Myth Busters: Un aereo su tapis roulant decolla?

[DragonFly]

Oggi ho guardato su Sky il programma Myth Busters, per chi non lo conosce, ci sono 2 tizi che sfatano dei miti cercando una spiegazione quantomeno logica o scientifica facendo esperimenti per confermare o meno le teorie dei "miti" che andranno poi a sfatare.
Oggi la domanda era: "un aereo può decollare se viene messo su un tapis roulant che si muove alla stessa velocità del velivolo, ma in direzione opposta?"
La prima risposta che mi è venuta in mente è stata: no, serve una velocità relativa tra superfici portanti (ali) e aria, mentre l'aereo sul tapis roulant non riuscirebbe a procedere (un po come quando camminiamo su una scala mobile in direzione opposta).
Invece dopo l'esperimento fatto su un modellino e poi con un ultra reale, giungono alla conclusione che il velivolo può decollare.
....a me sorgono dei dubbi.....
Nel caso reale, l'ultra iniziava la corsa di decollo e contemporaneamente un pickup trascinava una tela cerata alla stessa velocità dell'aereo....è praticamente impossibile raggiungere la stessa velocità contemporaneamente! Secondo me l'ultra decolla perchè è "in vantaggio" sul pickup.
Voi che ne pensate?
il video lo trovate qui

[Tiennetti]

Assolutamente d'accordo con te...
E' impossibile senza portanza...

[**F@b!0**]

ma scusate, non bisogna essere ingegneri, fisici, piloti o cos'altro per capire che se l'aereo si muoveva in avanti vuol dire che la velocita del telo era minore di quella dell'aereo, e siccome l'anemometro segnava una velocità, sappiamo tutti che è quella relativa all'aria e non al suolo!!!!
secondo me l'esperimento non vale, senza una veocità relativa all'aria l'aereo non decolla!!!!!
a meno che (cosa realmente impossibile che sia successa!!!) il movimento del telo non abbbia creato un "vortice" che abbia creato una componente del vento relativa all'ala!!!
ma escludo tale ipotesi!!!!!!!

[JT8D]

Divertitevi a leggere questo bel thread :

http://www.md80.it/bbforum/viewtopic.php?f=47&t=19550

Auguri !!!

Paolo

[DragonFly]

ma scusate, non bisogna essere ingegneri, fisici, piloti o cos'altro per capire che se l'aereo si muoveva in avanti vuol dire che la velocita del telo era minore di quella dell'aereo, e siccome l'anemometro segnava una velocità, sappiamo tutti che è quella relativa all'aria e non al suolo!!!!
secondo me l'esperimento non vale, senza una veocità relativa all'aria l'aereo non decolla!!!!!
a meno che (cosa realmente impossibile che sia successa!!!) il movimento del telo non abbbia creato un "vortice" che abbia creato una componente del vento relativa all'ala!!!
ma escludo tale ipotesi!!!!!!!

se non ricordo male spiegavano la cosa dicendo che negli aerei è il motore a produrre trazione indipendentemente dal movimento delle ruote ed erano tutti felici e contenti.

[Zortan]

l'unico tapis roulant dell'aereo è un mega ventilatore che produca un vento a 150 nodi. hai voglia che dopo decolla, pure da fermo.

[Luke3]

Come detto prima, l'elica o gli aviogetti degli aerei producono trazione sull'aria circostante, non a terra. Quindi anche se si trova su un tapis roulant, l'aereo accellererà ugualmente in avanti. Raggiunta la velocità relativa all'aria sufficente, si stacca come un normalissimo decollo. Non importa da che parte si stia muovendo la pista. Mi pare che facciano questo ragionamento nel filmato, l'ho visto tanto tempo fa e non ricordo benissimo

[Paolo_61]

Esatto. L'unico possibile impedimento potrebbe essere la maggiore resistenza al rotolamento degli pneumatici perché le ruote "viaggiano" a velocità doppia rispetto al loro sistema di riferimento (il tapis roulan). Ma dal punto di vista del volo, il sistema di riferimento è l'aria e l'elica (nel caso dell'esperimento) o il getto agisce in tale sistema di riferimento.

[DragonFly]

Come detto prima, l'elica o gli aviogetti degli aerei producono trazione sull'aria circostante, non a terra. Quindi anche se si trova su un tapis roulant, l'aereo accellererà ugualmente in avanti. Raggiunta la velocità relativa all'aria sufficente, si stacca come un normalissimo decollo. Non importa da che parte si stia muovendo la pista. Mi pare che facciano questo ragionamento nel filmato, l'ho visto tanto tempo fa e non ricordo benissimo

ok, ma è l'esperimento in sè ad essere presentato male....perchè se l'aereo accelera in avanti le ruote devono pur girare....
A me sembra tanto la classica domanda: c'è moto senza attrito? Fintanto che le ruote poggiano in terra l'unico modo per raggiungere la velocità di T.O. è che queste rotolino...

[Paolo_61]

Come detto prima, l'elica o gli aviogetti degli aerei producono trazione sull'aria circostante, non a terra. Quindi anche se si trova su un tapis roulant, l'aereo accellererà ugualmente in avanti. Raggiunta la velocità relativa all'aria sufficente, si stacca come un normalissimo decollo. Non importa da che parte si stia muovendo la pista. Mi pare che facciano questo ragionamento nel filmato, l'ho visto tanto tempo fa e non ricordo benissimo

ok, ma è l'esperimento in sè ad essere presentato male....perchè se l'aereo accelera in avanti le ruote devono pur girare....
A me sembra tanto la classica domanda: c'è moto senza attrito? Fintanto che le ruote poggiano in terra l'unico modo per raggiungere la velocità di T.O. è che queste rotolino...

Sì, ma questo maggiore attrito (ci sarebbe comunque rispetto a una pista "ferma") è sufficiente a impedire all'aereo di raggiungere la velocità di decollo? Sembra di no, almeno dagli esperimenti compiuti.

[Fabolus]

Scusate, saro' un po' tordo ma dal video si vede chiaramente che l'aereo si muove in avanti, non capisco come si possa parlare di esperimento riuscito.

[Paolo_61]

Scusate, saro' un po' tordo ma dal video si vede chiaramente che l'aereo si muove in avanti, non capisco come si possa parlare di esperimento riuscito.

Per "si muove in avanti" intendi dire che avanza nel senso di marcia naturale? Se sì, è la conferma che l'aereo accelera rispetto all'aria (e del doppio rispetto al trademill).

[**F@b!0**]

Scusate, saro' un po' tordo ma dal video si vede chiaramente che l'aereo si muove in avanti, non capisco come si possa parlare di esperimento riuscito.

Per "si muove in avanti" intendi dire che avanza nel senso di marcia naturale? Se sì, è la conferma che l'aereo accelera rispetto all'aria (e del doppio rispetto al trademill).

esattamente, si muove in avanti per cui crea una corrente relativa sulle superfici portanti creando portanza!!!
l'unico modo per sapere se è possibile decollare da un tapis roulant sarebbe di mantenere l'aereo fermo nel punto, far muovere il "tappeto" e vedere se si ha la tendenza del mezzo ad alzarsi. Ma qui sappiamo tutti che ciò non è possibile, per cui l'sperimento per me non è riuscito o come dicono loro "the myth is busted!" il mito è sfatato!!!

[Aldus]

Il tapis roulant è solo un inganno atto a confondere la questione.
Domanda: perchè un aereo si muove in avanti?
Che cosa lo tira (o spinge) in avanti?
L'elica, soltanto quella.
E l'elica su che cosa fa trazione?
Sul terreno, o sull'aria?
Sull'aria. (altrimenti dopo che l'aereo ha "staccato" come farebbe l'aereo a continuare a muoversi in avanti?).

Per cui dovete immaginarvi uno scenario di tipo diverso.
Ve lo sintetizzo con un disegnino.


Siccome l'aereo avanza grazie alla trazione elica/aria (ossia NON per contatto/trazione diretto al suolo come fanno le automobili) supponete di attaccare al mozzo dell'elica una corda, dopodichè voi andate davanti all'aereo e lo tirate verso di voi.
La trazione che otterrete è totalmente svincolata dal terreno, ossia state simulando la trazione all'elica.
Le ruote in folle fanno il resto.
Essendo le ruote un sistema "rotolante" ne consegue che (lasciamo da parte per un attimo gli attriti vari) per voi che tirate l'aereo è ininfluente il fatto che sotto l'aereo ci sia un tappeto rotolante.
Infatti se supponiamo che bastino 10 bracciate di corda per tirare l'aereo fino a voi a tapis roulant fermo, serviranno sempre 10 bracciate di corda anche a tapis roulant in movimento.
Non cambia niente.
Questo perchè le ruote... appunto... "rotolano"....sono fatte apposta per rotolare mantenendo (teoricamente, anche se non è proprio così) l'aereo fermo sul posto.
Ovviamente ci sono gli attriti ruote/suolo che tendono un po' ad allantonare da voi l'aereo, certamente, ma è sufficiente dare un pelino di gas in più all'elica (alias alla vostra corda) per compensare quell'effetto spurio, e far sì che l'aereo decolli comunque senza problemi.

Il tapis ruolant dunque è solo un inganno.
Il tapis roulant dovete immaginarlo come fosse una sorta di "cuscino d'aria", ossia come se l'aereo fosse in realtà un "hovercraft" che NON tocca mai il suolo.
Gli hovercraft come si muovono?
Esattamente come un aereo, tramite trazione all'aria, non tramite trazione al suolo (il suolo non lo toccano).
Un aereo naturalmente non è un hovercraft e non è sollevato dal terreno sopra un cuscino d'aria.
Vero...ma ha le ruote.
Ed è appunto il rotolamento delle ruote a simulare (in parte) l'effetto hovercraft.
Il tapis ruolant si muove, ma le ruote girano compensandone il movimento, non sono dei "mattoni quadrati" che si fanno trascinare indietro dal movimento del tappeto.
Per cui è l'unione di "ruote che girano" + "trazione dell'elica" (la corda) a consentire all'aereo di decollare anche se gli facciamo girare sotto un tapis roulant.

Il mito sfatato è dunque corretto (e sinceramente non c'era neanche bisogno di sperimentarlo dal vero, basta sapere come vola un aereo per capirlo).
Un aereo può davvero decollare anche da un tapis roulant per il semplice motivo che l'aereo basa la sua trazione su un sistema totalmente svincolato dal terreno:
l'elica e l'aria.

[FAS]

Assolutamente d'accordo con te...
E' impossibile senza portanza...

pienamente d'accordo con voi, l'ala è una macchina a fluido che serve a creare portanza per annullare il peso....
ma ne avevamo gia parlato.....

[Challenger3]

Premetto che all'inizio l'ho pensata esattamente come Aldus, poi ragionando su quello che accade tra rullo e ruote sono arrivato alla conclusione opposta.
Secondo me non decolla perchè l'aereo non può accelerare rispetto ad un sistema di riferimento a terra.
Per avanzare (sempre rispetto ad un osservatore a terra) la velocità angolare delle ruote moltiplicata per il loro raggio dovrebbe essere maggiore della velocità del rullo ma così cadrebbe l'ipotesi iniziale che il rullo si muova esattamente alla stessa velocità dell'aereo.
Questo ipotizzando che le ruote rotolino sul nastro senza scivolare (pure rolling without slipping), indipendentemente da dove viene applicata la forza che fa avanzare l'aereo... altrimenti potrebbe accelerare (e decollare) "scivolando" sulla superficie del nastro
http://www.mech.auckland.ac.nz/EngGen12 ... WHEEL.html

Spero di non aver detto cavolate...

[IVWP]

sega mentale; l’ importante è che l’ aereo non vola fino a quando non sviluppa abbastanza portanza per mantenere sollevato il suo peso, e ciò non avviene fino a quando l’ aerodina non ha raggiunto una data velocità rispetto all’ aria

[Almost Blue]

Scusate l'ignoranza, ma se io corro su tapis roulant o faccio come quei sorci che vendono per "criceti" e che corrono su quelle ruote con i pioli, io mica mi muovo da dove sono, giusto?
Quindi un aereo che provi a decollare mentre gli sfilano il tappeto da sotto, teoricamente non decollerebbe affatto, secondo me.
Restano però tre cose:
La prima è la fauna del video postato da DragonFly, specie il tizio del fuoristrada, con baffoni, occhiali da ghiacciaio e basco militare sulla testa rapata: veramente da competizione secondo me....
(Mi ricorda i pomeriggi domenicali tra amici, quando c'era chi scommetteva che riusciva a ballare come i cosacchi, cadeva di schiena e finiva puntuale all'ospedale. Non saprei dire perchè, ma è con costoro che io mi trovo subito in sintonia, con gran disappunto di mia madre e della mia ragazza purtroppo.... che fanno le scandalizzate).

La seconda cosa è che, anche se mi stanno simpatici, il test mi pare che NON abbia funzionato e che l'aereo corra comunque in avanti invece di rimanere fisso sul posto: forse il fuoristrada doveva tirare via il tappeto più velocemente.

La terza e ultima cosa è che è probabile che il tappeto sia stato tirato via alla velocità giusta, ma, forse grazie alla corrente dell'elica e a un po' di giusto vento contrario, l'aereo è riuscito lo stesso a mettere insieme la portanza sufficiente per sfuggire all'attrito tra ruote e tappeto e a decollare. Di video di aerei che decollano e atterrano in spazio zero la rete è piena:

http://www.youtube.com/watch?v=sfeMLQNe ... re=related

[Aldus]

Premetto che all'inizio l'ho pensata esattamente come Aldus, poi ragionando su quello che accade tra rullo e ruote sono arrivato alla conclusione opposta.
Secondo me non decolla perchè l'aereo non può accelerare rispetto ad un sistema di riferimento a terra.

L'aereo decolla in quanto il sistema di riferimento è sempre riferito all'aria, non a terra.

Per avanzare (sempre rispetto ad un osservatore a terra) la velocità angolare delle ruote moltiplicata per il loro raggio dovrebbe essere maggiore della velocità del rullo ma così cadrebbe l'ipotesi iniziale che il rullo si muova esattamente alla stessa velocità dell'aereo.
Questo ipotizzando che le ruote rotolino sul nastro senza scivolare (pure rolling without slipping), indipendentemente da dove viene applicata la forza che fa avanzare l'aereo... altrimenti potrebbe accelerare (e decollare) "scivolando" sulla superficie del nastro
http://www.mech.auckland.ac.nz/EngGen12 ... WHEEL.html

Spero di non aver detto cavolate...

Le ruote e il suolo non contano niente.
Devi immaginarti una trazione che avviene in modo svincolato dal suolo: l'elica (la corda nel mio schema).
Se l'aereo decolla chessò a 80 nodi, cosa avviene se il suolo sta fermo o se si muove all'indietro?
Avviene che, a suolo FERMO, l'aereo decolla chessò a 80 nodi, e al momento dello stacco le ruote hanno una rotazione di (esempio) 1000 giri al minuto.
Quando invece mettiamo in movimento il tapis roulant, l'aereo decollerà sempre a 80 nodi, ma con la sola differenza che "allo stacco" le ruote girano di più, chessò 2000 giri al minuto.
La differenza sta tutta lì, soltanto nel numero di giri delle ruote sul suolo, non sulla velocità di decollo o il tipo di trazione che usa l'aereo per decollare.
Non dimentichiamoci che un aereo quando vola NON tocca il suolo, eppure se vuole accelera e frena.
Perchè?
Perchè il suo riferimento di trazione è l'elica e l'aria; del suolo se ne frega.
L'unico mezzo che c'è per impedire ad un aereo di decollare non è mettergli sotto le ruote un tapis roulant, bensì "falsare" il suo riferimento all'aria.
In sostanza mettergli del vento in coda.
Se l'aereo decolla (in aria calma) a 80 nodi, e io gli metto un vento in coda a 80 nodi, quello non si alzerà più perchè la sua velocità relativa all'aria sarà zero.
E dire zero vuol dire zero portanza, l'aereo non si alza, non c'è storia, anche se rispetto al suolo si muove! (eccome se si muove...sì...rispetto al suolo...ma rispetto all'aria è fermo, velocità zero).
Finchè l'aereo ha le ruote in folle che gli permettono di "rotolare", il suolo (che si muova o no) gli fa una pippa all'aereo.
Le ruote servono a quello, a rotolare.
E più il tappeto corre, più le ruote rotolano (tanto sono in folle, possono rotolare all'infinito, è indifferente per l'aereo se le ruote rotolino a 1000 giri al minuto o a 10000 giri al minuto).
Diverso invece se al posto delle ruote ci mettiamo dei mattoni quadrati!
Allora sì che l'aereo non decolla più perchè verrebbe inesorabilmente trascinato indietro dal tapis roulant.
Ma con le ruote questo non succede, basta dare un pelino di gas in più all'elica, e poi basta, ci pensa l'elica a fare la solita cosa che fa in qualunque altro decollo: "tirare" in avanti l'aereo fino a fargli raggiungere la dovuta velocità all'aria per decollare.

[Aldus]

Scusate l'ignoranza, ma se io corro su tapis roulant o faccio come quei sorci che vendono per "criceti" e che corrono su quelle ruote con i pioli, io mica mi muovo da dove sono, giusto?
Quindi un aereo che provi a decollare mentre gli sfilano il tappeto da sotto, teoricamente non decollerebbe affatto, secondo me.

