Спор по физике.

Question

В вакуме, в идеальных условиях движется паровоз и одинаковой скоростью. Как будет выглядеть столб дыма от трубы (задача без подвоха, пар передает энергию колесам) который выходит тоже с постоянно одинаковой скоростью. Я утверждаю, что вектор движения паровоза складывается с вектором движения дыма. Дым будет идти вертикально паровозу под 90 градусов. Так ли это? необходимо математическое доказательство.

Answer 1

Для начала - водяной пар не виден, виден туман - конденсат пара в мелкие капельки. Конденсат образуется при достижении точки росы. В вакуме точка росы не бывает.
Теперь перейдём к дыму. При сгорании угля образуется углекислый газ, угарный газ, прочие газы, которые не видны глазом. Видим мы частички несгоревшего угля (сажа) и частички золы. При движении в вакуме, но при наличии гравитации, частички будут сначала двигаться вверх, а потом осядут. Поднимутся они выше, чем в атмосфере (без учёта ветра, считаем, что его нет) , но в вакуме "хвост" на выходе из трубы будет шире за счёт разлёта газов в вакуме (поэтому сопла ракет делают специальной формы для направления газовой струи в нужном направлении) .
И да, относительно паровоза дым идёт вверх, для наблюдателя сбоку - векторная сумма скоростей выхода дыма и движения паровоза. Это в начале. А в результате траектория движения твёрдых частиц будет в виде симметричной параболы.

Answer 2

На дым так же будет действовать гравитация, скоре всего он просто будет прижиматься к земле из-за отсутствия воздуха. А без гравитации трения с рельсами не будет и паровоз не поедет. Но какое-то время будет двигаться по инерции с паровозом.