Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В. М.
Введена 20.03.2008
Последнее обновление: Улучшена: 10.11.2009

Комментарии
к статье А. А. Иванова
«Неинерциальные замкнутые системы
и обоснование безопорного движения»

из сайта «Проект Освоения Космоса»

 

 

      Аннотация:    В статье приведены некоторые мои рассуждения о статье, посвящённой обоснованию безопорного движения, опубликованной в Интернете.

Для начала, я вынужден начать с самого начала (названной статьи).

Андрей Алексеевич заявляет, что:

- Если внутри космического корабля, неподвижно висящего в («инерциальном» – моё добавление) пространстве раскрутить маховик, пристёгнутый к полу, то этим самым кораблю будет передан определённый импульс.

С этим утверждением спорить невозможно. Поскольку раскручивание маховика в одну сторону непременно приведёт (через корпус привода маховика) к раскручиванию всего корабля в противоположном направлении. Вращение корабля будет происходить до тех пор, пока вращается маховик.

- Далее, раскрученный маховик отстёгивается от пола и поднимается на какую-то высоту. При таком поднятии никакого влияния на вращение корабля оказано не будет.

Не совсем понятно, а зачем было необходимо вообще его поднимать. Ведь, поднимая вращающийся маховик, экспериментатор сам становится связующим звеном между вращающимся маховиком и кораблём. Следовательно, реактивный момент, генерируемый корпусом маховика в ответ на вращение собственно маховика, экспериментатор обязан выдержать и передать его таки корпусу корабля. Если момент небольшой, то оно конечно! Но если реактивный момент заметно большой (в противном случае нет смысла говорить о передаче малюсенького импульса огромной массе космического корабля), то сила у экспериментатора должна быть недюжинной, чтобы самому удержаться на ногах да ещё передать через себя большую силу.

Так или иначе, но при подъёме вращающегося маховика над полом кабины корабля импульс вращения действительно не изменится. Так что с этим утверждением тоже невозможно спорить.

- А теперь, ВНИМАНИЕ!

Автор утверждает, что поднятый крутящийся маховик можно спокойно повернуть, например, на 90° и никакого влияния на вращение корабля опять же не будет оказано. Во всяком случае, именно так я понял текст в его статье.

Я думаю, что это – нонсенс!

Для поворота поднятого маховика (крутящегося или неподвижного – уже не важно) человек просто вынужден во что-нибудь упереться ногами. Из-за этого, момент вращения, приложенный к корпусу маховика, непременно будет равен моменту вращения такой же величины, но обратному по направлению, приложенному через ноги экспериментатора к корпусу корабля. То есть, импульс, изменяющий вращение корабля, таки будет передан кораблю! Скорость вращения корабля либо увеличится, либо притормозится. Это будет зависеть от направления поворота маховика относительно направления вращения корабля.

Причём, маховик можно поворачивать вокруг его собственной оси, а можно поворачивать на вытянутых руках вместе с экспериментатором вокруг оси его тела. Суть от этого не изменится!

Так что автор, похоже, в этом месте ошибается!

ПРИМЕЧАНИЕ 1

1. С моей точки зрения, если уж необходимо поднять маховик (не знаю зачем), то лучше было бы предусмотреть для этого, например, винтовой подъёмник, не нарушающий пространственной ориентации корпуса маховика относительно корабля.

2. Если поднятый и раскрученный маховик (а почему, собственно, поднятый?) вместе с его корпусом необходимо повернуть на какой-то угол, то это лучше всего выполнять не руками (причину - смотреть выше), а специальным механизмом. В этом случае становится очень понятным, что, при поворачивании корпуса вместе с вращающимся внутри него маховиком вокруг оси маховика (или вокруг любой другой оси), реактивный момент от такого поворота будет передаваться через механизм поворота корпусу корабля.

- Далее – без проблем. Чтобы остановить маховик, необходимо опять же упереться в корпус корабля и тем самым передать ему импульс. Вот только автор считает, что кораблю передаётся не импульс от торможения раскрученного маховика, а некий «заранее накопленный импульс». И не ясно, что автор называет «заранее накопленным импульсом»? Понятно, что перед торможением маховика корабль получил суммарный импульс от двух действий: от раскрутки маховика и от поворота его корпуса вместе с раскрученным в нём маховиком. Возможно, именно этот (суммарный) импульс автор как раз и называет «заранее накопленным». Тогда возражений нет.

Само торможение к ранее обозначенному суммарному импульсу добавит новый импульс с направлением, противоположным вращению корабля. Причем, приложить-то придётся не такой тормозной импульс, величина которого равна импульсу для первоначальной раскрутки маховика, а импульс, по величине равный суммарному.

