Kann ich mich beim Schweben in der Luft nach vorne ziehen?

Wenn ich in der Luft schwebe (ohne Schwerkraft), kann ich mir vorstellen, dass ich mich, wenn ich Luft ausblase, in die entgegengesetzte Richtung zu der Luft bewege, die ich ausblase. Ich werde mich wegen des asymmetrischen Luftdrucks auf meinem Körper bewegen.
Aber was passiert, wenn ich Luft einsauge? Die Luft, die ich einsauge, trifft mich und schleudert mich zurück. Gleichzeitig sollte der Gesamtimpuls erhalten bleiben. Wenn ich also Luft einsauge, muss sich mein Körper nur vorwärts bewegen, um den gesamten Schwung zu erhalten. Wie also erzeugt das Einsaugen von Luft Vorwärtsbewegung? Ist der Außenluftdruck beteiligt (was beim Blasen nicht der Fall ist)?

Stellen Sie sich nun vor, ich könnte auf unbestimmte Zeit auf magische Weise Luft einatmen. Wird dies der umgekehrte Prozess des Blasens sein? Eindeutig nicht, denn die Luft, die ich ausblase, ist frei, während die Luft, die ich einsauge, in meiner Lunge landet. Nur das zeitumgekehrte Ausblasen (das wie Einatmen aussieht) wird gleich sein. Ich gebe der Luft, die ich einsauge, eine Geschwindigkeit, aber gleichzeitig (oder etwas später) stoppt sie in meiner Lunge. Insgesamt gebe ich der Luft also keinen Schwung. Bedeutet das, dass ich nicht beschleunigen kann? Oder vielleicht nur in dem Moment, in dem ich die Luft einsauge?

So denke ich: In dem Moment, in dem ich anfange zu saugen, bekommt die Luft einen Schwung, der auf mich gerichtet ist. Infolgedessen muss ich in die entgegengesetzte Richtung in Schwung kommen. Wie?? Ich bin mir nicht sicher, aber ich muss es gemäß der Erhaltung des Gesamtimpulses erwerben. Also bekomme ich anfangs eine kleine Geschwindigkeit (ohne Berücksichtigung der Luftreibung). Wenn der Sog stationär ist, gibt es keine Nettozunahme des Luftimpulses, also behalte ich meinen anfänglichen Impuls.

Was würde passieren, wenn ich die Luft mit zunehmender Geschwindigkeit einsaugen könnte (oder realistischer, wenn ich das Saugen stoppe)? Werde ich beschleunigen (oder werde ich nach dem Saugen eine Geschwindigkeit von Null haben, um nur eine Verschiebung zu haben)?

Ist das nicht das gleiche Problem wie beim Feynman-Sprinkler ?
Da der menschliche Körper ein Torus ist, kann ich mir leicht einen Weg vorstellen, um aus einem gegebenen Volumen die doppelte Dynamik herauszuholen!

Antworten (3)

Ja, während sich die Luft, die Sie saugen, in Ihren Mund bewegt (z. B. nach links), würden Sie sich aufgrund der Impulserhaltung langsam nach rechts bewegen. Die Kraft wäre auf den Luftdruckunterschied vor und hinter Ihnen zurückzuführen.

Das Problem ist, dass Sie, um eine konstante Kraft nach rechts aufrechtzuerhalten, das „Saugen“ aufrechterhalten müssten, was einer Person nicht möglich ist.

Ein Staubsauger, der die angesaugte Luft aus dem Rücken befördert, könnte weiter beschleunigen.

Was auch passieren könnte, ist, dass sich die Person drehen würde, da die angesaugte Luft aus dem Mund an einem Ende des Körpers kommt.

Interessante Frage, vielleicht haben sie es in einem Raumschiff versucht. Vermutlich ist der Effekt winzig, aber wenn eine Person Luft gesaugt, den Kopf gedreht und ausgeblasen, wieder gesaugt usw. hat, hat sie es vielleicht geschafft, sich zu bewegen.

Bearbeiten Sie nach der Frage, ob das Saugen kontinuierlich ist. Wir haben uns die Freiheit genommen, die Frage leicht zu ändern, damit wir klar diskutieren und Rotationsprobleme vermeiden können. Unten ist ein "Roboter"-Sauggerät mit zwei "Mündern" in einem gläsernen Raumschiff-"Raum". Die Masse des Glases ist im Vergleich zum Roboter gering. Die Luft im Raum hat beide die gleiche Masse wie der Roboter M - Es gibt ein überraschendes Ergebnis.

