밑에 비행기말이에요

결국 비행기가 이륙 가능한 양력을 얻느냐 못얻느냐의 문제같은데... 일단 비행기의 프로펠러가 돌아가기시작해서 앞으로 나아가는 추진력을 얻기만한다면 (더이상 뒤로밀릴 여지가 사라진다면) 그 사이에 있는 바퀴는 그냥 평상시보다 빨리 돌 뿐이지 이륙은 가능하다고 생각합니다. 물론 개인적인 생각이에요~

 

이거 아까 덧글달린거보니깐 어디어디 실험했다 하시는분있는데 포탈좀...

 

ps, 외부의 다른 요인(바람같은) 같은건 고려되지 않았습니다.

위에 문제에서 속도와 힘을 명확히 구분해야 정답을 알 수 있죠. 위 문제에 대해서 명확하지 않은 부분이 있는데, 만약 컨베이어 벨트와 바퀴사이에 마찰력만큼 더 프로펠러가 압력차이를 추가적으로 만들 수 있다면 컨베이어 벨트를 벗어나 날 수 있습니다. 컨베이어 벨트가 물론 활주로 처럼 충분히 길어야 겠죠. 조그만 생각해 보면 알 수 있습니다. 이륙할 때 바퀴의 역할은 무엇일까요? 동력 전달인가요? 아니죠. 활주로와 마찰력을 줄이기 위한 도구죠. 그럼 어떤 힘으로 비행기가 앞으로 나아가는 걸까요? 그건 당연 프로펠러의 힘이죠. 프로펠러가 어떻게 비행기를 나아가게 하는 걸까요? 프로펠러 전단과 후단의 압력차를 발생하게 하여서 비행기가 압력이 낮은 쪽으로 이동하게 하는 거죠. 그럼 그 힘이 컨베이어 벨트가 반대로 움직인다고 해서 없어지진 않겠죠? 우리가 장난감 비행기를 컨베이어벨트에 놓고 힘 주어서 컨베이어 벨트가 움직이는 반대 방향으로 장난감 비행기를 끌면 컨베이어 벨트 때문에 비행기가 움직이지 않을까요? 움직이겠죠. 그리고 그냥 컨베이어벨트와 장난감 비행기 바퀴 사이의 마찰력 만큼만 힘을 준다면 바퀴는 돌겠지만 가만히 정지하고 있는 것 처럼 보이겠죠. 따라서 어느 정도의 힘을 가하느냐가 관건 입니다. 속력은 더 큰 힘이 작용하면 가속도가 커지니까 뭐 시간과 활주로길이의 문제겠죠.
제가 생각하기에는 컨베이어 벹트 속도가 아무리 빠르더라도 컨베이어벨트와 바퀴 사이의 마찰력은 거의 비슷해지기 때문에 컨베이어벨트가 충분히 길다면 이륙에는 문제가 없을 것으로 생각됩니다. 물론 바퀴의 RPM은 훨씬 더 커지겠죠 그냥 활주로 보다야. 그리고 적정 절대 속력만 나오면 비행기는 뜨겠죠. 비행기는 날개의 위 아래 압력차(양력)으로 뜨는 겁니다. 속력이 어느 정도 있으면 양력이 생기죠.

이해가 좀 되셨나요?

먼저, 프로펠러에 의한 바람때문에 난다고 하는분들은, 일반 경비행기가 나는 원리가 그게 아님을 아시길 바랍니다
프로펠러 바람에 의해 비행기를 띄울 양력이 날개에 생기려면 프로펠러가 핼리콥터 로터만 하던가 상상할수 없이 빠르게 돌아야지요
비행기는 프로펠러 추력에 의해 앞으로 전진하여 생기는 공기의 흐름에 의해 날개가 양력을 받아 뜨는겁니다

문제에서는 비행기가 밸트 위에서 x속력을 내고 있습니다. 지면에 대한 비행기의 상대 속도가 0이 아니어야 (진행 방향이어야) 비행기는 밸트에서 벗어납니다. 비행기 진행방향을 +로 잡고
vb = 지면에 대한 밸트 속도 = -x
v(p/b) = 밸트에 대한 비행기 속도 = x
따라서 vp = 지면에 대한 비행기 속도 = vb + v(p/b) = 0

지면 좌표계에서 서서 보는 우리는, 비행기가 가만히 정지해 있다고 보게 됩니다. 밸트 밖으로 벗어날수도 없어요

비행기가 양력을 얻는 원리는 지면에 대한 비행기의 속도가 아니라 대기에 대한 비행기의 속도가 관건인거 아닌가요?

바람이 불어오는게 아닌 이상 적어도 이 문제에선 대기가 지면 좌표계에 대해 고정이기때문에
지면을 기준으로 한겁니다.

레알 공고 인증이로구나ㅋㅋ
중학교 과학만 배워도 알겠고만...

지면에 대한 상대속도(즉,대기에 대한 상대속도)가 0인 이상 날개에 양력이 생길수는 없지요

뭐 저렇게 생각해도 되겠고... 지면에 대해 비행기 속도가 0이면서 밸트 위에서 뜨면...
그건 수직 이착륙기 -_-;;

근데 자동차같이 바퀴로 동력을 얻는구조면 위에 적으신대로가 맞는데 사실 비행기가 앞으로 가는건 프로펠러로 대기중의 공기를 뒤로 밀어내면서 그 반작용으로 앞으로 나가는건데 지면과의 마찰을 같은선상에 놓고 비교할수는 없지않나요?

