Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: ВПетров В. М.
Введена 07.07.2007
Последнее обновление: Исправлена: 3.11.2009

Часть 1.    Немного о движителях и 1-м законе Ньютона

 

      Аннотация:    В статье приведены некоторые мои рассуждения о трактовке 1-го закона механики, сформулированного И. Ньютоном и о соотношении с этим законом принципов работы центробежных движителей.

 

      Для начала – немного терминологии.

 

      Двигатель – устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в энергию механического движения. Например, электромотор преобразует  электрическую энергию в энергию вращения своего выходного вала. Двигатель внутреннего сгорания преобразует в движение энергию сжигаемого топлива. Газотурбинный двигатель реактивного устройства преобразует энергию топлива в энергию движения частиц выходного потока.

      Движитель – устройство, часть устройства или какая-то субстанция,  являющиеся последними в цепи явлений, обеспечивающих движение транспортного средства. В большинстве случаев для выполнения движителем своей функции (перемещать транспортное средство) требуется наличие внешней (относительно транспортного средства) материальной среды. Так, для традиционного автомобиля движителем являются его колёса, при условии, что имеется опорная поверхность (например, дорога). Для некоторых типов транспортных средств движителем является винт, при условии, что имеется внешняя среда, в которую винт имеет возможность «ввинчиваться» (например, вода для плавсредств или воздушная среда для винтовых летательных аппаратов).

      Для реактивных транспортных средств движителем является материал, выталкиваемый устройством за пределы своей собственной оболочки. В этих случаях наличие материальной внешней среды уже не требуется. Она скорее мешает, чем помогает. Но наличие вылетающего материала – совершенно необходимо.

      Движитель не всегда связан с движущимся объектом. Так, например, шайба оказывается в полёте после передачи ей импульса силы от удара клюшкой. В этом случае движителем является именно клюшка.

      Во всех рассмотренных случаях для факта движения объекта необходимо взаимодействие этого объекта с внешними (относительно оболочки объекта) физическими условиями.  Традиционный автомобиль не сдвинется с места, если под колёсами нет твёрдой основы. Фотонный корабль не сможет увеличивать скорость, если из него не вылетают фотоны. Металлический якорь электромагнита не начнёт втягиваться, если за пределами его оболочки не заработает генератор нужного магнитного поля.

      Однако существуют движители, для функционирования которых не требуется взаимодействие транспортного средства с внешними физическими условиями. Транспортное средство, оборудованное таким движителем, никакими своими частями не отталкивается от внешней среды.  Не «ввинчивается» в неё. Не выбрасывает из себя во внешнюю среду никаких материальных частиц. Не требует для своей работы наличия какого-нибудь внешнего физического поля (магнитного, электрического, теплового, гравитационного и т. д.). К таковым движителям я отношу центробежные, которые за счёт вращения грузов внутри самого движителя создают тяговое усилие, перемещающее транспортное средство.

      Транспортное средство – любая вещественная упаковка, внутри которой можно перемещать массу материи. В частном случае транспортным средством может быть даже «нульон» - материальная точка, не обладающая размерами, но имеющая массу (о «нульоне» смотреть статью в сайте www.petrovla.ru – глава САПР раздел ДВУХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ подраздел ЧАСТЬ 1).

 

      Теперь о сути.

 

      В литературе можно обнаружить трактовки принципа механики, установленного Галилеем и называемого 1-м законом Ньютона. Лично я не читал первоисточника и пользуюсь только его переводами на русский язык. Я полагаю, что эти переводы, как бы они не отличались друг от друга, достаточно точно передают смысл сформулированного закона. Из переводов я приведу здесь два, которые для меня кажутся наиболее интересными.

      «Если равнодействующая всех сил, приложенных к материальной точке, равна нулю, то точка находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения».

      «Материальная точка сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не выведет её из этого состояния».

 

      Из этих формулировок следует:

 

1.   Если РАВНОДЕЙСТВУЮЩАЯ всех сил,  приложенных к материальной точке, НЕ РАВНА НУЛЮ, то такая материальная точка будет перемещаться с ускорением. При этом в законе Ньютона отсутствует ограничение, касающееся того, что приложенные силы не могу быть внутренними. Другими словами можно заявить, что силы, генерируемые внутри материальной точки (внутренние силы), в совокупности с силами, воздействующими на точку извне (внешние силы), и участвующие в создании равнодействующей, не равной нулю, будут принимать участие в перемещении материальной точки. В частном случае – внешних сил вообще может не быть! И тогда материальная точка будет перемещаться только под действием внутренних сил!

2.   Тело будет находиться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока к нему не будет приложено воздействие от других тел.  При этом в законе Ньютона отсутствует утверждение о том, что «другое воздействующее тело» должно находиться обязательно за пределами перемещаемого. Другими словами, «воздействующим телом» может быть тело, находящееся ВНУТРИ перемещаемого объекта!

3.   Широко применяются устройства, генерирующее внутренние силы, равнодействующая которых не равна нулю. Например, эксцентриковые вибраторы. При этом никому не приходит мысль о нарушении законов Ньютона.

В своё время в продаже были прыгающие игрушки. Внутри игрушки вращающийся эксцентрик «трепыхал» игрушку вверх-вниз и вперёд-назад. В верхнем положении и в конце его игрушка имела возможность прыгнуть вперёд. Вначале нижнего положения движение ещё какое-то время продолжалось. Во второй половине нижнего положения игрушка могла бы двигаться назад, но её не пускали выпадающие из днища упоры (ворсинки наклеенной щётки). В начале верхнего положения игрушка поднималась над полом, но не настолько, чтобы преодолеть сопротивление упоров. Поэтому поступательного движения в обратном направлении не было. Даже в самом верхнем положении эксцентрикового грузика сила, поднимающая игрушку вверх, была недостаточной для полного отрыва её от пола. В то же время, с начала второй половины своего верхнего положения эксцентрик генерирует центробежную силу, горизонтальная составляющая которой двигает игрушку вперёд, поскольку ворсинки уже не мешают движению.

4.   Осталось совсем немного. А именно, добиться того, чтобы интегральная сила, развиваемая вращающимся эксцентриком, была больше в «прямом» направлении и значительно меньше – в «обратном». В этом случае интегральная разность будет отличаться от нуля, и, следовательно, тело должно начать самоперемещение без применения упоров (ворсинок)!

      В следующих частях будут рассмотрены и проанализированы некоторые схемотехнические решения центробежных движителей.


Просмотров: 2867

Комментарии к статье:


Ваще сообщение:
 

 

Добавить комментарий

[B] [I] [u] [S] [2] [2]       [TAB] [∑] [∓] [≈] [≠] [≤] [≥] [π] [×] [√]       [RED] [GRE] [BLU]

[α] [β] [Γ] [γ] [Σ] [σ] [Δ] [δ] [Ω] [ω] [μ] [Λ] [λ]