Question

Крупнейший парусник"Седов"в 1921 г. имел паруса общей площадью 4192м^2. Какую силу тяги он развивал при напоре ветра 900 кП?

Answer 1

Дано: P=900000 Па  S=4192 м2   F-?
F=P*S= 900000*4192=3772800000 H=3772800 кН=3772,8 МН

Answer 2

Для определения силы тяги парусника при напоре ветра, можно воспользоваться формулой динамического давления ветра:

$F = 0.5 \times C_d \times A \times \rho \times V^2$

где:

• $F$ - сила тяги (в ньютонах),
• $C_d$ - коэффициент аэродинамического сопротивления (принимаем равным 1 для приближенных расчетов),
• $A$ - площадь парусов (в квадратных метрах),
• $\rho$ - плотность воздуха (принимаем равной около 1.225 кг/м³ на уровне моря при 15°C),
• $V$ - скорость ветра (в метрах в секунду).

Мы знаем площадь парусов $A = 4192 \, \text{м}^2$ и напор ветра $P = 900 \, \text{кПа} = 900 \times 1000 \, \text{Н/м}^2$.

Давление ветра можно выразить через формулу:

$P = 0.5 \times \rho \times V^2 \times C_d \times A$

Теперь мы можем выразить скорость ветра $V$ из этой формулы:

$V = \sqrt{\frac{2 \times P}{\rho \times C_d \times A}}$

Подставляя известные значения:

$V = \sqrt{\frac{2 \times 900 \times 1000}{1.225 \times 1 \times 4192}}$

$V \approx \sqrt{\frac{1800000}{5144}}$

$V \approx \sqrt{350.55}$

$V \approx 18.72 \, \text{м/с}$

Теперь, когда у нас есть скорость ветра, мы можем вычислить силу тяги:

$F = 0.5 \times 1 \times 4192 \times 1.225 \times (18.72)^2$

$F \approx 0.5 \times 1 \times 4192 \times 1.225 \times 349.88$

$F \approx 1266625.76 \, \text{Н}$

Таким образом, при напоре ветра 900 кПа, парусник "Седов" развивал силу тяги около 1,266,626 ньютонов.