В противном случае, корабль либо будет продолжать вращение, хотя и с замедленной скоростью, либо начнёт вращаться в другую сторону.

- Наконец, известно же, что внутри инерциальной системы абсолютно все силы, сгенерированные от механического взаимодействия с другими частями конструкции, полностью компенсируются силами реакций.

Я согласен с тем, что законы природы открывают люди. Но ведь открывают, а не создают!

Закон природы работает вне зависимости от того, откроют его люди или нет!

Законы природы не подделываются под существующую математику! Поэтому его нельзя вывести! Это существующую математику иногда приходится совершенствовать для того, чтобы можно было практически применять вновь открытый закон природы.

ПРИМЕЧАНИЕ 2

Все обсуждения ведутся пока в допущении, что отсутствуют силы трения внутри механизма маховика.

Но по большому счёту – это не принципиально. Просто тормозящий импульс потребуется уменьшить на величину, поглощённую силами трения.

- Далее, в статье имеется фраза «… в момент раскручивания и остановки маховика на предметы внутри корабля будут действовать силы не характерные для инерциальных систем. А ведь космический корабль - замкнутая инерциальная система. Или нет? Но если нет, значит, она неинерциальная, соответственно мы можем использовать этот факт для получения дополнительного импульса?»

Похоже, что в этих терминах автор барахтается не слишком уверенно.

Вероятно, полезным будет повторить здесь формулировку:

«Неинерциальная система отсчета - система отсчета, в которой не выполняется первый закон Ньютона. Неинерциальная система отсчета движется с ускорением относительно некоторой инерциальной системы отсчета».

В рамках этой формулировки получается, что наш космический корабль висит в пространстве инерциальной системы, поскольку все изменения его места нахождения и все вращения его осуществляется относительно некоторой системы координат, находящейся вне оболочки корабля. Сам корабль в этой паре считается системой неинерциальной, поскольку все силы, сгенерированные внутри него от механического взаимодействия внутренних компонентов, не приводят к изменению положения корабля в названной выше инерциальной системе координат. Любые предметы внутри корабля можно передвигать, переносить, кидать, катапультировать, сжигать, конденсировать и т. д. Корабль от этих действий останется неподвижным в инерциальной системе координат.

Исключение составляют центробежные силы, сгенерированные от вращения внутри корабля какого-либо груза (каких-либо грузов). Но в статье автора речь о центробежных силах пока не идёт.

ПРИМЕЧАНИЕ 3

Центробежные силы генерируются не от механического взаимодействия внутренних компонентов неинерциальной системы, а за счёт только того факта, некий груз перемещается по кривой траектории.

Диск маховика вращается относительно предметов внутри корабля. Поэтому для диска все предметы внутри корабля можно считать инерциальными. А вот сам диск маховика остаётся при этом неинерциальной системой для всех частиц материала, из которого изготовлен маховик; для всех метизов, которыми соединены части маховика; и т. д.

ПРИМЕЧАНИЕ 4

Встречаются маховики, диаметр которых изменяется в процессе вращения. В этих случаях уже сам маховик может считаться инерциальной системой для подвижных компонентов маховика.

ИТОГО.

Утверждение о том, что «космический корабль - замкнутая инерциальная система», скорее всего, придётся считать не вполне подходящим. Как я понимаю, автор намерен предложить нам устройство, обеспечивающее за счёт внутрикорабельных механических сил вызвать движение корабля в его инерциальной (внешней относительно корабля) системе координат.

Можно продолжить разборку приведённой выше фразы автора: «А ведь космический корабль - замкнутая инерциальная система. Или нет? Но если нет, значит, она неинерциальная, соответственно мы можем использовать этот факт для получения дополнительного импульса?»

- Утверждение о «замкнутой инерциальной системе» уже рассмотрено.

Предлагаю считать это утверждение случайной оговоркой. И что на самом деле автор хотел сказать: «А ведь космический корабль - замкнутая НЕинерциальная система. Или нет? Но если нет, значит, она Инерциальная, соответственно, мы можем использовать этот факт для получения дополнительного импульса?»

Как автор намерен «использовать этот факт для получения дополнительного импульса?» я надеюсь узнать ниже по тексту его статьи.

А пока предлагаю вернуться к самому началу фразы (после Примечания 2): «… в момент раскручивания и остановки маховика на предметы внутри корабля будут действовать силы, не характерные для инерциальных систем».

Лично меня очень интригует это: «… на предметы внутри корабля будут действовать силы, не характерные для инерциальных систем».

Я, например, не знаю какие это силы можно считать нехарактерными для инерциальных (неинерциальных?) систем!

Почтовый адрес, заявленный автором, к сожалению, неверен. Поэтому мне не удалось связаться с ним предварительно. Если Андрей Алексеевич посчитает для себя интересным, нужным и возможным, то я готово обсудить с ним все обнаруженные неточности.

- Впрочем, для дальнейшего разговора это всё, кажется не очень важным.

Очередная, интересная для меня, фраза из статьи: «Как известно, линейный безопорный двигатель создать невозможно. Нельзя получить прямолинейное движение, не передав при этом "точке опоры" равного, а главное обратного по направлению количества кинетической энергии. И я не собираюсь оспаривать этот очевидный факт».

А вот я как раз – собираюсь. Мне, например, очень интересен ответ на вопрос: «Почему эксцентриковый вибратор прыгает?». От вращения эксцентриков всё устройство подвергается воздействию на него центробежной силы, сгенерированной внутри вибратора. При этом вибратор, подпрыгивая, не отталкивается ни от чего и не передаёт ни какой опоре ни какого количества кинетической энергии.

Другое дело, что за время полного оборота эксцентрика вибратор, по сути, двигается вокруг одной точки. И по этой причине отсутствует его поступательное движение. Но это уже - тема для самостоятельного обсуждения.

Главное здесь то, что в каждый данный момент времени вибратор движется по направлению вектора центробежной силы, сгенерированной внутри замкнутой неинерциальной системы!

В итоге получается, что факт о невозможности безопорного движения не такой уж и «очевидный»!

- Возвращаюсь к статье.

На рисунке 1 авторской статьи показана схема крутильных весов, при помощи которых автор показывает присутствие смещения центра тяжести всей конструкции, возникающего от вращения маховика.

Я думаю, что не было необходимости такой эксперимент вообще проводить. И так понятно, что когда диск маховика вращается в одну сторону, вся конструкция, с которой связана ось маховика, в обязательном порядке будет вращаться в противоположную сторону. При этом конструкция постарается вращаться именно вокруг оси маховика. Но так как ось маховика отнесена от нити подвеса, последняя, естественно, последует за центром тяжести конструкции вокруг оси маховика. Вот Вам и смещение!

Осталось «совсем немного» до организации поступательного движения конструкции. А именно, во время остановки вращающегося маховика заставить конструкцию не возвращаться назад.

Именно тут и спряталась ловушка, поскольку торможение маховика в обязательном порядке потребует от конструкции возврата ранее полученного импульса от момента вращения. А, значит, конструкция просто вынуждена будет вернуться назад. Пока ещё ни кто (кроме самого Бога!) не может изменять законы природы. И, следовательно, все силы, сгенерированные от механического (контактного) взаимодействия частей конструкции друг с другом, обречены на полную взаимную компенсацию!

Таким образом, проведённый эксперимент не может быть доказательством возможности поступательного движения, получаемого по обсуждаемой кинетической схеме.

- Однако автор на этом не останавливается!

Он предлагает усложнить схему устройства – теперь уже движителя (правда, автор назвал это устройство не «движителем», а «двигателем», тем самым, признавая, что для перемещения транспортного средства, снабжённого подобным механизмом, опора потребуется в обязательном порядке).

Предлагаемый движитель представлен в статье рисунком 2.

Первое, что считаю необходимым отметить, это прикладывание к маховикам для их раскрутки не моментов, а сил. Чуть позже это замечание может нам пригодиться.

Итак, автор прикладывает силу F для раскрутки маховика В1. И указывает, что в соответствии с третьим законом Ньютона

FA + FB2 = - FB1

ПРИМЕЧАНИЕ 5

Надо полагать, что силы F и FB1 суть одно и то же.

Далее заявлено, что FA = FB2. Причём, ссылка делается опять же на третий закон Ньютона!

ПРИМЕЧАНИЕ 6

Поскольку автор не посчитал нужным дать к рисунку описание обозначений, постольку будем считать, что:

F – абстрактная сила, прикладываемая к абстрактному маховику, для его раскрутки

FB1 – сила, прикладываемая к маховику В1 для его раскрутки

FB2 – сила, прикладываемая к маховику В2 для его раскрутки

FA – сила, прикладываемая к штанге А из-за вращающихся маховиков (или из-за вращающегося маховика)

Мне всегда казалось, что для раскрутки маховика требуется приложить к нему не силу, а крутящий момент. Сила реакции корпуса на вращение маховика – тоже крутящий момент (направленный в противоположную сторону). Автор по своему желанию может разложить момент на силу и радиус её приложения. Но в этом случае, говоря о силе, обязан всегда «иметь в уме» и расстояние (радиус)!

