Відправте жовтий підводний планер із науково-дослідного судна через три кілометри відкритого океану зовсім без гвинта: масляний балон у його носі роздувається й стискається на чверть літра, акумулятор зсувається на сантиметр уперед чи назад, а стрілоподібні крила перетворюють слабке занурення чи спливання на довге планування. Він іде пилкоподібною траєкторією вниз крізь освітлену сонцем воду й термоклин у темряву, де в його сліді спалахує планктон, і кожне усталене занурення та спливання збігається зі своєю замкненою формулою — tan γ = CD/CL, швидкість із результуючої плавучості, тангаж із балансу моментів. Відкачування масла на 150 м коштує 2ΔV·p; порівняйте мілкі й глибокі цикли, збалансуйте акумулятор, дайте планеру замалий балон — і дивіться, як занурення зупиняється на глибині нейтральної плавучості в термоклині, зробіть корпус м’якшим або летіть проти течії; дальність на одному акумуляторі оцінюється за кожним циклом, і кожен джоуль простежується у воду.

Engineering

Залізничний візок

Пустіть колісну пару з конічними поверхнями кочення по випробувальній колії і дивіться, як її траєкторія малюється на баласті, збільшена в тридцять разів. Вільна пара котиться по синусоїді Клінгеля завдовжки 2 pi sqrt(b r0/lambda); зв’язана з візком поперечною і кутовою пружинами, вона стійка до критичної швидкості за критерієм Рауса–Гурвіца, і поштовх згасає — на десять відсотків швидше той самий поштовх переростає у виляння від гребеня до гребеня. Зносіть колеса до крутішого конуса — критична швидкість упаде, зробіть кутову пружину жорсткішою — зросте; введіть колію в криву — і пара стане на зміщенні, де крип і підвіска врівноважені.