додати матеріал


Кінематика обертання

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Дорогі читачі, дуже прошу Вас ставитися до всього викладеного в даній статті, як до мою особисту думку, зовсім не остаточного. Мені й самому важко уявити, що описане реально. Буду радий якщо комусь із Вас моя стаття додасть інтересу до наук. Для тих же з Вас, хто вважає, що незвичайних, описаних у статті ситуацій не може бути - тому що цього не може бути ніколи. Для тих я адресую наступні слова: "Безглуздість - ненауковий термін. Розмірність фізичних величин-не догма, а штучне засіб для опису реальних процесів. І що б Ви робили без деяких підручників, що б довести правоту законів? "
 

Секрет літаючої тарілки або протиріччя в деяких умах.
 
 
Прийнято вважати (офіційної - академічною наукою), що в
макросвіті не існує інших способів руху, крім опорних (у вузькому сенсі реактивних). Тобто немає руху без відштовхування (притягання) від чого (до чого) або, відкидання маси (в сенсі причини - початку) і т.д. Далі стверджується, що в будь-якої замкнутої системі (сума зовнішніх сил = 0), містить в собі джерело (причину) руху (тобто силу, енергію), координати центра маси системи щодо інерціальної системи відліку, залишаються незмінними. Так центри мас всіх замкнутих систем, що включають в себе будь-які відомі рухомі літальні апарати і землю, залишаються на землі (точніше всередині земної кулі). Згідно з цими ж загальноприйнятими уявленнями влаштовані всі рухові і відповідно транспортні системи (ККД яких, як відомо далекий від 100%).
Головні закони фізики (механіки): три Закону Ньютона та наслідки з них - закони збереження енергії, імпульсів, моментів імпульсів. З цих законів (при акуратному, коректному їх застосуванні) не випливає необхідність збереження координат центру маси замкнутої системи, що включає рухомі об'єкти і причини їхнього руху (опори - сили).
    
Розглянемо як приклад альтернативного без опорного (в сенсі без наявності зовнішньої сили) механічного руху, таку задачу:

Умова задачі:

До циліндру з радіусом основи R і масою m прикріплена жорстка невагома платформа (центр кульки і центр циліндра знаходяться в площині zy), на якій знаходиться кулька, радіус якого r і маса m. Після вибуху (тонкий червоний шар) частину енергії перейшла в кінетичну енергію циліндра і кулі E.


Як будуть співвідноситися кількості прямолінійних, поступальних рухів кулі і циліндра після вибуху?
Вирішуємо задачу за допомогою другого і третього законів Ньютона, законів збереження імпульсу, моменту імпульсу та енергії.
Другий закон Ньютона говорить - Зміні руху бути пропорційним діючій силі і відбуватися вздовж прямої, по якій ця сила додається.
Сучасне трактування другого закону - Швидкість зміни імпульсу тіла дорівнює векторній сумі діючих на нього сил: dp / dt =  F i..
(Під імпульсом, у відповідності з оригіналом закону, слід розуміти суму кількостей всіх рухів (імпульсів і моментів імпульсів), як обертальних - так і поступальних. Автор)
Третій закон Ньютона говорить - Будь-яка пара частинок (тіл) системи діє один на одного з силами, рівними за величиною і спрямованими в протилежні сторони вздовж прямої, що з'єднує ці частки (центри мас тіл).
У природі немає односторонніх дій, є тільки взаємодії. Діюча і протидіюча сили мають такі особливості: обидві ці сили мають однакову природу; сили рівні за величиною за будь-яких рухах взаємодіючих тіл один щодо одного; ці сили прикладені до різних тіл.
Рішення:
У використовуваному для вирішення завдання другому законі Ньютона, не розрізняються обертальне і поступальний руху. Тому немає необхідності робити такі відмінності і в наслідках з цього закону - законах збереження ... Тоді напрямки обертального, поступального руху циліндра і дії прикладеної до циліндра сили, слід вважати однаковими. Таке рішення є законним і не позбавлене фізичного змісту (хоча і меншою мірою, стосовно до нашої задачі), так як в дійсності (експериментально), обертове тіло може передати енергію іншому тілу, зумовивши його поступальний, прямолінійний рух. Напрямок такого поступального руху збігається з напрямом дії сили, що викликала обертання першого тіла. Іншими словами, істотна характеристика будь-якого, в тому числі і обертального руху - це напрям дії сили, що є причиною такого руху.
І дійсно, якщо припустити зворотне вищесказаного, то тоді у разі розльоту двох тіл під дією загальної пари сил, в замкнутій системі, (як у нашій задачі), відповідно до теорії абсолютно пружного удару, виникає наступна ситуація: Друге тіло рухається не тільки поступально, але і обертається. Енергія цього обертання, разом з енергією поступального руху може бути повністю передана третій тілу, яке буде рухатися тільки поступально і прямолінійно. Тоді значення нового імпульсу третього (наголошеної) тіла перевищить значення імпульсу другого (вдаряє) тіла, в якому не враховувалася кількість його обертального руху. Але згідно допущеному припущенням, величина імпульсу першого, не обертового тіла = величині імпульсу другого тіла, в якому не враховується кількість його власного обертання. Така ситуація неминуче призводить до протиріччя з законом збереження імпульсу. Суперечність із законом в описаному випадку, тим більш очевидно, що можлива і зворотна ситуація, коли перше (не обертається) тіло передасть всю свою енергію іншому тілу, повідомивши йому обертання. Неврахування такого обертання в імпульсі останнього (наголошеної) тіла, робить значення його імпульсу менше значення імпульсу вдаряє тіла, що знову ж таки призведе до протиріччя з законом.
Припустимо:
1. Маса циліндра> маси кулі. Момент інерції циліндра щодо його центру має значення, яка обумовлює таку швидкість руху кулі, яку він мав би за умови рівності мас кулі і циліндра, але у випадку, коли сила, прикладена до циліндра, була спрямована до центру циліндра і не призвела б до його обертанню . Очевидно, що такі значення маси і моменту інерції циліндра можуть реально існувати.
2. Циліндру, за допомогою прикладеної до нього сили, передається кількість поступального руху, яке дорівнює кількості поступального руху кулі.
Приймемо масу кулі, прискорення і швидкість його поступального руху рівними 1, тоді кількість поступального руху циліндра, теж має дорівнювати 1, а прискорення і швидкість його поступального руху = w2 = v2 = m1/m2. Тоді, відповідно до вищезазначених допущеннями, кількість поступального руху циліндра в даній задачі = кількості поступального руху передбачуваного циліндра (m 3), у якого (при всіх рівних з умовами завдання зовнішніх умовах) маса = 1 і сила прикладена до його центру. Опишемо це рівність імпульсів двох циліндрів рівнянням m 2 v 2 = m 3 v 3 = 1.
Згідно з третім законом Ньютона, сила, прикладена до циліндра чисельно дорівнює силі прикладеної до кулі. З рівності сил прикладених до обох циліндрах, відповідно до другого допущенням, випливає інше рівність F = m 2 w 2 = m 3 w 3 = 1
З обох рівнянь випливає, що виконання допущення 2., Для циліндра в даній задачі, можливо тільки за умови докладання сили до центру циліндра, тому що в противному випадку частина сили піде на роботу по обертанню і тоді швидкості поступального руху виявиться недостатньо для рівності імпульсів ( не включають обертання) кулі і циліндра. Що не відповідає початковим умовам. У дійсності, "імпульс" - кількість прямолінійного руху циліндра буде дорівнює різниці імпульсу кулі і "моменту імпульсу" - кількості обертального руху циліндра.
Звідси висновок - закон збереження імпульсу не порушується, якщо під імпульсом розуміти суму кількостей всіх рухів (і обертального), що походять від однієї (загальної) сили. Як і заповідав великий Ньютон.
Закон збереження імпульсу: імпульс системи до вибуху дорівнює нулю, так як система замкнута він буде дорівнює нулю і після вибуху.
P = const = 0 = m1v1 + m2v2 + Iw => m1v1> m2v2
W - кутова швидкість обертання циліндра. I - момент інерції циліндра.
Кількість обертального руху циліндра щодо незалежної інерціальної системи відліку = 0, а точніше кажучи - не має фізичного сенсу. Усередині ж описаної в задачі замкнутої системи, кількість обертального руху циліндра тотожне імпульсу, що має спільну з обертанням причину - силу, має однакову з таким імпульсом напрямок і враховується нарівні (разом) з ним. Так як момент імпульсу - це міра обертального руху тіла, то у відсутності реального обертання кулі, наділяти його яким би то не було моментом імпульсу (крім = 0), не має фізичного сенсу. Таким чином, в задачі, момент імпульсу замкнутої системи до і після вибуху, слід розуміти = 0.
Закон збереження енергії: енергія Е складається з кінетичної енергії не обертається кульки, кінетичної енергії поступального руху циліндра і кінетичної енергії обертального руху циліндра:

Кількість поступального руху циліндра, в нашій завданню буде свідомо менше ніж у кулі. Отже, центр маси замкнутої системи неминуче зміститься, що служить прикладом "без опорного" або "само" руху.

І так центр маси замкнутої системи (куля - циліндр) після розльоту починає рухатися в напрямку руху кулі. Тепер за допомогою нескладного технічного рішення (по типу сполучної штанги), ми забезпечуємо непружний удар кулі з циліндром - і в результаті отримуємо поступальний рух всієї системи. Що й сподівалися довести.
      Сучасна техніка і технології дають достатній вибір варіантів (можливостей) зробити цей процес замкнутим, циклічним (розштовхування + стягування центрів мас) з мінімальними втратами на тертя і шкідливий розігрів і для перекладу енергії обертання "циліндра" через зняття ЕРС індукції в частину енергії для розштовхування і або стягування. У мене є кілька цікавих рішень.
      Рушій, що працює на такому "без опорному" принципі може використовуватися на будь-якому транспорті, включаючи літаючі тарілки, вилки і т.д. Економічний ефект від таких "саморушних" систем, на мою особисту думку, може бути порівняний з переходом від древнього волока до магнітній подушці або від парових до електродвигунів. Коротше кажучи, перспективи впровадження даного принципу можуть губитися далеко в зоряних туманностях.
      Досить сказати, що при установці нового двигуна на автомобіль (незалежно від джерела живлення, виду палива), відпадає необхідність у всіх вузлах і агрегатах забезпечують передачу обертання з ведучого вала двигуна на колісну пару (вісь). У тому числі колінвалів, распредвалах, коробці передач, зчепленні, гальмах (на колесах) і т. д. А це до 50% ваги авто і купа шкідливого тертя і нагрівання. Крім цього протектор на шинах не потрібний, як і в літаків.
      Крім цього, якщо це припущення підтвердиться на практиці, то всі науки отримають грандіозний імпульс до розвитку, нових відкриттів. Але це вже тема іншої статті.
 
 
Ілля Сухарєв Москва березень 2002р.
E-mail: TON@DATELINE.RU
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Фізика та енергетика | Стаття
23.1кб. | скачати


Схожі роботи:
Кінематика і формули
Кінематика хімічних реакцій
Кінематика матеріальної точки
Механіка кінематика коливання і хвилі
Кінематика і динаміка поступального руху
Кінематика і динаміка матеріальної точки
Обертання Землі
Опис обертання
Форма і обертання астероїдів
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru