Страницы: 1

Автор	Сообщение
Toxik интересующийся Группа: Участники Сообщений: 9	Добавлено: 21-10-2009 13:33
	Все когда-нибудь спрыгивали с карусели, получается - мы - летим, карусель - стоит и крутится. А теперь представьте, что карусель находится в невесомости, с нее по касательной спрыгивает космонавт и летит со скоростью V. Вопрос, а как будет двигаться карусель? Не, понятно, что полетит вращаясь в противоположную сторону, но с какой скоростью будет двигаться, и с какой вращаться? Пусть массы космонавта и карусели равны, и равны m, момент инерции карусели - I, космонавт оттолкнулся перпенликулярно радиусу карусели r и полетел со скоростью V. Найти - скорость и частоту вращения карусели. Задачка, вроде, простая, но сам я решить не смог. Цитировать
khd2 завсегдатай Группа: Администраторы Сообщений: 244	Добавлено: 30-10-2009 22:12
	А какое отношение эта задачка имеет к тематике сайта и форума? Для решения отвлечённых физических задач, наверное, есть другие форумы! Правда эта задачка отнюдь не простая, и, кстати, не указана исходная скорость вращения карусели (или она покоится?). В любом случае решать следует через энергии с учётом закона сохранения импульса при отталкивании. При этом учесть, что пока космонавт держится за карусель, всё это вращается не вокруг оси карусели, а вокруг их общего центра масс, который в момент отталкивания выступает в роли оси рычага, делящего полученный каруселью при отталкивании импульс между её поступательным и вращательным движениями. К тому же это же положение центра масс определяет и тангенциальные скорости как космонавта, так и центра масс карусели в момент их разделения, так что если система уже вращалась изначально, то карусель получит поступательное движение даже в случае, если космонавт не оттолкнётся от неё, а просто отстыкуется (т.е. без новых затрат энергии и передачи какого-либо дополнительного импульса). Если считать систему изначально покоящейся, а космонавт отталкивается тангенциально, то при прочих указанных условиях центр масс будет посередине радиуса, поэтому полученный каруселью импульс разделится пополам — половина энергии пойдёт на поступательное движение, половина на вращательное. С поступательной скоростью, думаю, всё очевидно, а скорость вращения вычисляется через момент инерции и радиус карусели. Цитировать
Toxik интересующийся Группа: Участники Сообщений: 9	Добавлено: 31-10-2009 10:29
	К тематике форума - задачка имеет САМОЕ ПРЯМОЕ отношение. В общем то, khd2 вы и сами уже сказали, какое, только не поняли. полученный каруселью импульс разделится пополам — половина энергии пойдёт на поступательное движение, половина на вращательное. ВОТ ИМЕННО, только не половина, соотношение - будет другим, и что-то у меня не получается его высчитать (лишку неизвестных), потому и просил попробовать посчитать кого-другого, и выложить методику :). А теперь - смотрите, импульс системы первоначально был равен нулю (покоились карусель и космонавт), после отталкивания - импульс карусели равен импульсу космонавта, вот только импульс космонавта - это только импульс поступательного движения, а импульс карусели - делится на 2 части (поступательное и вращательное). То же, и с точки зрения энергий - часть сообщенной карусели энергии идет на раскручивание, и только часть - на ускорение. А в итоге - получается, что ЦЕНТР МАСС СИСТЕМЫ начинает ДВИГАТЬСЯ вслед за космонавтом, т.е. система (пусть и не замкнутая) ОТТОЛКНУЛАСЬ САМА ОТ СЕБЯ. Остальное - дело техники. Цитировать
khd2 завсегдатай Группа: Администраторы Сообщений: 244	Добавлено: 05-11-2009 22:59
