Gamedev-вопрос из школьной физики: мощность эквивалентна силе?

Question

[barkalov]

Привет!
Делаю игру про космос (так, в качестве развлечения). Кеплеровские орбиты, обычная ньютоновская физика. Так вот.
У космического корабля есть двигатель. Я хочу ограничить его мощность неким параметром (или кривой), чтобы всё было как по-настоящему.

Двигатель управляется функцией, принимающей на вход значение силы F, в ньютонах. (Внутри функции делим Fdt на массу, получаем ускорение, его прибавляем к скорости и полетели, и так 50 раз в секунду, всё как обычно).

То есть мне на входе нужно ограничить силу F. Зная максимальную мощность W.

По формуле W=dA/dt
A - работа. Которая в данном случае эквивалентна кинетической энергии E_k (я прав?).
Кинетическая энергия вычисляется по формуле E_k=mv²/2
То есть имея прошлое и новое значение скорости можем перевычислить dE_k и затем W. И наоборот.

Но. Меня одолевают сомнения:

1. Не зря ли я прогуливал физику в школе?
   
2. Не одно ли это и тоже в данном случае - мощность и сила (скалярно)? В данном случае - имеется ввиду то, что сила одна, масса постоянна, никаких потенциалов нет (гравитация считается отдельно), а расчет дискретен по времени (то самое dt) - старый добрый метод Эйлера.
   

Могу ли я просто ограничивать силу, считая что ограничиваю мощность. Корректно ли это с точки зрения Исаака Исааковича?

Answer 1

[pi314]

Если только двигатель не на сверхбыстрых фуфлонах, ускоряемых торсионными полями, то "чтобы всё было как по-настоящему" нужно учитывать уменьшение массы, неизбежно имеющее место быть по мере работы двигателя :)

Comments

[barkalov]

@pi314 Справедливо. Так оно и есть. Но изменение массы "за скобками" - в пределах dt можно считать массу константой.
Эх, а на вопрос никто не ответил. Где же @Petroveg, @Fesor которые всё знают...

[pi314]

@barkalov Ну, по сути вопроса мне, например, просто не до конца понятен физический смысл требуемого ограничения... Если указанная сила F - развиваемая двигателем тяга, а "ограничение" подразумевает, что эта тяга просто не должна превысить некоторый заданный предел, то рассуждения кажутся мне справедливыми, ибо мощность двигателя (в терминах ньютоновской механики) есть способность двигателя развить определенную тягу (момент силы). Для грубой модели такой подход сойдет.

Более реалистичной была бы модель, учитывающая 1. инерционность двигателя (грубо - если пилот скачкообразно переведет РУД на взлетный режим, изменение F займет некоторое время) и нелинейность зависимости производимой тяги от, скажем, количества сжигаемого топлива (или чего-то другого, выступающего в модели в качестве управляющей величины).
Вспомните "автомобильные" графики зависимости развиваемого крутящего момента от оборотов двигателя внутреннего сгорания. (Не считая себя великим физиком, рискну тем не менее предположить, что аналогичное явление должно наблюдаться для реактивного двигателя на сжимаемом рабочем теле).

[barkalov]

@pi314 Дадада, всё именно так как вы говорите. Я хочу ограничить мощность не константой а кривой, задаваемой в редакторе. Кривая как раз характеризует макс. момент мощности от "оборотов" (то, насколько максимально возрастёт мощность в зависимости от ранее развитой). Как тот самый крутящий момент в авто, только некрутящий. И топливо тоже учитывается, да.

Хотелось понять корректно ли называть в этом случае значение силы мощностью. А кривую соответственно - максимальным моментом мощности.

Спасибо, что развеяли мои сомнения!