우왘래기//지면과의 "마찰"이 왜 나오지요? 전혀 관계없습니다

공기를 뒤로 밀어낸다는건 주변 공기에 대해 상대 속도를 가진다는거고, 대기(공기)가 지면좌표에 대해 고정된 이상 바퀴로 구동을 얻던 아니던 아무런 상관 없습니다

예를들어 현실에선 비행기와 바퀴가 연결되는부위에서도 서로 마찰을 주고받지만 이 마찰이 무시할만큼 작거나 없다고 해보면 벨트가 아무리 뒤로 빨리 돌아도 벨트가 바퀴를 구르게 만들뿐 바퀴가 비행기 본체에 아무런 힘을 전달하지 못하기때문에 비행기는 제자리에 정지해있습니다.(마찰이 없는 진공상태의 공간에서 무슨짓을해도 움직일수 없는것처럼) 여기에 추진력이 쥐꼬리만큼만 들어가도 비행기는 앞으로 움직이겠죠. 전 이렇게 생각하는데 뭔가 잘못생각하고 있는걸까요...

뭔소리여 비행기가 뜨려면 일종속도 이상으로 달려서 날개에 양력이 충분히 생겨야 날 수 있습니다 (빨리 달려야함!) 저게 가능하면 뭐하러 이륙코스를 만듭니까 (물론 착륙은 해야겠지만 이륙과 착륙을 따로하면 매우 유리함) 그리고 수직이착륙기 만들 필요 없어지는데..

아니 그럼 님이 말씀하시는대로 공기가 지면좌표에 대해 '고정'이 되어있다고하면 애초에 벨트의 유무에 관계없이 바퀴로 동력전달이 안되는 비행기는 움직일수조차 없는데요?

위에 문제에서 속도와 힘을 명확히 구분해야 정답을 알 수 있죠. 위 문제에 대해서 명확하지 않은 부분이 있는데, 만약 컨베이어 벨트와 바퀴사이에 마찰력만큼 더 프로펠러가 압력차이를 추가적으로 만들 수 있다면 컨베이어 벨트를 벗어나 날 수 있습니다. 컨베이어 벨트가 물론 활주로 처럼 충분히 길어야 겠죠. 조그만 생각해 보면 알 수 있습니다. 이륙할 때 바퀴의 역할은 무엇일까요? 동력 전달인가요? 아니죠. 활주로와 마찰력을 줄이기 위한 도구죠. 그럼 어떤 힘으로 비행기가 앞으로 나아가는 걸까요? 그건 당연 프로펠러의 힘이죠. 프로펠러가 어떻게 비행기를 나아가게 하는 걸까요? 프로펠러 전단과 후단의 압력차를 발생하게 하여서 비행기가 압력이 낮은 쪽으로 이동하게 하는 거죠. 그럼 그 힘이 컨베이어 벨트가 반대로 움직인다고 해서 없어지진 않겠죠? 우리가 장난감 비행기를 컨베이어벨트에 놓고 힘 주어서 컨베이어 벨트가 움직이는 반대 방향으로 장난감 비행기를 끌면 컨베이어 벨트 때문에 비행기가 움직이지 않을까요? 움직이겠죠. 그리고 그냥 컨베이어벨트와 장난감 비행기 바퀴 사이의 마찰력 만큼만 힘을 준다면 바퀴는 돌겠지만 가만히 정지하고 있는 것 처럼 보이겠죠. 따라서 어느 정도의 힘을 가하느냐가 관건 입니다. 속력은 더 큰 힘이 작용하면 가속도가 커지니까 뭐 시간과 활주로길이의 문제겠죠.
제가 생각하기에는 컨베이어 벹트 속도가 아무리 빠르더라도 컨베이어벨트와 바퀴 사이의 마찰력은 거의 비슷해지기 때문에 컨베이어벨트가 충분히 길다면 이륙에는 문제가 없을 것으로 생각됩니다. 물론 바퀴의 RPM은 훨씬 더 커지겠죠 그냥 활주로 보다야. 그리고 적정 절대 속력만 나오면 비행기는 뜨겠죠. 비행기는 날개의 위 아래 압력차(양력)으로 뜨는 겁니다. 속력이 어느 정도 있으면 양력이 생기죠.

안녕하십니까//그러니까 비행기가 코딱지만큼이라도 전진하는방향으로 힘을 받으면 시간이 엄청 오래걸릴뿐이지 계속 가속하기때문에 언젠가는 그 '일정속도'에 도달할수 있다는겁니다. 물론 기타 잡다한 조건을 싹 무시한 고등학교수준의 물리이론에서나 통하는 이야기지만요.

우왘래기// 러닝머신 위에 바퀴달린 발판을 올리고 발판위에 올라가 계신다 합시다
러닝머신을 돌리면 래기님은 러닝머신에 딸려가실까요 안딸려가실까요

러닝머신을 돌리지 않고 발판위에서 러닝머신 손잡이를 잡고 당기실때랑
돌리면서 발판위에서 러닝머신 손잡이를 잡고 같은힘으로 당기실때랑 (물론 동일시간동안 당기는겁니다)

어느쪽이 당김이 끝난 순간에 속력이 더 빠르실거 같으신지

안녕하십니까//그러니까 제말은 비행기가 컨베이어벨트 밖에서 보기에 정지한것과 같은상태에서 수직으로 쓩 뜬다는게 아니라 애초에 컨베이어벨트가 비행기의 진행속도만큼의 빠르기로 뒤로 감긴다고해서 비행기가 정지하지 않는다는겁니다. 앞으로 나갈꺼라고요. 엔지니어리님 말씀처럼 컨베이어벨트가 무한히 길다면 언젠간 뜨지않을까 하는겁니다.

물론 위에 속력 측정은 러닝머신 밖에서 합니다

자 그럼 궁금증이 풀리셨나요? ㅎㅎㅎ 참고로 전 항공과를 졸업하진 않았지만 그 흔한 기계쟁이입니다.

이해가 좀 되셨나요?

문과에다가 물리에는 정말.... 아는 바가 없지만 혹시나 궁금해서 여쭤봅니다.

제가 알기론 비행기가 뜨는건 순전히 양력의 문제인걸로 압니다. 그렇니까 지면과는 상관 없는걸로요. 그런데 막상 또 덧글 보니까 그리 간단한 문제가 아닌 것 같고....
그런데 지면과의 상대속도로 난다는 이야기를 하게되면, 지구의 자전 역행은 불가능하단 소리랑 비슷한거 아닌가요? 지구는 한쪽 방향으로 자전하고 있고, 이건 컨테이너 벨트랑 (속도차이는 무지막지 하겠지만) 비슷한 효과를 낼텐데, 공항에서 활주로를 한방향으로 내는 것도 아니고 말이죠....;;;

비행기 자체의 속도가 중요하다고 생각했는데, 지면과의 연계관계가 있다니 놀라우면서도 적응이 안됩니다. ㅇㅅㅇ;;;

[Cs]caesius/ 우왘래기 말씀이 맞습니다. 님이 신발 롤러 블래이드를 달고 런닝머신 위에 있으면서 친구가 앞에서 님 손잡고 앞으로 끈다고 생각하시면 되요 그럼 친구가 쉽게 끌 수 있겠죠? 그리고 친구가 힘이 장사다? 그리고 님이 날개가 달려있다? 그럼 님은 날 수 있는 거죠~~~그거죠~~

[Cs]caesius//당연히 딸려가겠죠. 하지만 바퀴가 굳어있다면 러닝머신의 힘을 고스란히 받고 러닝머신과 똑같은 속도로 밀려나겠지만 바퀴가 구름으로 인해서 러닝머신이 가하는 힘을 일정량은 덜받게됩니다. 비행기의 추진력과 러닝머신의 속도가 같다면? 당연히 바퀴가 존재함으로 인해 컨베이어벨트가 비행기에 가하는 힘보다 추진력이 커지게된다는겁니다. 고로 앞으로 약간이나마 힘을 받고 앞으로 나가지 않을까 하는겁니다.

HIKIKOMORI 님 좀 짱이심;;; 이해가 팍됨. 님 혹시 물리 선생님?

HIKIKOMORI님 진짜 짱이네요..ㅋㅋ
제가 장문으로 썼던 모든게 저 그림 한장에!

경비행기 바퀴는 브레이크 안 건 상태면 남자 몇명이서 충분히 밀어서 움직일 수 있는 정도 아닌가요?
컨베이어 벨트 위에서 비행기를 돌려도 마찰력에 큰 영향을 주는 요인은 변하지 않으니 저 문제에서 바퀴의 마찰이 비행기에게 뒤를 향해 주는 힘은 남자 몇명의 힘보다도 못한 수준일겁니다.
그게 프로펠러가 내는 엄청난 힘에 영향을 줄 정도인가요?
비행기는 앞으로 나아갑니다.

악 뒷북

오답이 베스트로 올라와 있어서 정답에 추천을 해서 이제는 정답이 베스트군요.
문제는 제 이후로 오답에 다시 추천을 해서 베스트 놀이가 시작될지 모르는 불길한 예감.

다들 힘 힘 하시니까 운동역학 적으로 생각해 봅시다..

공기에 의한 마찰은 없다 가정

문제 상황에서 비행기의 속력 = 일정
따라서 F(NET FORCE OF PLANE) = 0

힘을 논할 여지가 없습니다;; 비행기 자체에 가해지는 합력이 0인 상황입니다

미스 버스터즈의 실험이 잘못된 이유가 위의거랑 관련된건데. 그 방송에선
1. 컨베이어 밸트 대용으로 빌어먹을(-_-;)천을 사용했다
2. 비행기 속도를 일정하게 하지 않았다. 가속을 계속 함

제가 정확히 원본을 안보고 저 밑글에 그림만 보고왔는데 원본에서 '비행기를 일정한속도로 유지한다'는 조건이 있었던건가요?

비행기가 뜨는 원리는 베르누이의 원리아닙니까 그러니까 결국 비행기가 공기에 대해 멈춰있느냐 아니냐를 생각해봐야 하는데 만약 공기가 컨베이어벨트라는 계에 속한다면 그 계에 속한 공기는 멈춰있는 비행기에 대해 멈춰있으므로 비행기가 앞으로 나아간다면 이륙하는게 가능하겠죠.