L'esempio è errato perchè stai prendendo come sistema di riferimento "trazionale" il contatto piede-suolo (o ruota-suolo).
Quando una persona corre fa trazione sul suolo per raggiungere una certa velocità rispetto all'aria.
Se il suolo sta fermo io raggiungo... chessò... i 30 km/h RISPETTO (è importantissima questa parola: "rispetto a che cosa?") all'aria.
Se il suolo si muove all'indietro a 30 km/h, e io mi metto a correre, correrò sempre a 30 km/h rispetto al tappeto, ma rispetto all'aria sono fermo: velocità zero.

Ma un aereo NON si muove per trazione al suolo: la sua trazione è svincolata dal suolo.
E' l'elica che tira l'aereo (guardate il disegnino per favore), non sono le ruote che spingono l'aereo!

L'elica fa muovere l'aereo comunque, sia che l'aereo stia su un tappeto fermo, sia che l'aereo stia su un tappeto mobile, sia che l'aereo stia...appunto... per aria senza contatto al suolo! (vi risulta che un aereo, quando è per aria, si muova in avanti? a cosa è dovuto questo strano miracolo? come può farlo se non ha più contatto col suolo? )

Per cui dovete togliere dalla testa OGNI tipo di riferimento relativo ad automobili, persone che corrono, criceti, cani, motociclette, etc etc, in sostanza a tutti quei mezzi di trasporto che basano la loro trazione tramite il CONTATTO diretto col suolo.
L'aereo si muove solo con l'elica, viene tirato in avanti solo dall'elica, dalla corda immaginaria che vi ho disegnato.
E' così che avanza un aereo.
Niente a che vedere col suolo.

[Paolo_61]

Provo a fare un esempio diverso che forse aiuta a chiarire.
Un hovercraft ha la stessa modalità di trazione di un aereo (ad elica). E' abbastanza evidente che l'hovercraft non subisce alcuna influenza dal terreno (o acqua) su cui si muove, in quanto non vi è contatto fisico. Quindi in questo caso il trademill non avrebbe influenza sul moto di avanzamento dell'hovercraft. Se adesso sostituisci le ruote al cuscino d'aria (la funzione è la stessa, sostenere e ridurre gli atriti), dovrebbe essere abbastanza evidente che anche l'aereo si muoverà in avanti non solo rispetto alla superficie del trademill,ma anche rispetto all'aria (che è ciò che conta per avere portanza).
Spero l'esempio aiuti a chiarire il concetto.

[Aldus]

Esatto.
Infatti avevo già fatto riferimento all'hovercraft e al cuscino d'aria per far capire il concetto.
Se al posto del cuscino d'aria io ci metto delle ruote libere di girare (in folle) ottengo più o meno lo stesso effetto dell'hovercraft: il suolo scorre via, ma le ruote (girando) compensano il movimento lasciando l'elica tranquilla per tirare in avanti l'aereo, come succede regolarmente anche a suolo fermo.
Infatti avevo rimarcato il concetto del "è l'unione di ruote che girano in folle + elica che tira a far sì che l'aereo decolli comunque senza problemi."

Se le ruote invece vengono frenate (o ci metto dei mattoni quadrati al posto delle ruote), allora la partita è chiusa, l'aereo non decolla.
Ma questo SIA che ci sia il tapis roulant, sia che NON ci sia; l'aereo non decolla comunque perchè non può più "rotolare" sull'asfalto, l'attrito supera la forza dell'elica, l'aereo non si muove.

Ma finchè le ruote ci sono, e sono libere di rotolare in folle "tirate" dall'elica (dalla nostra corda immaginaria), non c'è alcun problema: l'aereo decolla in modo normale come se avesse il suolo fermo (giusto un pelino di motore in più per compensare gli attriti).

[Paolo_61]

Mi viene in mente, seguendo il tuo esempio, che con le ruote frenate o con i mattoni quadrati al posto delle ruote, l'aereo non decolla anche se il suolo è "fermo", perché non può avanzare, indipendentemente dal sistema di riferimento.

[Aldus]

Infatti, avevo appena editato.
Il concetto di base rimane il medesimo.
E' l'unione di... "ruote che girano in folle + trazione dell'elica" ... a consentire il decollo, indipendentemente dal fatto che il suolo stia fermo o sia in movimento all'indietro.


Piuttosto, adesso ve la faccio io una bella domanda curiosa curiosa da Myth Buster!

Che cosa succede se faccio girare il tapis roulant in AVANTI, in direzione di decollo?

(occhio perchè quì le cose si complicano, non è palese come sembra)

[Challenger3]

Scusate, mi sono espresso male.
Ho parlato di suolo ma intendevo dire anche rispetto all'aria, che è quella che conta per creare portanza e per sollevare l'aereo.
Ovviamente se non c'è vento l'aereo decolla a 80 nodi di velocità sia rispetto all'aria che a un sistema di riferimento a terra (non sul nastro!). In pratica, in assenza di vento, l'aereo per decollare dovrà avanzare anche rispetto alla terra "ferma" oltre che all'aria.

Quello che voglio dire è che secondo me non si può trascurare quello che accade tra ruota e superficie.
Il problema ci dice che la velocità del rullo è sempre uguale e contraria a quella dell'aereo.
Se non c'è attrito allora l'aereo accelera normalmente senza il problema del rullo ma le ruote ci scivolano sopra.
Questo è il caso dell'hovercraft il cui cuscino d'aria annulla (quasi) gli attriti.

Se invece l'attrito tra ruote e nastro garantisce la condizione di aderenza, la velocità dell'aereo (e quindi anche quella del centro delle sue ruote, essendo un corpo rigido) non può essere diversa da quella del rullo.
Mi spiego meglio con un (brutto) disegnino:
http://tinyurl.com/yeu43yv

Su una pista normale è come se il rullo fosse fermo, quindi Vb=0.
Quindi se l'aereo ha una velocità Va rispetto al rullo (fermo), un osservatore lontano dal rullo vedrà l'aereo muoversi con la stessa velocità Va (uguale al prodotto omega*R).
Se invece il rullo si muove con velocità Vb, la velocità dell'aereo rispetto al nostro osservatore esterno diventa Va meno Vb, sempre se la condizione di aderenza è soddisfatta.
Ma poiché il problema ci dice che Va e Vb sono uguali, allora la velocità dell'aereo rispetto alla terra/aria diventa nulla. L'aereo potrebbe avanzare rispetto all'aria ma in questo modo la sua velocità dovrebbe superare, anche leggermente, quella del rullo violando l'ipotesi iniziale del problema.
Tutto questo vale per il semplice moto della ruota e non dipende dal fatto che questa sia motrice o se la forza che la fa avanzare viene dall'esterno (tipo dal motore o da qualcuno che tira).
Quindi, concludendo, se si tira l'aereo in avanti per farlo avanzare rispetto al suolo (non c'è vento): o la sua velocità supera quella del rullo, o le sue ruote (folli) perdono l'aderenza e scivolano.

Spero di essere stato chiaro

[Paolo_61]

Scusate, mi sono espresso male.
Ho parlato di suolo ma intendevo dire anche rispetto all'aria, che è quella che conta per creare portanza e per sollevare l'aereo.
Ovviamente se non c'è vento l'aereo decolla a 80 nodi di velocità sia rispetto all'aria che a un sistema di riferimento a terra (non sul nastro!). In pratica, in assenza di vento, l'aereo per decollare dovrà avanzare anche rispetto alla terra "ferma" oltre che all'aria.

Quello che voglio dire è che secondo me non si può trascurare quello che accade tra ruota e superficie.
Il problema ci dice che la velocità del rullo è sempre uguale e contraria a quella dell'aereo.
Se non c'è attrito allora l'aereo accelera normalmente senza il problema del rullo ma le ruote ci scivolano sopra.
Questo è il caso dell'hovercraft il cui cuscino d'aria annulla (quasi) gli attriti.

Se invece l'attrito tra ruote e nastro garantisce la condizione di aderenza, la velocità dell'aereo (e quindi anche quella del centro delle sue ruote, essendo un corpo rigido) non può essere diversa da quella del rullo.
Mi spiego meglio con un (brutto) disegnino:
http://tinyurl.com/yeu43yv

Su una pista normale è come se il rullo fosse fermo, quindi Vb=0.
Quindi se l'aereo ha una velocità Va rispetto al rullo (fermo), un osservatore lontano dal rullo vedrà l'aereo muoversi con la stessa velocità Va (uguale al prodotto omega*R).
Se invece il rullo si muove con velocità Vb, la velocità dell'aereo rispetto al nostro osservatore esterno diventa Va meno Vb, sempre se la condizione di aderenza è soddisfatta.
Ma poiché il problema ci dice che Va e Vb sono uguali, allora la velocità dell'aereo rispetto alla terra/aria diventa nulla. L'aereo potrebbe avanzare rispetto all'aria ma in questo modo la sua velocità dovrebbe superare, anche leggermente, quella del rullo violando l'ipotesi iniziale del problema.
Tutto questo vale per il semplice moto della ruota e non dipende dal fatto che questa sia motrice o se la forza che la fa avanzare viene dall'esterno (tipo dal motore o da qualcuno che tira).
Quindi, concludendo, se si tira l'aereo in avanti per farlo avanzare rispetto al suolo (non c'è vento), o la sua velocità supera quella del rullo, o le sue ruote perdono l'aderenza e scivolano.

Spero di essere stato chiaro

Scusa, ma perché Va e Vb sono uguali. Da quello che capisco io di fisica hanno lo stesso modulo, ma verso contrario, quindi si sommano, non si sottraggono (le ruote girano a velocità doppia rispetto a quanto avverrebbe in un decollo su superficie ferma).

[Aldus]

Scusate, mi sono espresso male.
Ho parlato di suolo ma intendevo dire anche rispetto all'aria, che è quella che conta per creare portanza e per sollevare l'aereo.
Ovviamente se non c'è vento l'aereo decolla a 80 nodi di velocità sia rispetto all'aria che a un sistema di riferimento a terra (non sul nastro!). In pratica, in assenza di vento, l'aereo per decollare dovrà avanzare anche rispetto alla terra "ferma" oltre che all'aria.

Sì è esatto.
Ipotizzando invece un forte vento contrario (contrario, non in coda) di 80 nodi, l'aereo decollerebbe anche stando fermo rispetto al suolo.
Ma non è il tuo caso, questo è un caso a parte.

Quello che voglio dire è che secondo me non si può trascurare quello che accade tra ruota e superficie.
Il problema ci dice che la velocità del rullo è sempre uguale e contraria a quella dell'aereo.
Se non c'è attrito allora l'aereo accelera normalmente senza il problema del rullo ma le ruote ci scivolano sopra.

Esatto, senza il dovuto "grip" le ruote scivolano.

Se invece l'attrito tra ruote e nastro garantisce la condizione di aderenza, la velocità dell'aereo (e quindi anche quella del centro delle sue ruote, essendo un corpo rigido) non può essere diversa da quella del rullo.
Mi spiego meglio con un (brutto) disegnino:
http://tinyurl.com/yeu43yv

Su una pista normale è come se il rullo fosse fermo, quindi Vb=0.
Quindi se l'aereo ha una velocità Va rispetto al rullo (fermo), un osservatore lontano dal rullo vedrà l'aereo muoversi con la stessa velocità Va (uguale al prodotto omega*R).
Se invece il rullo si muove con velocità Vb, la velocità dell'aereo rispetto al nostro osservatore esterno diventa Va meno Vb, sempre se la condizione di aderenza è soddisfatta.
Ma poiché il problema ci dice che Va e Vb sono uguali, allora la velocità dell'aereo rispetto alla terra/aria diventa nulla. L'aereo potrebbe avanzare rispetto all'aria ma in questo modo la sua velocità dovrebbe superare, anche leggermente, quella del rullo violando l'ipotesi iniziale del problema.
Tutto questo vale per il semplice moto della ruota e non dipende dal fatto che questa sia motrice o se la forza che la fa avanzare viene dall'esterno (tipo dal motore o da qualcuno che tira).
Quindi, concludendo, se si tira l'aereo in avanti per farlo avanzare rispetto al suolo (non c'è vento), o la sua velocità supera quella del rullo, o le sue ruote perdono l'aderenza e scivolano.