	К тематике форума - задачка имеет САМОЕ ПРЯМОЕ отношение. ... ВОТ ИМЕННО, только не половина, соотношение - будет другим, и что-то у меня не получается его высчитать (лишку неизвестных) Предупреждать надо! А из чего следует, что соотношение будет другим? Если не из расчёта, значит из эксперимента? «Ощущение» аргументом не является! У меня вот «ощущение», что пополам, а значит ничего необычного я не ожидаю, потому и решил, что offtop! А так да, система пришла в движение вслед за космонавтом, и если он вернётся обратно к оси карусели (скажем, примагнитится), затем снова переберётся на край и оттолкнётся, то центр масс системы ещё ускорится в том же направлении... и так далее. Действительно, получается некий инерциоид, где «ненужный» линейный импульс «консервируется» во вращательном движении. Интересная и перспективная мысль! Правда, это не "вечный двигатель", но зато безопорное движение, хоть и не очень быстрое (ограничено скоростью отталкивания космонавта)! Цитировать
Toxik интересующийся Группа: Участники Сообщений: 9	Добавлено: 05-11-2009 23:14
	Решил я эту задачку, если массы карусели и космонавта равны, а карусель - принять цилиндром, радиусом R, то мгновенный центр скоростей будет располагаться от центра на 3/5 R, скорости космонавта и карусели, соответственно, будут относиться как 5 к 3-м. Другими словами - математика (заметьте, стандартная, для решения использовал законы сохранения энергии, и импульса) подтвердила догадку. Эксперимент - тоже, сшибание и расталкивание двух грузов - дают нужный эффект (суммарная скорость системы не равна нулю. Самый простой опыт, который сделать стоит - положить на лист бумаги цилиндрик, и вытаскивать листок из-под него. Пока тащишь - цилиндрик едет, одновременно - катясь по листку, лист заканчивается - цилиндрик встает как вкопаный. А не было бы трения - так же и продолжал бы крутиться и лететь. Предупреждать надо! Как раз не надо :) вот видите, какая хорошая идея лежала на самой самой поверхности - и никто ее не замечал, в том числе - и физики, сказавшие что замкнутая система не может самоускоряться. Так что - сейчас делаю безопорный движитель в металле. А что - логично, ракета летит, отбрасывая массу. Значит, нужно оттолкнуться от чего-то, что имеет инерцию, но не масса. И есть такая величина в механике - момент инерции Цитировать
Toxik интересующийся Группа: Участники Сообщений: 9	Добавлено: 05-11-2009 23:21
	хоть и не очень быстрое (ограничено скоростью отталкивания космонавта)! Не совсем так. Если космонавт привяжется "за веревочку", то когда она натянется, сила инерции космонавта и сила натяжения веревки будут направлены не в разные стороны, появится равнодействующая, и тут же все "исправит" - космонавт закрутится вокруг карусели в другую сторону, а система в конце концов остановится (вся скорость перейдет во вращение космонавта). Впрочем, остальное - дело техники, я нашел способ и этого избежать, и карусель с космонавтом вернуть в первоначальное положение (скорость после "прыжка" сохраняется), значит - систему можно использовать неограниченное число раз, постоянно увеличивая скорость. З.Ы. работающий вечный двигатель опробовал еще несколько месяцев назад. Могу объяснить, как получил эффект (тоже все на поверхности), но не для сайта, надеюсь еще когда-нибудь за это денег поиметь (ну, или премию Нобелевскую ) Цитировать
khd2 завсегдатай Группа: Администраторы Сообщений: 244	Добавлено: 06-11-2009 23:17
	какая хорошая идея лежала на самой самой поверхности - и никто ее не замечал, в том числе - и физики, сказавшие что замкнутая система не может самоускоряться Да, идея красивая и простая, как всё гениальное. И (по крайней мере на данный момент) я не вижу причин, по которым это не должно работать. А опыт надо провести с плавучим цилиндром в воде — там он тормозится не так быстро. Впрочем, остальное - дело техники, я нашел способ и этого избежать, и карусель с космонавтом вернуть в первоначальное положение (скорость после "прыжка" сохраняется), значит - систему можно использовать неограниченное число раз, постоянно увеличивая скорость. Да, есть красивый способ всё это сделать, а заодно также безопорно изменять направление движения (я имею в виду плавные повороты). Правда, при этом энергия, идущая на вращение "каруселей" будет превращаться в тепло при их торможении, которое придётся куда-то девать (излучать?). Что касается соотношения 3/5 — это для конкретных условий. С точки зрения наибольшей эффективности как можно большая часть "реактивного" импульса должна переходить во вращение, а не в поступательное движение "каруселей", но при этом общая масса системы не должна быть слишком большой (иначе разгоняться будет медленно). З.Ы. работающий вечный двигатель опробовал еще несколько месяцев назад. Могу объяснить, как получил эффект (тоже все на поверхности), но не для сайта, надеюсь еще когда-нибудь за это денег поиметь (ну, или премию Нобелевскую ) Безусловно, было бы интересно. Цитировать
Toxik интересующийся Группа: Участники Сообщений: 9	Добавлено: 07-11-2009 00:36
	Энергия в тепло - это только для модели, так мне проще. А потом - ставь генераторы, вырабатывай заново электрическую энергию. И греться меньше будет, и КПД в разы больше. Соотношение 3/5 - да, для конкретных условий. Предстоит найти еще "золотую середину" для максимального КПД. При бесконечно большом плече (приложения силы на маховик) - будет 100% вращение, но это - нереально, да и сила то там будет никакая (а именно сила отталкивает груз, и ускоряет систему). А если нет плеча - ракета получится, и никакого движения. Про ВД - мыло в личку скидывайте, напишу. Опять же повторюсь, от заинтересованных людей я тайну не храню, но на всеобщее обозрение в инет выкладывать, давайте не будем. Считайте, это так, "по секрету". Цитировать
khd2 завсегдатай Группа: Администраторы Сообщений: 244	Добавлено: 07-11-2009 15:10
	Энергия в тепло - это только для модели, так мне проще. А потом - ставь генераторы, вырабатывай заново электрическую энергию. И греться меньше будет, и КПД в разы больше. Действительно, в малых моделях с рекуперацией возни много, а толку мало — тепла и так легко рассеется. А при больших размерах это уже оправдано. Электричество оправдано, если использовать электромагнитный "толчок". А можно использовать и пневматику, и гидравлику (всё равно рабочее вещество движется по замкнутому циклу). Там может быть выгодна рекуперация в механической форме (повторное сжатие части отработавшего рабочего тела). Соотношение 3/5 - да, для конкретных условий. Предстоит найти еще "золотую середину" для максимального КПД. При бесконечно большом плече (приложения силы на маховик) - будет 100% вращение, но это - нереально, да и сила то там будет никакая (а именно сила отталкивает груз, и ускоряет систему). А если нет плеча - ракета получится, и никакого движения. Вся масса по возможности должна быть сосредоточена в "креслах", от которых отталкивается "космонавт". И кстати, "карусель" обязательно должна быть сбалансирована относительно оси вращения, а значит, состоять как минимум из двух "кресел" друг напротив друга. В противном случае мы получим как минимум вращение дебаланса и снижение эффективности (плюс лишняя вибрация). Так что эквивалентной моделью "карусели" должен быть не цилиндр, а кольцо. Про ВД - мыло в личку скидывайте, напишу. Опять же повторюсь, от заинтересованных людей я тайну не храню, но на всеобщее обозрение в инет выкладывать, давайте не будем. Считайте, это так, "по секрету". Так адрес указан в конце каждой страницы сайта, да и в профиле - khd2@yandex.ru А оригинальные чужие разработки я публикую только с разрешения или по просьбе автора (конечно, обсуждение того, что уже разошлось по Интернету в свободном доступе, в эту категорию не попадает). Цитировать
Toxik интересующийся Группа: Участники Сообщений: 9	Добавлено: 07-11-2009 15:44
	Письмо послал. Про массу - да, чем больше расстояние от масс до центра колеса - тем больше момент инерции, т.е. если рассматривать кольцо, то его МИ mr^2, а если цилиндр - mr^2/2, т.е. в два раза меньше, при той же массе. И, соответственно, кольцо, в 3 раза большее по диаметру, будет иметь (при той же массе) МИ в 27 раз больше. Другое дело, что сила может быть приложена не обязательно на таком же расстоянии, как и радиус маховика. Можно - ближе к центру, можно - наоборот, толкать в далеко вылетающий "выступ". Во втором случае - чем больше выступ, тем меньше движение и больше вращение колеса, правда, Если "вписываться" в габариты, то выгоднее сделать маховик большего диаметра. Но эти все зависимости еще нужно просчитать, графики построить, потом - выбрать оптимальные соотношения. Цитировать
khd2 завсегдатай Группа: Администраторы Сообщений: 244	Добавлено: 07-11-2009 22:55
	Письмо получил, спасибо! Что касается формы "карусели" и места приложения силы, то с точки зрения массогабаритных характеристик ИМХО всё однозначно: форма — кольцо, и "космонавт" отталкивается от этого кольца. Смещать точку приложения силы к центру имеет смысл только если толчок выполняется механическим способом и скорость толкателя достаточно мала (сравнима или меньше тангенциальной скорости кольца после толчка), либо длительность импульса велика. Толчок в длинный "выступ" кажется неоправданным, поскольку габариты всё равно определяются окружностью вращения наиболее выступающего элемента ротора. Так что здесь я не вижу необходимости в построении графиков. Графики имеет смысл строить для определения оптимального соотношения масс "космонавта" и "карусели". Цитировать
Toxik интересующийся Группа: Участники Сообщений: 9	Добавлено: 08-11-2009 00:20
	Ну, пока я только линейный электродвигатель сделал, на днях - займусь маховиками и прочей лабудой. Сильно отвлекает процесс внедрения еще одного изобретения :) Двигатель, пусть не вечный, но работает на разнице температур в 10-20 градусов (больше - лучше). Зато - очень прост и надежен, а таких перепадов температуры в природе дохрена, в том числе - полностью халявных и экологически чистых. И поскольку нашелся человечек, который мои разработки (начать - с этого движка решили - самый простой, и не такой "дикий", как ВД) взялся буржуинам продать, так что пока на творчество времени нет. Нужно все чертежи из головы на бумагу (ну, в комп) переносить. Цитировать
khd2 завсегдатай Группа: Администраторы Сообщений: 244	Добавлено: 08-11-2009 22:14
	Удачи! И интересно будет узнать о результатах. Цитировать
khd2 завсегдатай Группа: Администраторы Сообщений: 244	Добавлено: 16-11-2009 23:51
	Тут я вернулся к задачке о космонавте на карусели, и увидел, что мы упустили из виду существенную деталь — толчок нельзя считать мгновенным и надо обязательно иметь в виду, что при толчке опора уходит из-под ног космонавта. Предположим, что момент инерции "карусели" очень мал (она легка, а почти вся её масса сосредоточена в оси). Очевидно, что тогда при отталкивании вся скорость (и весь импульс) толчка перейдут во вращение карусели, а космонавт... останется практически на месте. То есть, чем большую часть импульса мы "консервируем" во вращательном движении, тем меньше будет поступательная (реактивная) скорость карусели, но тем меньше будет и поступательная скорость космонавта — ведь тем слабее будет его "опора". Цитировать
Toxik интересующийся Группа: Участники Сообщений: 9	Добавлено: 17-11-2009 00:34
	Предположим, что момент инерции "карусели" очень мал (она легка, а почти вся её масса сосредоточена в оси). В этом случае - все как вы и сказали. Но если момент инерции не равен нулю, то и скорость космонавта не останется нулевой, т.е. нужна легкая "карусель", но с большим моментом инерции. Я, кстати, об этом думал тоже, и придумал, как наладить "поезд" с Земли на Луну, который бы вообще не затрачивал энергии (только на коррекцию орбит.) Обсуждается здесь: http://www.skif.biz/index.php?name=Forums&file=viewtopic&p=210888#210888 Конечно, глобальнейший проект, но зато позволит дешево наладить "курсирование" кораблей между Землей и Луной с расписанием рейсовых автобусов !!! Цитировать

Страницы: 1

Отвечать на темы могут только зарегистрированные пользователи