하지만 공기가 그렇게 지 입맛대로 컨베이어벨트와 같은 계에 속할리는 없고 지면과 같은 계에 속할텐데 만약 컨베이어벨트의 속도가 비행기의 속도에 완벽히 싱크로 할 수 있다면 지면에 대한 상대속도는 0가 되고 더불어 같은 계에 속한 공기에 대한 상대속도도 0이 되므로 뜨지 못뜰것 같은데요.

[Cs]caesius / 님께서 지구의 자전 문제를 말씀해 주셨는데, 이건 다른 scale의 force에 대한 생각을 해야합니다. 뉴턴이 발견한 그 힘이죠. 사과를 지면에 떨어뜨리는 힘... 바로 만유인력이죠. 지구의 질량은 엄청나기 때문에(물론 지구 안에서 말씀 드리는 거고 또 전 우주에서 바라보면 그양은 우리가 생각하는 먼지만큼도 안되겠죠) 우리를 지구 중심부로 잡아 당기고 있죠. 지구 상의 모든 물체는 이 힘의 영향에서 벗어날 수 없습니다. (벗어나는 방법좀 알려줘~~떼돈좀..벌게..ㅠㅠ) 그래서 하늘을 나는 비행기도 도로를 달리는 자동차도 지구 중심방향으로 힘을 받고있기 때문에 지구가 자전을 하더라도 자전에 의한 힘을 느끼지 못하지요. 왜냐면 내 주변의 모든 것이 같이 돌고 있기 때문입니다. 비행기 안에서 옆에있는 사람이 왜 비행기 타고 있는데 빨리 안가고 있지 이 느낌 과 같은거죠. 이해가 되셨나요?

저도 원본을 안보고 오유에서 과게에 어떤분이 올린거만 보고 왔습니다...만

원본은 아무 조건없이 그림만 있군요 -0-

이 경우 원칙적으론 문제를 풀수가 없습니다.

1.컨배이어 밸트와 비행기 속도가 일정한지
2.컨배이어 밸트 속도는 일정하고 비행기는 가속되는지
3.컨배이어 밸트도 반대방향으로 가속되는지

내가 알게 뭐야 -0-

각 경우에 대해 생각해보면

1. 위의 풀이
2. 무조건 뜸
3. 컨배이어 밸트 가속도에 따라 다르다
- 비행기 가속도보다 작다 -> 비행기 뜸
- 비행기 가속도보다 크다 -> 비행기는 뒤로 밀려간다
- 비행기 가속도와 같다 -> 비행기는 멈춰있다

엔지니어리 님은 무슨 소릴 하는건지 알수가 없군요

뭔 자전이요;;

상대속도가 비행기것이 더 빠르면 된다
이거 아님?

그냥 고무동력 비행기로 실험해봐요. 그러면 다움과 같은 결과를 얻어요.
1. 비행기가 컨베어벨트를 따라 후진
2. 컨베어벨트 쌩까고 전진
3. 이륙
4. 기둥에 처박고 떨어짐
5. 하필이면 벨트 사이에 끼여서 컨베어벨트가 ㅅㅂ.....

아오..... 몰라. 그냥 잔해만 잘 치우고 컨베어벨트 스위치 껐음.

Cs님. 저는 컨베이어벨트가 아무리 빨리 돌아도 바퀴를 통해 비행기에 줄 수 있는 힘은 크게 변하지 않으며, 그 힘은 프로펠러에 의해 생기는 힘에 비하여 굉장히 작다고 말하고 싶습니다.

님께서는 컨베이어벨트가 바퀴를 통해 비행기에 전달할 수 있는 힘이 프로펠러의 추진력을 상쇄할 수 있을 만큼 강하다고 주장하고 계십니다.

만약에 바퀴와 비행기사이에서 내는 최대운동마찰력이 바퀴가 돌아가는 상태에서 바퀴가 비행기에 줄 수 있는 힘입니다. 이 힘이 프로펠러가 낼 수 있는 최대출력보다 크다고 칩시다. 최대정지마찰력은 대부분의 상황에서 최대운동마찰력보다 큽니다.

비행기가 맨바닥에서 출발할 때를 생각합시다. 프로펠러가 비행기에 앞으로 향한 힘을 주고, 바닥은 비행기에 뒤를 향한 정지마찰력을 줍니다. 최대정지마찰력이 프로펠러의 최대출력보다 크므로 비행기는 움직일 수 없습니다.

추가로, 속도가 일정할때엔
- 속력이 같다 -> 안뜨고 정지
- 속력이 비행기가 더 빠르다 -> 밸트를 벗어난다, 그 이후 뜨는가 안뜨는가는 속력에 따라 다르다
- 속력이 밸트가 더 빠르다 -> 비행기가 밀려간다

그러니까 저 비행기가 맨바닥에서 날 수 있는 재대로된 비행기라면 컨베이어벨트 위에서도 날 수 있습니다.

[Cs]caesius / 실험의 내용은 잘 모르겠지만, 땅크보이전두환 님께서 말씀해주셨듯이 공기에 대한 속도가 있어야 비행기는 이륙합니다. 실험에서 비행기를 고정해 놓은 채로 컨베이어 벨트 속력만 높이고 바퀴 RPM만 높이면서 뜨기를 바란다면, 정말;;;;^^ 그 실험을 왜 한 건지 이해가 안되네요. 당연히 안뜨지요.

신검씨// 일단, 정확히 문제가 어떤 경우인지를 말해주시길 바랍니다
속력이 같을 경우를 말씀하신거라면, 힘 이야기가 나올 이유가 전혀 없습니다만.