Nehmen wir an, es gibt ein Vakuum im Roboter und der Sog tritt auf, wenn Schiebetüren an den Mündern plötzlich geöffnet werden. Der Roboter kann das Gas mit Pumpen, Ventilen usw. im Inneren halten und es so komprimieren, dass die Saugkraft erhalten bleibt.

Auf jedem Diagramm befindet sich der linke Teil vor dem Ansaugen und der rechte Teil nachdem die gesamte Luft eingefangen wurde. Besprochene Bewegungen sind relativ zum äußeren Beobachter.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Im ersten Diagramm (blaues A) befindet sich der Roboter in der Mitte. Sobald sich die Türen öffnen, verringert sich die Gesamtkraft auf der rechten Seite des Roboters, da sich bewegende Moleküle auf dieser Seite weniger Angriffsfläche haben, sodass wir erwarten würden, dass der Roboter für kurze Zeit nach rechts bewegt wird.

Wenn die Moleküle jedoch schnell die Strecke der Breite des Roboters zurücklegen, würde dieser Effekt aufhören, vielleicht würde der gewonnene Impuls bedeuten, dass er sich für kurze Zeit nach rechts fortsetzt ...

Der Hauptpunkt der Diagramme besteht jedoch darin, den Massenschwerpunkt des geschlossenen Systems zu berücksichtigen - diese Position kann sich nicht ändern. Daraus wird geschlossen, dass, wenn die gesamte Luft eingefangen ist, der Roboter (und das eingefangene Gas) wieder in der Mitte sind.

Wenn hier also kein Fehler vorliegt, scheint es, als würde sich der Roboter leicht nach rechts und dann wieder nach links bewegen und schließlich in der Mitte stehen bleiben.

In Diagramm B beginnt der Roboter beim grünen A und sein Massenschwerpunkt ist bei A. Der Massenschwerpunkt der Luft ist bei B und der kombinierte Massenschwerpunkt ist bei C. Der Roboter würde sich nach rechts bewegen, wenn die Türen geschlossen sind offen, dann scheint es (nach dem Argument des Massenschwerpunkts), dass es nach rechts weitergehen muss, aber bei C stationär endet.

Das vielleicht überraschende Ergebnis ist das letzte Diagramm, C. Hier beginnt der Roboter bei E und der Massenmittelpunkt der Luft ist bei D, das kombinierte Zentrum ist bei F. Wenn sich die Türen öffnen, , obwohl die Türen noch auf sind rechts und selbst wenn es sich anfangs nach rechts bewegt, scheint es nach dem Argument des Massenschwerpunkts, dass es sich dann nach links bewegen und am Punkt F stationär bleiben muss.

Für den Roboter in einem unendlichen „Meer“ aus Luft möchten vielleicht andere kommentieren, ob Diagramm A diesen Fall am besten darstellt oder ob es wieder anders wäre?!

Haha! Ich sehe schon, wie die Astronauten das tun. :-) Wird mich die Luft, die ich einsauge, nicht treffen, um mich in die gleiche Richtung zu schicken (wie die Luft, die hereinkommt)?
Ja, die zuerst aufgetretene Beschleunigung würde sich dann aufheben, aber Sie würden mit einer winzigen Bewegung der Person nach rechts und der winzigen Drehung zurückbleiben. Im Prinzip würde das erste Saugen Ihnen die winzige Bewegung geben und die Luft (im Durchschnitt) im "Raum" würde sich in die andere Richtung bewegen.
Wenn Sie sich im freien Fall und im Vakuum befinden und ein Objekt ausstrecken und zu sich ziehen, wird das Endergebnis darin bestehen, dass Sie sich leicht auf das Objekt zubewegen, aber Sie werden am Ende keine Geschwindigkeitsänderung feststellen, wenn Sie und das Objekt bewegten sich zunächst nicht relativ zueinander. Wenn Sie einen Luftklumpen auf die gleiche Weise einsaugen könnten, würde dasselbe passieren. In einer Umgebungsatmosphäre würden beide etwas anders ablaufen, aber in erster Näherung gehe ich davon aus, dass das Prinzip dasselbe ist.
@DescheleSchilder Ich vermute, dass Sie so ungefähr darüber nachdenken - Sie fangen an, die Luft einzusaugen, und es passiert nichts Bedeutendes, bis die Luftpartikel Sie treffen, also erwarten Sie, dass sie Sie zurückfliegen lassen . Das ist jedoch nicht der Fall - denken Sie daran, die Luft drückt bereits von allen Seiten auf Sie, bevor Sie etwas tun. Sie interagieren mit der Luft, sobald der Sog beginnt.
Ich bin mir jetzt nicht sicher, ob die Bewegung der Person nach dem Aufhören des Saugens vollständig aufhört oder ob Sie mit einer winzigen Geschwindigkeit nach rechts zurückgelassen werden. Es könnte sogar davon abhängen, ob Sie sich in einem geschlossenen Raum oder einem theoretisch unendlichen Raum befinden aus Luft. Die Antwort wurde also leicht bearbeitet. Was denken andere über dieses Detail?
Ich denke, dass du nur zu Beginn des Saugens etwas beschleunigt wirst. Unter der Annahme, dass Sie kontinuierlich Luft ansaugen können, gibt es im stationären Zustand keine Nettoänderung des Luftimpulses. Dies tritt nur zu Beginn des Saugens auf. Sie werden also nicht "auf der ganzen Linie" beschleunigt. Im Gegensatz zum Ausblasen.
Wenn die Luft am Anfang noch wäre, aber dann ein kontinuierliches Saugen beginnt, würde sich immer etwas Luft bewegen (z. B. nach links), also muss sich etwas, eine andere Luft oder die Person nach rechts bewegen, vielleicht ist es die Person ( oder eine andere Luft und die Person), da vor der Person im Vergleich zum Druck dahinter ein Bereich mit geringerem Druck erzeugt werden könnte.
Genau das, was ich dachte! Ich habe es in dem Moment geschrieben, als du die Bearbeitung gepostet hast. Dem Roboter bleibt also nur eine Verschiebung? Oder wurde es überhaupt nicht verschoben?
In der beiliegenden Box (kontinuierliches Saugen) scheint es, als wäre es nur eine Verschiebung, aber es kann links oder rechts oder null sein. Ich bin mir noch nicht sicher, was das unendliche Meer der Luft betrifft ...
+1 für "Halte das 'Saugen' aufrecht" : ^)

Hier ist das Gerät, das Sie brauchen. Ein Saug-und-Blas-Rohr™.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Durch Drehen des Rohrs können Sie sich in verschiedene Richtungen bewegen und unterschiedliche Spins verleihen.

Ich will einen kaufen!

Ein Feynman-Sprinkler, auch als inverser Feynman-Sprinkler oder als umgekehrter Sprinkler bezeichnet, ist ein Sprinkler-ähnliches Gerät, das in einen Tank eingetaucht ist und dazu gebracht wird, die umgebende Flüssigkeit anzusaugen. Die Frage, wie sich ein solches Gerät drehen würde, war Gegenstand einer intensiven und bemerkenswert langlebigen Debatte.
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Das Verhalten des Rückwärtssprinklers unterscheidet sich qualitativ ziemlich von dem des gewöhnlichen Sprinklers, und einer verhält sich nicht wie der andere "rückwärts gespielt". Die meisten der veröffentlichten theoretischen Behandlungen dieses Problems sind zu dem Schluss gekommen, dass der ideale Umkehrsprinkler in seinem stabilen Zustand kein Drehmoment erfahren wird. Dies kann als Erhaltung des Drehimpulses verstanden werden: In seinem stationären Zustand ist der Betrag des Drehimpulses, der von der eintretenden Flüssigkeit getragen wird, konstant, was impliziert, dass am Sprinkler selbst kein Drehmoment anliegt. Es gibt zwei Gegenkräfte: die Druckdifferenz, die auf die Rückseite der Düse drückt, und das einströmende Wasser, das auf die gegenüberliegende Seite wirkt.[8]
Viele Experimente, die auf Mach zurückgehen, finden keine Drehung des Rückwärtssprinklers. In Anlagen mit ausreichend geringer Reibung und hoher Zuflussrate hat sich jedoch gezeigt, dass der Umkehrregner selbst im stationären Zustand schwach in die entgegengesetzte Richtung zum konventionellen Regner dreht. Dieses Verhalten könnte durch die Impulsdiffusion in einer nicht idealen (dh viskosen) Strömung erklärt werden.[9]
Sorgfältige Beobachtungen des tatsächlichen Verhaltens von Versuchsaufbauten zeigen jedoch, dass dieses Drehen mit der Bildung eines Wirbels im Inneren des Sprinklerkörpers verbunden ist.[10]

https://en.wikipedia.org/wiki/Feynman_sprinkler

Das ist in der Tat das gleiche, was ich im Sinn habe! Der Unterschied besteht darin, dass bei meiner Frage ein linearer Impuls eine Rolle spielt. Statt Drehimpuls. Bekommt der Sprinkler nicht einen anfänglichen Drehimpuls (der dann aufgrund der Reibung schnell stoppt)?
Kann ich mich beim Schweben in der Luft nach vorne ziehen?
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