¡Ganador! ¿Funcionarán estos vehículos? Un puzzle del pasado. - 💡 Fix My Ideas

¡Ganador! ¿Funcionarán estos vehículos? Un puzzle del pasado.

¡Ganador! ¿Funcionarán estos vehículos? Un puzzle del pasado.


Autor: Ethan Holmes, 2019

Charles Platt ayudó a elegir un ganador de nuestro "¿Funcionarán estos vehículos? "Un rompecabezas del pasado", concurso: HAZ QUE el lector shabadu, por favor envíame un correo electrónico para reclamar tu premio, ¡un cuaderno de Maker!

Hay muchas cosas buenas aquí. La mayoría de las personas parecían obtener la respuesta correcta (por lo que puedo decir), aunque usaron diferentes caminos para llegar a ella. Mi voto va a Shabadu porque lo resume de manera sucinta (la brevedad es siempre una virtud), escribe claramente, menciona un par de detalles que otros pósteres no vieron, lo entiende todo (por lo que puedo decir), y agrega Una nota de humor al final. Lamento no haber intentado calcular el primer vehículo que incluyó Theodire Minick, pero parece que Minick utiliza algunos supuestos no declarados que me molestan. Por ejemplo, asume que las bolas de plomo tienen energía potencial basada en una diferencia de 4 pies, pero ¿cómo se le ocurrió ese número? ¡Tiene que ser una conjetura, y por lo tanto no justifica su cálculo a innumerables cifras significativas!

No creo que ninguno de los carteles haya tenido en cuenta el comportamiento probable de las bolas en el techo. Cuando el vehículo acelera (suponiendo que lo haga), las bolas en el canal tenderán a rodar hacia atrás en relación con el vehículo, debido a su inercia. Por lo tanto, saldrán del canal a una velocidad creciente en relación con el vehículo y, por lo tanto, golpearán la rampa hacia abajo, con mayor energía cinética, lo que creará un empuje hacia adelante más potente. Por otro lado, su movimiento hacia atrás hará que golpeen la rampa inferior en un ángulo creciente, lo que ofrecerá menos empuje hacia adelante.

Por supuesto, las bolas no rodarán a lo largo del canal superior con cero fricción, especialmente si tienden a frotarse unas contra otras; y las bolas en el depósito sobre la cabina estarán significativamente limitadas. Por lo tanto, su masa, además de la masa del vehículo, debe ser superada por el empuje hacia adelante. Sin embargo, la masa agregada disminuirá a medida que disminuya el número de bolas, y esto permitirá que el vehículo acelere más rápido. Dado que este es un sistema complejo que involucra factores como la fricción del plomo contra el plomo y el contorno preciso del sistema de contención de la bola, no es posible realizar cálculos precisos.

Una forma sencilla de ver el primer vehículo es evaluar la energía que se necesitaría para levantar las bolas hasta el techo en primer lugar. Esta es la mayor cantidad de energía que puedes recuperar del sistema al permitir que las bolas caigan. En la práctica, obtendrá menos, debido a las pérdidas por fricción en todo el sistema.

Otro problema que no se abordó es la cuestión de "dónde va la energía" en el vehículo número dos. El motor, después de todo, está haciendo trabajo, circulando el agua. Si ese trabajo no se traduce en movimiento, ¿qué le sucede? La respuesta, por supuesto, es que se convierte en calor por fricción entre el agua y las tuberías. Yo esperaría que el agua se caliente perceptiblemente cuando el camión se sienta allí batiendo el agua alrededor y sin ir a ninguna parte.

Y aquí está la respuesta de Shabadu ...

En el primer vehículo, las bolas que caen aplicarán una fuerza hacia adelante. Al igual que las bolas de billar que rebotan en un parachoques, la bola que cae se desviará hacia atrás por su impacto con el segundo canal. De acuerdo con la tercera ley de movimiento de Newton ("Para cada acción hay una reacción igual y opuesta"), el vehículo también se desviará hacia adelante de este mismo impacto. En un sistema ideal esto moverá el vehículo hacia adelante. Sin embargo, cualquier deformación del segundo canal o los neumáticos, y la fricción en los ejes, e incluso la resistencia al viento, probablemente superarán cualquier fuerza hacia adelante aplicada por las bolas que caen.

El segundo vehículo no se moverá en absoluto. El mismo principio que aplicó la fuerza hacia adelante al primer vehículo existe en el segundo, por lo que el agua que golpea el canal le da una fuerza hacia adelante, pero dado que el agua se recoge, golpea la parte posterior del canal / tubería cuando gira en la Parte inferior para volver a la bomba. Este impacto aplica una segunda fuerza en la dirección opuesta a la primera. Además, las fricciones, las deformaciones y la resistencia al viento que podrían detener completamente el primer vehículo serían aún más perjudiciales en este vehículo porque el agua probablemente tendrá menos impulso que las bolas de plomo, lo que proporciona menos fuerza para ser transferida al movimiento del vehículo. vehículo.

Por otro lado, el segundo vehículo tiene más posibilidades de moverse después de que la policía arrestó al primer conductor por lanzar enormes bolas de plomo por toda la carretera.



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