[Cs]caesius / 처음 말씀 드린 내용이지만 힘과 속력을 구분하셔야 이해가 되실 겁니다. 힘과 속력을 구분하기 어려워 하시는 듯 보입니다. 이 두 개념에 대한 이해는 물리 선생님이신 HIKIKOMORI님께 패스....^_^

Cs님. 비행기의 프로펠러는 바닥과의 역학관계를 가지는 게 아니라, 주변의 대기와의 역학관계를 가집니다. 프로펠러는 공기를 밀어내어 비행기를 가속시킵니다.

속력이 일정한 경우이면 누가 어떤 방식으로 힘을 가하는지는 다 제쳐두고 비행기에 가해지는
합력이 0입니다. 대체 합력을 이루는 각각의 힘들을 왜 자꼬 분석하는지 이해가 안가는데요

신검씨//비행기 주변 공기를 통채로 뒤로 밀어버리는게 아닌 이상 대기는 지면에 대해 고정입니다; 그리고 이 고정된 공기가 날개에 양력을 가해야 하므로 이 공기를 고려해야하는것이구요
그리고 대체 어떤 경우에 대해 말씀하시는건지?

Cs님, 이 문제에서 힘은 속도를 변화시키는 것이라고 이해하여 주시기 바랍니다. 거기세계에서 속도가 변화할 때는 항상 힘의 작용이 있습니다.
프로펠러가 비행기에게 앞을 향한 힘을 주고 있는데 속도가 변화하지 않으려면, 컨베이어벨트가 비행기에 그와 같은 크기의 뒤를 향한 힘을 줘야하지 않습니까?

하지만 위에서 제가 말했다 시피
컨베이어벨트 위에서 바퀴를 통해 프로펠러의 최대출력과 같은 크기의 마찰력이 비행기에 전달될 수있다면
맨바닥에서도 같은 크기의 힘이 전달 될 수 있습니다

그러니까 컨베이어벨트 위에서 가속할 수 없는 비행기는 맨바닥에서도 꿈쩍도 못하는 비행기밖에 없습니다

지금 전후관계를 바꿔서 생각하고계신데, 속력이 등속이기때문에 합력이 0인것인 아니라, 여러가지 힘이 복합적으로 관계해서 그 결과 힘이 0이 되면 등속이 되는겁니다. 프로펠러가 돌아가는이상 비행기는 무조건 전진하는방향으로 힙을 받습니다. 이걸 상쇄해서 님이 주구장창 말씀하시는 '등속'인 상태를 만들기 위해서 사람들이 말하는 바퀴의 마찰력, 공기의 저항같은게 개입을 해서 그 합력이 추진력과 반대방향으로 같은 크기가 되어야되는거죠. 근데 컨베이어벨트만 가지고는 그 반대방향의 힘을 만들어낼수가 없어서 합력이 0이 될수가 없다구요. 그래서 등속자체가 성립이 안된다구요. 추진력이 더 쎄니까요.

더 이상의 설명은 생략합니다.

저도 처음엔 안뜰거라고 생각했는데 신검씨의 설명을 읽어보니까 뜨는게 맞는거같네요. 비행기의 바퀴는 자동차의 바퀴처럼 스스로 돌아가는게 아니라 컨베이어벨트에 딸려서 돌아갈뿐, 추진력은 모두 프로펠러에서 얻는다는 거죠. 컨베이어벨트가 얼마나 빨리돌아가든간에 비행기의 바퀴는 그거에 맞춰서 돌아갈뿐, 이륙에 필요한 모든일은 프로펠러가 해결할테니 컨베이어벨트가 뒤로가든말든 상관이없네요

지구는 한순간도 빠짐 없이 가속도운동을 합니다. 하지만 우리는 그 지구 위에서 달리기도 할 수 있고 자전거도 탈 수 있지요. 그 이유는 지구라는 계에서 상대성원리가 성립하기 때문입니다.

이 경우도 마찬가지로, 컨베이어벨트 위쪽은 지면에 대해 움직이는 계라고 생각할 수 있고, 만약 컨베이어벨트가 무한히 커서 주위 풍경을 보고 눈대중할 것이 없다면 비행기는 자신이 성립한 계가 움직이는 것을 느끼지 못할 것입니다. 즉, 비행기와 컨베이어벨트라는 계의 상대속도는 0이므로 비행기가 달리면 달린 것이고 멈추면 멈춘 것입니다. 지면에서의 운동과 하등 다를 것이 없습니다. 다만 지면이라는 외부의 계에서 봤을 때 비행기가 마냥 멈춰있을 것처럼 보이는 것이지요.

신검씨// 그래서 위에도 썼지 않습니까. 가속도가 있는 경우 (속도가 일정하지 않은 경우)에는
각 경우마다 다르다구

일단 프로펠러가 힘을 가하여 비행기의 가속도가 있고, 밸트 가속도가 있는 상황이라 가정하면
운동학으로 풀면 간단히 지면좌표에 대해 속력을 생각해보면 됩니다. 이때 두 가속도의 크기에 따라 결과가 위에 써논 것중 한가지가 되는것이구요
운동역학적으로 힘을 생각해보면, 가속되는 계 위에서 비행기는 "마찰에 의한 힘" 때문에
추력이 상쇄되는게 아니고 관성력때문에 추력이 상쇄되는겁니다.

가속도가 같은 상황이라 생각하고 운동역학적으로 풀어보겠습니다
비행기의 가속도 = a = 밸트가속도
비행기 질량 = m

비행기 진행방향이 +
F(net force of plane) = +ma(추력에 의한 힘) -ma(가속계 위에서 관성력) = 0 입니다;

애당초 설명에 마찰력이 끼어들 자리가 없습니다

가속도에 의한 힘이 추진력이랑 똑같이 나오면 맨바닥에서도 못 뜬다니까요.
어떤 병신같은 바퀴랑 프로펠러를 달아놨길레 최대추진력보다 최대마찰력이 더 큽니까?
그러면 맨바닥에서 어떻게 뜨는지 설명해보라니까요

비행기가 어떻게 뜨는지에 대한 과정을 차례대로 나열해보면 쉽게 알 수 있을 겁니다.
비행기는 바퀴를 이용해 지면을 박차고 앞으로 나가는 것이 아닙니다.
프로펠러를 통해 공기를 뒤로 밀면서 그 반작용으로 앞으로 가는 것이지요.
컨베어벨트가 공기를 뒤로 잡아 당기지 않는 이상 비행기가 앞으로 나아가는데 방해되는 힘은 바퀴 정도밖에 없겠네요.

좀 구리지만 항공모함인데 그럼 이것도 안뜨겟네

컨베이어벨트가 등속운동하니까 관성좌표계고 그럼 모든 이야기가 끝난거지 다른거 말할 필요가 없슴다

그리고 물리 이야기 할때는 가속도랑 속도 구분 못하면 끼질 맙시다

다음 중 뉴턴 운동역학 1법칙의 설명으로 옳은것을 고르시오
1) 물체가 합력이 0일때 물체는 정지해있다
2) 물체가 합력이 0이면 물체는 등속직선운동하거나 정지해있다

이게 먼지아세요??? 중학교 물립니다 중학교 물리!

신검씨 // ;; 말에 가시가 있는건 둘째치고 무슨 마찰력이 나오는겁니까 대체

전 마찰력 이야긴 하지도 않았습니다.
맨바닥에서 못뜬다는건 또 뭔소립니까
추진력에 의해 뜨지요 -_-;

한참 접속안되더니 이제 되네요.

어차피 컨베이어벨트가 아무리 빨리 돌아가더라도 비행기의 바퀴는 그거보다 더 빠르게 돌아갈뿐입니다. 프로펠러는 공기를 뚫고 앞으로 나가는것이지 바닥이랑은 상관이없죠. 지면을 기준으로 프로펠러는 공기를 헤집고 앞으로 나아가게되는것이고 바퀴는 그에따라서 그냥 구를뿐입니다.

Mythbusters에서 실험한 영상 링크
http://www.youtube.com/watch?v=YORCk1BN7QY


그리고 위키피디아에 나와있는 설명

Airplane on a Conveyor Belt

The MythBusters first performed a small scale test with a model airplane and a small conveyor belt and were not able to get the model plane to take off from the belt, it merely fell off the front of the conveyor belt. They then tested a model remote-controlled plane on a moving length of paper. The plane moved forward from its starting position and took off. Finally they upgraded to full scale using an actual manned plane and a runway-sized tarp as a makeshift conveyor belt. Like the small scale test, the plane moved forward from its starting position and was able to take off from the conveyor belt. The MythBusters explained that this was possible because unlike cars, an airplane's means of propulsion is through its propeller or jet engine, not its wheels; a car's engine mechanically moves its wheels, which use their contact with the road and the traction it provides to generate forward movement, while the plane's wheels are free-moving and independent of the propeller, which uses air displacement for forward thrust. Therefore, the conveyor belt has no bearing on the forward momentum of the plane.

아니 이 당연한걸로 싸우는걸보니 여기도 디시화가되나?

키르노// 누가 가속도랑 속도를 구분 못한다는겁니까 -_-

그리고, 컨배이어 밸트가 관성 좌표계인지 아닌지, 즉, 컨배이어 밸트가 등속운동 하는지 아닌지
문제 자체에서 안 써있으니까 제가 계속 신검씨 님한테 위에 열거한 경우중 어떤걸 말하고자 하는건지 묻는거 아닙니까 -_-;
어떤걸 묻는지 모르니까 둘 다 가속도가 있는 좌표계로 보고 풀어논거고요

컨베이어벨트가 가속도운동하면 안뜹니까??? 그게 상관이 있어요???
그럼 지구가 가속도운동하는데 비행기 어떻게 떠요???

나물리과인대 상황마다 다름

다 떠나서 내가 왜 욕섞인 댓글까지 봐가야 하는지 참 어이가 없네

저거 뱅기와 대기간의 관계를 따져야 됩니다.

앞에서 글 쓰고 오유에서 문제 확인하고 다시 쓰려고 지웠었는데...

일단 뱅기의 이륙 원리에 따라서 뱅기 주변의 공기와 뱅기 사이에 일정 수준 이상의 속도차이가 필요합니다.

그래야 날개각을 올렸을때 충분한 양력이 생기거든요.

뭐 프로펠러가 너무 파워풀해서 그정도 기류는 만들 수 있는 슈퍼 프로펠러다!!
이러면 할말은 없지만.... ㅋㅋㅋㅋ

문제는 저게 프로펠러로 인한 가속도가 컨베이어벨트로 인해 상쇠되는가 안되는가가 주요한 요인이네요.

지면에 대한(이게 곧 대기에 대한 이란 뜻이 되겠죠) 뱅기의 속도를 V 라고 하면

V>0이면 언젠가는 충분한 속도에 도달해서 뜨겠죠.

아님 벨트 끝에 도달해서 순식간에 그 속도에 도달하거나....

키르노// 지구 대기와 지구는 같이 운동하지요?
저 컨배이어 밸트는 주변의 대기와 같이 운동합니까?

지면과 대기가 고정이라니까요

뭐 초기조건에 따라 달라지겠지만 (동시에 시동 엔진 출력이 일정 이상 끌어올린후 시작 등등)
날개 주위로 공기가 유선을 따라 흐르는건 아시져... 프로펠러가 출력이 일정이상되면 공기를 미친듯이 뒤로 내뱉겠져 그럼 반작용으로 앞으로 가게되죠 + 중요한건 양력을 받을려면 날개주위로 흐르는 유속이 빨라져야 양력이 커져서 뜨게됩니다.
결론은 동체가 움직여야 날개 양면으로 받는 유속도 빨라지겠죠 ...
프로펠러 자체는 거의 앞으로 가려는 추력을 내는거구요... 아마 안뜰겁니다
컨베이어 벨트에서 그냥 있거나 벗어나거나( 벨트가 견딜 수 있다면...)

키르노// 그리고 대체 누가 속도랑 가속도를 구분 못한다는겁니까
저를 지칭하는거면 이유나 좀 써봅시다

내가 댓글을 누구 바보취급하면서 쓴것도 아닌데 우습게 뵈나 사람을 병신을 만들어

키르노는 바보.... 위에 그린 그림은 전투기 동체 자체는 움직이니까 날개주위로 흐느는 유속이 빨라져서 양력이 커집니다--...

결국 저 문제는 날개주위로 흐르는 공기의 속도를 빠르게 해주지 못하기 때문에
절대 못 뜹니다

크래이지 코퍼님 말씀대로 일단 뱅기의 이륙 원리에 따라서 뱅기 주변의 공기와 뱅기 사이에 일정 수준 이상의 속도차이가 필요합니다. 상대속도가 0이 아니어야 한다 이말입니다

문제 자체가 뭐 아무 조건도 없이 써논거라 모든 경우를 다 고려해서 위에 열거까지 했는데
그 열거한게 마음에 안드는건지, 아니면 댓글을 안본건지
어떤 경우에 대해 논하자는건지 조차 물어봐도 코맨트를 안하고, 아니 저 열거에 문제가 있으면
말을 하시던지요

프로펠러는 컨베이어밸트와 '완전히' 독립적입니다. 프로펠러 자체가 비행기의 유일한 동력이죠. 지상에서 비행기가 이륙하는걸 생각할때 프로펠러가 모든 추진력을 받고 비행기가 앞으로 딸려가니까 바퀴는 자연스레 구르는거죠. 자동차처럼 바퀴가 스스로 운동을하는게 아닙니다.

컨베이어벨트 위에서도 마찬가지죠. 프로펠러는 컨베이어벨트가 아닌 '공기'를 이용해서 앞으로 나아갑니다. 말씀하셨듯이 여기서 공기는 지구의 공기처럼 컨베이어벨트와 같이 운동을 하고있지 않은 상태니 지면에 대해서 가만히 있는것으로 볼수있겠죠. 그 가만히 있는 공기를 헤집고 앞으로 나아가게 하는것이 프로펠러입니다. 즉, 프로펠러에의해서 본체가 앞으로 이동을하게되니까 바퀴는 컨베이어벨트를 따라서 구를뿐이죠.

아 정말 답답하네요

비행기 주변 공기 어쩌고 하는 소리는 하지 맙시다

뜬다고 하는 사람은 비행기가 앞으로 간다고 하는 사람들이고
안 뜬다고 하는 사람은 비행기가 안 간다고 하는 사람들입니다

양력이 어떻게 작용하는지 모르는 사람은 양쪽 다 없으니 공기가 움직이네 마네 하는 소리는 꺼내지 맙시다

히키코모리님 그림을 보고도 이해 못하신다면 언어를 통해서는 당신을 이해시킬 수 없을 것 같습니다
인간은 왜 뇌내의 정보를 직접 주고받을 수 없는 걸까요

만약에 저런 컨베이어벨트 위에 로켓을 놓는다고 합시다.
로켓을 점화시키면 로켓은 바닥에 문대면서도 앞으로 나아갈 것입니다.
않그렇습니까?

여기서 로켓을 프로펠러로 바꾸고 바닥과 닿은 부분에 바퀴만 넣으면 저 문제잖아요.

비행기와 바닥 사이의 마찰력이 프로펠러의 추진력보다 작다는 건 제가 몇번이나 말한 일이고요

만약 컨베이어위를 비행기가 추력이 겁나게 좋아서 미끄려저서 바깥으로 튕겨나갈수는 있겠죠
(컨베이어가 바퀴의 회전력을 견딘다면 그냥 계속 있겠고 느리다면 억지로 미끄려저서 나가겠죠)
근데 이건 논지에서 벗어난 것 같고
근데 문제는 저 상태에서 날 수 있냐는 것이죠

로켓은 추력이 겁나게 좋은거 아시져???ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
그걸 프로펠러랑 비교하시네
컨베이어벨트의 이송속도하고 벨트의 면의 마찰력 프로펠러의 추진력에
따라서 벗어나느냐 마느냐가 갈라지겠네여...

신검씨 // 비행기 이륙문제에서 주변 대기를 무시하자구요?

설마 전방추진력이 양력으로 변환되어서 뱅기가 뜬다고 생각하세요?

ㅋㅋㅋ 프로펠러에서 나오는 공기가 ..... 양력을 줄 정도는 안됨..
제트엔진이뒤로 뿜는 공기때문에 꼬리날개가 영향을 받는건 있어두

아 정말
저거 앞으로 나간다니까요
왜 뜬다고 하는 사람들 죄다 양력이 뭔지도 모르는 사람으로 취급합니까

그리고 피카츄님
바퀴 덕분에 비행기 동체가 바닥과의 마찰로 인한 저항력은 바닥과의 상대속도에 의해 의미있는 정도의 변화가 생기지 않습니다.
그러니까 비행기 동체가 바닥으로부터 받는 저항력은 컨베이어벨트 위에 있을 때와 맨바닥에 있을 때와 큰 차이가 없습니다.
따라서 비행기의 가속도는 컨베이어벨트 위에 있을 때와 맨바닥에 있을 때 의미있을 정도의 차이가 없습니다.

설마 저기서 바퀴에 브레이크 건다는 사람은 없을테고요

아 그리고 저 양력 생긴다는 말 한마디도 안 했거든요
앞으로 간다고만 했지

문제가 뜨냐 안뜨냐 문젭니다.

누가 안튕겨나간답니까? 추력에 얻을수 있는 속도와 컨베이어 벨트가 물려서 도는 속도하고
같으면 절대 안나겠죠 근데 그게 아니라면 결국 앞으로 간다는거구요

다른 글이 있는데 왜 아직도 여기서 댓글이 달리나요 -ㅅ-;
안뜬다는 분들은 제가 쓴 댓글 자세히 읽어보시길 바랍니다.
컨베이어 벨트가 아무리빨라도 비행기 동체에는 '전혀'영향을 주지않습니다. 그이유는 바퀴때문이죠. 자동차의 바퀴와는 달리 비행기의 바퀴는 수동적으로 움직이는거기때문에 마찰력을 없애주는 역할을 하는겁니다.
비행기 동체가 움직이는 동력은 프로펠러입니다. 공기는 어차피 지면에 대해서 정지해있을테니 프로펠러는 그 공기를 이용해서 비행기 동체를 앞으로 끌어당길테고 바퀴는 그에 맞춰서 돌뿐입니다. 프로펠러에 의해서 계속적으로 가속이 되면 이륙에 필요한 양력은 당연히 생기죠

factor//
-- 날개주위로 공기가 가속되어야 하는데 무슨 소리이신지
절대 안뜹니다
=> 윈드터널에서 바람 쐬주거나 동체 빠르게 가속되어야되요...
프로펠러 자체가 날개주위 공기를 충분히 가속시킨다고 보십니까?
지상이착륙기 하나 만들기세군여
mcgrawhill introduction to flight 읽어보시길

프로펠러는 '비행기 동체'를 가속시키니 지면에 대해서 앞으로 무조건 가속됩니다. 계속 가속되면 날개주위로 충분한 공기가 가속되겠죠? 님이 생각하고 계신건 프로펠러가 돌아봣자 비행기 동체는 '지면에 대해서' 가만히 있을거라고 말씀하시는 건데 비행기 동체가 지면에 대해서 속도가 0 이려면 앞으로 받는힘 (프로펠러에 의한 추진력)이 어떤 다른 힘에 의해 상쇄 되어야합니다. 바닥에 있는 컨베이어벨트는 아무리 빨리 돌아봣자 비행기에 달린 바퀴때문에 비행기동체에 힘을 '전혀' 주지못합니다.

중요한건 비행기 동체가 '컨베이어벨트에 대해서' 가 아닌 '지면에 대해서' 가속된다는 점입니다. 공기에 의한 양력은 가속되는 비행기동체에서 자연스레 얻어지겠죠. 비행기가 제자리 걸음을 하려면 컨베이어벨트에의한 마찰력을 받아야하는데 그 마찰력은 바퀴에의해서 없어집니다.

1. 시속 5키로로 움직이는 러닝머신 위에서 장난감 자동차를 시속 5키로로 달리게 하면 자동차는 바퀴만 굴러가고 움직이지는 않음. 왜냐면 바퀴가 동력원이니까

2. 움직이지 않는 자동차를 런닝머신에 올려둔 뒤 내 손으로 시속 5키로의 속도로 밀면 자동차는 시속5키로의 속도로 굴러감. 왜냐면 동력원이 내 손이니까. 다만 이 경우 바퀴는 시속 10키로일때의 속도로 움직일거임.

그리고 비행기는 바퀴가 아니라 프로펠러를 이용하여 몸체에 직접 힘을 받음. 그러므로 이 경우는 2를 따라야 할 것 같음

결론적으로 비행기는 컨베이어벨트 위에서 정상적으로 몇십미터를 달려가다가 날아오를것 같음. 제자리에서 헬기처럼 날아오르는 대신.