Туплю в азах физики, или какая минимальная мощность (относительно веса) нужна коптеру?

Hahaha_Alexey

Сначала реальность: бесколлекторные движки для коптеров в паре с соответствующими им пропеллерами дают тягу в среднем от 3 до 7 грамм на ватт.

А теперь азы физики:

Работа – это сила на расстояние.
Т.е. если тело весом в 1 ньютон медленно и равномерно (т.е. без ускорения) поднять на высоту в 1 метр, то в процессе этого подъема будет совершена работа в 1 джоуль.

А мощность – это работа в единицу времени.
Т.е. чтобы тело весом в 1 ньютон равномерно (т.е. без ускорения) поднять на высоту в 1 метр за 1 секунду, нужна мощность в 1 ватт.

А вот чтобы килограмм поднять на 1 метр за 1 секунду, нужно, соответственно, уже 10 ватт. (ну, 9,8 если гнаться за точностью).

Но… Также ведь можно увеличивать и делитель!
Т.е. чтобы тот же килограмм поднять на 1 метр за 10 секунд, снова достаточно одного ватта.
А чтобы тот же килограмм поднять на 1 метр за 100 секунд, достаточно одной десятой ватта.
А чтобы 1 килограмм поднять на 1 метр за 10 000 секунд, достаточно одного милливатта.
Ну оно какбэ логично: если на подъемный кран поставить малюсенький слабенький моторчик, но пустить его через огромный редуктор, то и этим малюсеньким слабеньким моторчиком можно поднимать огромные грузы. Только очень-очень медленно.
Т.е. это тупо рычаг. “Дайте мне точку опоры, и я переверну землю”.

А теперь давайте попробуем применить все это к коптерам.

Если бы у связки мотор + пропеллер КПД составляло бы 100%, то логично, что и для коптера приведенные выше рассуждения были бы применимы точно так же, как и для подъемного крана.
Т.е. коптер весом 1 кг мог бы сам себя поднимать на 1 метр за 1 секунду, потребляя при этом всего 10 ватт.
Либо он поднимал бы себя на метр за 10 секунд, потребляя всего 1 ватт.
Либо он поднимал бы себя на метр за 10 000 секунд, потребляя всего 1 милливатт.
Окей, существует КПД. Пусть КПД будет 50%. Тогда коптер, потребляя всего 1 ватт, поднимет себя на метр не за 10 секунд, а за 20.
А если КПД всего 10%, т.е. 90% мощности улетают впустую, тогда этот килограммовый коптер поднимет себя на метр за 100 секунд)))

Да, так не происходит. Но… ГДЕ КОСЯК?

MarsOne

проблема в нуле может ?

У вас в начальных условиях : нет движения - нет работы , потребляемая мошность = 0

Коптер, висячщий в точке (движения нет), уже работает против 1G , потребляемая мощность = (1кг)/(еффективность 7) ~140 ватт ?

Равномерно поднимаете - добавляете ватты к этим 140 , не к 0.

нужна какая-то другая физика.

MFer

Я конечно физику забыл уже, но вы жжете ))
Зачем это вам?

traveler
Hahaha_Alexey:

Туплю в азах физики, или какая минимальная мощность (относительно веса

И действительно тупите, потому как мощность с весом связана через КПД пропеллера. А КПД пропеллера зависит много от чего - например от его размера, профиля и скорости, а она нелинейна.

Hahaha_Alexey:

А вот чтобы килограмм поднять на 1 метр за 1 секунду, нужно, соответственно, уже 10 ватт.

А за две секунды - 20 ватт? 😃
Глупости же пишете )
У вас коптер в воздухе не стоит на столе, а постоянно “падает” и для того чтобы просто держать его в воздухе вам необходимо его непрерывно “поднимать” с ускорением g.
А для того чтобы не просто висеть, а еще и поднимать вверх, то как сказала Королева Алисе “Нужно бежать со всех ног, чтобы только оставаться на месте, а чтобы куда-то попасть, надо бежать как минимум вдвое быстрее!” (с) Кэрролл 😃

Итого, если вы не летите вверх хотя бы с ускорением в g - значит вы падаете вниз )))

rc468
Hahaha_Alexey:

Да, так не происходит. Но… ГДЕ КОСЯК?

Вам ответили, что коптер постоянно падает с ускорением 1g, но даже этим можно было бы пренебречь, если бы речь шла о системе c жесткой связью (например, машину по земле можно вполне двигать в соответствии с вашими рассуждениями мощность/время). Или коптер вполне мог бы, лежа на земле, пропеллерами, например, упираться в склон горы и медленно-медленно по нему подниматься. Но коптер опирается о воздух, а это газ, который постоянно рассеивается.

Панкратов_Сергей
MarsOne:

У вас в начальных условиях : нет движения - нет работы , потребляемая мошность = 0

Коптер, висячщий в точке (движения нет), уже работает против 1G , потребляемая мощность = (1кг)/(еффективность 7) ~140 ватт ?

Равномерно поднимаете - добавляете ватты к этим 140 , не к 0.

Так и никак иначе.
Для висения требуется мощность, которая полезной работы для перемещения не совершает.

DrRinkes

Второй закон Ньютона. Чтобы держать коптер 1кг в воздухе нужно отбрасывать (перемещать) 1кг воздуха со скоростью 9,8м/сек каждую секунду. 😃) Теперь посчитайте работу и потребную мощность. Я в физике не разбираюсь, но кажется это примерно 98 джоулей в секунду это примерно 100Вт.

Hahaha_Alexey

Есть такая совсем простенькая задачка:
Машина едет из пункта А в пункт Б со скоростью 20 км/ч
А обратно возвращается со скоростью 60
Вопрос: какая средняя скорость?

Практически все сразу же, не думая, отвечают 40.

Вот РОВНО ТО ЖЕ САМОЕ и с сабжевым вопросом)))
Все написали точно так же: ПЕРВОЕ, ЧТО ПРИШЛО В ГОЛОВУ.
У крана ж груз исходно типа на земле лежит, поэтому там исходная энергия ноль. А коптеру для висения надо исходно надо тратить мощность, чтобы преодолевать земное притяжение.
Вот вам и разница в 1G.
Ага.

Только вот если подумать чуть дольше, чем полминуты, то можно заметить, что крану для подъема груза (равномерного подъема, без дополнительного ускорения) надо преодолевать РОВНО ТО ЖЕ притяжение, как и коптеру для висения. Т.е. мощность в обоих случаях требуется ОДИНАКОВАЯ.
А теперь возвращаемся к исходной точке. Т.е. к сабжу))

Панкратов_Сергей
Hahaha_Alexey:

Машина едет из пункта А в пункт Б со скоростью 20 км/ч
А обратно возвращается со скоростью 60
Вопрос: какая средняя скорость?

Конечно же 30 км/ч.

Hahaha_Alexey:

А теперь возвращаемся к исходной точке. Т.е. к сабжу))

Панкратов_Сергей:

Для висения требуется мощность, которая полезной работы для перемещения не совершает.

Это не на земле и это не на башне крана и не на черепахе с тремя слонами.

Hahaha_Alexey:

надо преодолевать РОВНО ТО ЖЕ притяжение, как и коптеру для висения. Т.е. мощность в обоих случаях требуется ОДИНАКОВАЯ.

Крану нужно затрачивать ноль мощности для того чтоб держать груз.
Ноль не может быть равным не нулю…

Hahaha_Alexey
Панкратов_Сергей:

Крану нужно затрачивать ноль мощности для того чтоб держать груз.

Правда?
А я-то думал, что если на кране отрубить мотор, то груз не останется чудесным образом висеть в воздухе, а начнет спускаться вниз. Причем с ускорением 1G.

DrRinkes

Ну если вы создали тему чтоб постебаться, то анекдот.

Две блондинки смотрят на зависший вертолет.
Че, это, он остановился? — Наверное бензин закончился!

Hahaha_Alexey
DrRinkes:

Ну если вы создали тему чтоб постебаться

Нет, не чтоб постебаться.
Я действительно не могу понять одну фигню.
Просто сначала надо какбэ разобраться с азами, чтобы потом строить предположения в правильном направлении.

Панкратов_Сергей
Hahaha_Alexey:

А я-то думал, что если на кране отрубить мотор, то груз не останется чудесным образом висеть в воздухе, а начнет спускаться вниз. Причем с ускорением 1G.

Ну и не верно думали.
Если так- то ему нужно так же тратить энергию для удержания.😃
Если у него нет опоры ( черепахи там или какого тормоза или просто усилия на проворачивание редуктора) при удержании- то ему нужно так ж тратить энергию на создание момента двигателя для удержания.
А если нет момента, приложенного к двигателю, а груз стоит-
то есть опора ( тормоз, трение редуктора и прочее).

DrRinkes:

Ну если вы создали тему чтоб постебаться,

Не, он себе имидж на форуме готовит.
Думаю что очень недолго тут задержится если не одумается.

Hahaha_Alexey
Панкратов_Сергей:

ему нужно так же тратить энергию для удержания

Разумеется, именно так и есть. И эта энергия практически равна энергии для равномерного подъема. Иначе подъем был бы С УСКОРЕНИЕМ.

Панкратов_Сергей
Hahaha_Alexey:

Разумеется, именно так и есть. И эта энергия практически равна энергии для равномерного подъема. Иначе подъем был бы С УСКОРЕНИЕМ.

Разумеется что совсем не так.
Энергия на удержание и энергия на подъем- совершенно разные по величине.
Если б они были одинаковые - то скорость подъема была б равна нулю.😃
Вот так Ха-Ха-Ха Алексей.

rc468
Hahaha_Alexey:

А я-то думал, что если на кране отрубить мотор, то груз не останется чудесным образом висеть в воздухе, а начнет спускаться вниз. Причем с ускорением 1G.

Мотор можно банально заблокировать.

Gapey
Hahaha_Alexey:

А я-то думал, что если на кране отрубить мотор, то груз не останется чудесным образом висеть в воздухе, а начнет спускаться вниз. Причем с ускорением 1G.

если на кране не отрубать мотор то он тоже будет жрать дофига энергии … чтобы не жрал , там вообщето тормоз есть …
вы не учитываете что для висения коптер прогоняет винтами кучу воздуха , придавая ему ускорение, вот это и есть работа на которую затрачивается энергия …

Hahaha_Alexey
Панкратов_Сергей:

Энергия на удержание и энергия на подъем- совершенно разные по величине.
Если б они были одинаковые - то скорость подъема была б равна нулю

Окей. Будем цепляться к точности. Разумеется, и у крана, чтобы груз хотя бы с минимальной скоростью поднимался, надо потратить энергии чуть-чуть больше энергии, чем на просто сопротивление падению.
И, опять же цепляясь к точности, надо энергию для подъема груза краном приравнять к энергии для подъема коптера с той же скоростью. Да.

rc468:

Мотор можно банально заблокировать.

Вот именно поэтому в случае с краном я привел подъем БЕЗ УСКОРЕНИЯ, а не просто сопротивление падению.