Spero di essere stato chiaro

E' chiaro che se il rullo corre all'indietro a una velocità esageratamente alta ci possono essere problemi di "grip" tra ruota e suolo.
L'elica tira avanti l'aereo, le ruote girano in folle (ma per girare hanno bisogno del grip tra ruota e rullo), ma se il tappeto corre esageratamente troppo in fretta tale "grip" può venire parzialmente a mancare o mancare del tutto, facendo sì che le ruote scivolino sul tappeto a mò di "frenata al contrario".
Ma aldilà delle formule (non sono purtroppo a mio agio con le formule, preferisco l'approccio più "sensitivo" della questione) le ruote di gomma di un aeroplano sono idonee a garantire un grip ruota-suolo elevato.
Detto in poche parole, anche se il tapis roulant corresse all'indietro a velocità doppia rispetto alla velocità di decollo dell'aereo, le ruote non avrebbero alcun problema a rotolare a velocità doppia.
Ma anche tripla o quadrupla, teoricamente non c'è limite fino a quando la gomma non esplode.
Ritengo quindi che il problema non si pone.
Se l'aereo decolla a suolo FERMO, e (immaginiamo) che raggiunta la velocità (all'aria) di 80 nodi le ruote girano... chessò... a 1000 giri al minuto, cosa succede se faccio andare indietro il suolo (il tapis roulant) a velocità tripla?
Praticamente niente, l'aereo decolla sempre a 80 nodi, ma le sue ruote gireranno in folle tre volte tanto.
Tutto qui.
Finchè c'è il giusto grip ruota-tappeto, quelle girano, non hanno problemi.

[Aldus]

Vi ripropongo la domanda:

Che cosa succede se faccio girare il tapis roulant in AVANTI, in direzione di decollo?

Questa è più bella, fidatevi, usate l'immaginazione.

[Paolo_61]

Aldus, credo che più del grip fra ruota e nastro, quello che conta sia il basso attrito garantito dai cuscinetti su cui sono imperniate le ruote. In teoria attrito zero (cuscinetto perfetto), fino a quando la gomma non scoppia non ci sono differenze che l'aereo sia su terreno fermo o sul tapis roulant. A cuscinetto bloccato si torna al caso del mattone quadrato.

[Aldus]

Ovviamente.
Infatti si suppone ruote che abbiano cuscinetti a posto e ben lubrificati.
Altrimenti appunto sarebbe come decollare (anche sul normale suolo) a freni tirati.
Lasciando quindi stare la questione cuscinetti concentriamoci solo sul grip (che di fatto è molto importante) e su cosa succederebbe se faccio andare il tapis roulant (che ipotizziamo essere di asfalto, come fosse la pista) in AVANTI, in direzione di decollo.
Quì si ottengono cose buffe.

[Paolo_61]

Ammettendo di accelerare il tapis roulant esattamente come l'aereo, decollerei con le ruote ferme e quindi apparentemente fermo (rispetto al tapis roulant) ma ovviamente in movimento rispetto al vento relativo.
E' un po' come mettere un biplano (o meglio ancora un aliante o un deltaplano) sulla prua di una portaerei messa controvento e spinta alla massima velocità. Anche con i mozzi bloccati a un certo punto l'aereo si alza per il vento relativo. Alla fine il sistema di riferimento per il volo è l'aria, tutto il resto a poca importanza.

[Challenger3]

Avete ragione voi
Mi sono sbagliato... il ragionamento che ho seguito valeva per un problema simile che avevo trovato su un sito qualche mese fa ma che formulava condizioni diverse sulla velocità del rullo rispetto alle ruote dell'aereo (se non ricordo male uguale alla velocità periferica).
Tra l'altro usando un approccio diverso con un bilanciamento di forze si arriva alla conclusione che per far accelerare l'aereo è sufficiente che la spinta dei motori sia semplicemente maggiore delle varie forze d'attrito (cosa sicuramente vera anche con una velocità delle ruote doppia, finchè le ruote non scoppiano!).
Avrei dovuto leggere meglio le ipotesi nel primo post...

[Aldus]

Ammettendo di accelerare il tapis roulant esattamente come l'aereo, decollerei con le ruote ferme e quindi apparentemente fermo (rispetto al tapis roulant) ma ovviamente in movimento rispetto al vento relativo.

E fin qui ci siamo.
Finchè il tappeto "corre" (nella direzione di decollo) a velocità inferiore o uguale a quella di decollo, nessun problema, l'aereo decolla.
Ma se porto il tappeto a velocità doppia, che succede?
(l'ho detto che questo esperimento è più interessante dell'altro)

[Paolo_61]

Ammettendo come sempre attriti trascurabili, ho le ruote che girano "al contrario" ma la corsa di decollo resta identica sotto tutti gli altri aspetti. Per assurdo però un osservatore solidale con il tappeto vede l'aereo che decolla "a marcia indietro" e se è protetto dal vento relativo e non ha riferimenti esterni trova probabilmente il fenomeno inspiegabile.

[Aldus]

Negativo, non decolla.