قایق‌های بادبانی به جز باد نیروی محرکه‌ای دیگه‌ای هم دارن؟ اگر ندارن، آیا مقصدشون محدود میشه به جهت باد؟
14 thoughts on “آیا مقصد قایق‌های بادبانی تنها با باد تعیین میشه؟”
احتمال زیاد امواج و جریان‌های آبی هم باید دخیل باشند.
صاد: در این صورت سرنشین‌های قایق هیچ تاثیری در مسیر قایق ندارن؟ چون امواج و جریان‌های آبی هم کمابیش از کنترل‌شون خارجه.
با این وضع، هم کنترل جریان آب و هم جریان باد از دست سرنشین‌ها خارج میشه. باید بین عامل نیرو و عامل هدایت تفکیک قائل بشیم. در حالت معمولی این دو تا یکی هستن، اما وقتی عامل انسانی میاد وسط، مقدار زیادی از عامل هدایت توسط انسان کنترل میشه.(مقدار زیادی، چون قدرت کنترل انسان محدود).
صاد: پس با این ترتیب جهت حرکت قایق محدود میشه به زاویه‌ی بین دو بردار: بردار حرکت باد و بردار حرکت آب (که کنترل انسانی تعیین می‌کنه جهت حرکت قایق کجای این زاویه است). درست متوجه شدم؟
دوست سوئدیم که قایق‌بادبانی می‌رونه من رو یه بار سوار کرد. تا اونجا که من به چشم دیدم اون تقریبا هر جهتی دلش می‌خواست می‌رفت. ولی استراتژی ناو‌بری‌اش با توجه به شدت و جهت باد و همین‌طور جهت مقصد تغییر می‌کرد.
بامداد: جالبه… اول فکر کردم این موضوع به خودی خودش اشکال داره و با اصل بقای انرژی (یا شاید قانون دوم ترمودینامیک؟) سازگار نیست. اما بعد به ذهنم رسید که مساله یک مقدار به مساله‌ی «شیطان ماکسول» شبیهه: http://en.wikipedia.org/wiki/Maxwell's_demon
با زاویه سکان و با زاویه بادبان با باد تعیین میشه. این رو هم در نظر بگیر که زاویه و شدت خود باد هم تغییر می‌کنه. جریان آب هم البته باید در نظر گرفت.
ولی متوجه نشدم که ارتباط این موضوع با «نقض» اصل بقای انرژی یا قانون دوم ترمودینامیک چی هست؟
مردی از سرزمین دانش: فرض کن یک قایق می‌تونه بین هر دو نقطه‌ی دلخواه حرکت کنه. باد رو هم به صورت یک نیرو در نظر بگیریم. در این صورت اگر قایق از نقطه‌ی الف به نقطه‌ی ب بره و دوباره به الف برگرده، یک مسیر طی کرده و مقداری انرژی تلف کرده (آب رو گرم کرده)، بدون این که جا به جا شده باشه. مثالش شاید این باشه که یک توپ تحت تاثیر جاذبه بیفته و بعد دوباره به جای اولش برگرده. نمی‌دونم می‌تونم منظورم رو برسونم یا نه (و این که چرا این مساله هنوز برای من دغدغه است و قانع نمی‌شم). شاید هم در نظر گرفتن باد به عنوان نیرو اشتباهه و باید به عنوان منبع انرژی در نظر گرفته بشه.
مردی از سرزمین دانش: یک مشکل دیگه هم در مورد جهت باد و جهت آب وجود داره و اون این که قابل اعتماد نیست. برای مثال یک قایق بادبانی (مثل کریستف کلمب) نمی‌تونه یک راه طولانی رو با این امید طی کنه که شاید جهت آب و باد گاهی هم‌کاری بکنن و اگر هم هم‌کاری نکردن، لنگر بندازه تا شرایط به حالت مناسب برگرده.
درباره قایق و کشتی بادبانی، تا اونجا که خوندم، باد عامل تعیین کننده هست (مگر در شرایط ویژه که جریان آب مهم‌تر میشه). از سوی دیگه، باد در زمان‌های یکسان در سال در یک مکان ویژه، معمولا الگوی ثابتی داره (برای جریان‌های آب هم همین هست). یکی از هنرهای دریانوردی هم این شناخت این الگوها بوده. این رو هم در نظر بگیر که یک کشتی بادبانی و حتی قایق‌های نوین، فقط یک بادبان ندارند یا این که ساختار تک بادبانی که دارند، ساده نیست و توانایی مانورهای پیچیده ور داره. در ضمن بسیاری از کشتی‌های بادبادنی، پارو هم داشته‌اند. در نهایت تضمینی نبوده و نیست که لزوما با کمک باد قایق رو میان هر دو نقطه دلخواه و در هر زمانی بشه هدایت کرد.
درباره آنتروپی، باید کل سامانه رو در نظر بگیری. حتی انرژی که در ماهیچه‌های قایق‌ران تولید و بخشی‌ش به گرما تبدیل میشه. گرم شدن آب و بدنه قایق (هم در تماس با آب و هم باد) هم بخش دیگری از تبدیل انرژی هست.
قانون دوم ترمودینامیک یک قانون آماری هست. به این معنی که وقتی تعداد حالت‌های ممکن برای آینده یک سامانه رو در نظر می‌گیری، بسته به این که این حالت‌ها چه احتمالی دارند، پیش‌بینی میشه که «در میانگین» اون حالت‌هایی که احتمال بیشتری دارند روی بدهند و در نتیجه در میانگین همیشه آنتروپی رو به افزایش هست. به این دلیل که احتمال توزیع یک‌نواخت (یونیفرم) اجزای سامانه یا همون بیشنه بی‌نظمی، بیشتر است.
احتمال زیاد امواج و جریان‌های آبی هم باید دخیل باشند.
صاد: در این صورت سرنشین‌های قایق هیچ تاثیری در مسیر قایق ندارن؟ چون امواج و جریان‌های آبی هم کمابیش از کنترل‌شون خارجه.
با این وضع، هم کنترل جریان آب و هم جریان باد از دست سرنشین‌ها خارج میشه. باید بین عامل نیرو و عامل هدایت تفکیک قائل بشیم. در حالت معمولی این دو تا یکی هستن، اما وقتی عامل انسانی میاد وسط، مقدار زیادی از عامل هدایت توسط انسان کنترل میشه.(مقدار زیادی، چون قدرت کنترل انسان محدود).
صاد: پس با این ترتیب جهت حرکت قایق محدود میشه به زاویه‌ی بین دو بردار: بردار حرکت باد و بردار حرکت آب (که کنترل انسانی تعیین می‌کنه جهت حرکت قایق کجای این زاویه است). درست متوجه شدم؟
فکر کنم. به‌احتمال زیاد.
http://www.physics.unsw.edu.au/~jw/sailing.html
همایون: بسیار جالب، دست شما درد نکنه!
دوست سوئدیم که قایق‌بادبانی می‌رونه من رو یه بار سوار کرد. تا اونجا که من به چشم دیدم اون تقریبا هر جهتی دلش می‌خواست می‌رفت. ولی استراتژی ناو‌بری‌اش با توجه به شدت و جهت باد و همین‌طور جهت مقصد تغییر می‌کرد.
بامداد: جالبه… اول فکر کردم این موضوع به خودی خودش اشکال داره و با اصل بقای انرژی (یا شاید قانون دوم ترمودینامیک؟) سازگار نیست. اما بعد به ذهنم رسید که مساله یک مقدار به مساله‌ی «شیطان ماکسول» شبیهه:
http://en.wikipedia.org/wiki/Maxwell's_demon
با زاویه سکان و با زاویه بادبان با باد تعیین میشه. این رو هم در نظر بگیر که زاویه و شدت خود باد هم تغییر می‌کنه. جریان آب هم البته باید در نظر گرفت.
ولی متوجه نشدم که ارتباط این موضوع با «نقض» اصل بقای انرژی یا قانون دوم ترمودینامیک چی هست؟
مردی از سرزمین دانش: فرض کن یک قایق می‌تونه بین هر دو نقطه‌ی دلخواه حرکت کنه. باد رو هم به صورت یک نیرو در نظر بگیریم. در این صورت اگر قایق از نقطه‌ی الف به نقطه‌ی ب بره و دوباره به الف برگرده، یک مسیر طی کرده و مقداری انرژی تلف کرده (آب رو گرم کرده)، بدون این که جا به جا شده باشه. مثالش شاید این باشه که یک توپ تحت تاثیر جاذبه بیفته و بعد دوباره به جای اولش برگرده. نمی‌دونم می‌تونم منظورم رو برسونم یا نه (و این که چرا این مساله هنوز برای من دغدغه است و قانع نمی‌شم). شاید هم در نظر گرفتن باد به عنوان نیرو اشتباهه و باید به عنوان منبع انرژی در نظر گرفته بشه.
مردی از سرزمین دانش: یک مشکل دیگه هم در مورد جهت باد و جهت آب وجود داره و اون این که قابل اعتماد نیست. برای مثال یک قایق بادبانی (مثل کریستف کلمب) نمی‌تونه یک راه طولانی رو با این امید طی کنه که شاید جهت آب و باد گاهی هم‌کاری بکنن و اگر هم هم‌کاری نکردن، لنگر بندازه تا شرایط به حالت مناسب برگرده.
درباره قایق و کشتی بادبانی، تا اونجا که خوندم، باد عامل تعیین کننده هست (مگر در شرایط ویژه که جریان آب مهم‌تر میشه). از سوی دیگه، باد در زمان‌های یکسان در سال در یک مکان ویژه، معمولا الگوی ثابتی داره (برای جریان‌های آب هم همین هست). یکی از هنرهای دریانوردی هم این شناخت این الگوها بوده. این رو هم در نظر بگیر که یک کشتی بادبانی و حتی قایق‌های نوین، فقط یک بادبان ندارند یا این که ساختار تک بادبانی که دارند، ساده نیست و توانایی مانورهای پیچیده ور داره. در ضمن بسیاری از کشتی‌های بادبادنی، پارو هم داشته‌اند. در نهایت تضمینی نبوده و نیست که لزوما با کمک باد قایق رو میان هر دو نقطه دلخواه و در هر زمانی بشه هدایت کرد.
درباره آنتروپی، باید کل سامانه رو در نظر بگیری. حتی انرژی که در ماهیچه‌های قایق‌ران تولید و بخشی‌ش به گرما تبدیل میشه. گرم شدن آب و بدنه قایق (هم در تماس با آب و هم باد) هم بخش دیگری از تبدیل انرژی هست.
قانون دوم ترمودینامیک یک قانون آماری هست. به این معنی که وقتی تعداد حالت‌های ممکن برای آینده یک سامانه رو در نظر می‌گیری، بسته به این که این حالت‌ها چه احتمالی دارند، پیش‌بینی میشه که «در میانگین» اون حالت‌هایی که احتمال بیشتری دارند روی بدهند و در نتیجه در میانگین همیشه آنتروپی رو به افزایش هست. به این دلیل که احتمال توزیع یک‌نواخت (یونیفرم) اجزای سامانه یا همون بیشنه بی‌نظمی، بیشتر است.