Так вот:

Сила, приложенная к центру тяжести штанги, будет равна

FA = -МВ1 / RB1-A

где (и далее):

МВ1 – момент вращения маховика В1

RB1-A – расстояние от оси маховика до центра масс штанги

RB1-В2 – расстояние от оси первого маховика до оси второго маховика

В этой системе расчётов силе FB1 просто нечего делать, потому что не известно место её приложения. И, исходя из последнего, нет места равенству FA + FB2 = - FB1.

Но можно смело утверждать, что для остановки вращающейся штанги силу можно приложить к любой её точке. Если сила прилагается к точке А, то её разумно обозначить, как FA. Величина такой силы показана выше. Если сила прилагается к оси второго маховика (В2), то её разумно обозначить, как FВ2. Величина её будет равна:

FВ2 = В1 / RB1-В2

ПРИМЕЧАНИЕ 7

При таком количестве обнаруженных «неточностей» очень трудно продолжать анализ.

РЕЗЮМЕ

Попытка увидеть полезное зерно в остальной части статьи окончательно остановила меня. Оказывается, обнаруженные неточности не были ошибками. Это - элементарная неграмотность!

ДОПОЛНЕНИЕ 23.03.08

По прошествии некоторого времени я решил-таки посмотреть статью дальше. А вдруг что-нибудь обнаружится интересное!

Пытаюсь разобраться в следующих (по отношению к концу предыдущего анализа) четырёх строках с предлагаемыми автором формулами:

Ма = FА(а-в1), где а-в1 = 1/2, Ма = FА/2
Мв2 = FВ2(а-в2), где а-в1 = 1, Мв2 = FВ2
Мв1 = FВ1(в1-в1), где в1-в1 = 0, Мв1 = 0
МАВ1В2 = F (а-в1), где а-в1 = 1/2, МАВ1В2 = F/2

В первой формуле появился некий момент Ма.

Могу предположить, что это момент реакции штанги, вызванный вращением первого маховика. Правда, остаётся не совсем понятным, почему именно Ма, а не МА. Ну да ладно. Разъяснение, возможно, обнаружится далее.

В относительных единицах можно условно принять размер штанги, равным одной единице (например, 1м). Тогда радиус приложения силы FА относительно оси В1 действительно будет равным 1/2. И, соответственно, момент

МА = -FА / 2

Знак «минус» указывает на то, что сила FА создаёт момент реакции, направленный противоположно исходному воздействующему моменту от маховика В1.

Со второй строчки возникают нешуточные проблемы.

В статье написано, что момент реакции в центре второго маховика равен произведению силы FВ2 на расстояние от оси второго маховика до центра штанги.

Это – нонсенс!

Этого не может быть, потому что этого не может быть никогда!

Но дальше прямо написано, что

а-в1 = 1

Это должно означать, что имеется в виду не расстояние от второй оси до центра штанги, а расстояние от второй оси до первой оси. То есть, должно быть

MВ2 = -FВ2 ´ RB1-В2 = - FВ2

Если в этой формуле тоже принять во внимание знак «минус», а обозначение расстояния считать ошибкой, то всё, вроде, пока верно.

В третьей строке недвусмысленно указывается, что момент вокруг первой оси равен нулю! Вот, как говорится, «и приехали!». Интересно, а откуда тогда появляются моменты реакций МА и MВ2?

Наконец, четвертая строчка, похоже, окончательно добивает всякую попытку что-нибудь понять. В строке появился некий момент МАВ1В2.

Господа читатели, кто сможет объяснить мне, что означает это обозначение? Да к тому же этот, непонятно что означающий, момент оказывается равен произведению абстрактной (реально не существующей) силы на половину размера штанги.

На основании приведённых формул автор «успокоил» читателя, заявив, что взаимодействие частей АВ1 все же придаст В1 некий импульс силы, но он будет существенно меньше совокупности импульсов АВ2.

Интересно, а что означает эта «совокупность импульсов АВ2»?

И, наконец, под занавес:

«Соответственно МАВ2 <> -МВ1 - что вполне подтверждает, как вполне очевидный, факт вращения системы АВ1В2, так и, куда более интересный для нас, факт наличия положительного p и МА у всей системы МАВ1В2».

Вот так. И никаких сомнений!

Ведь напрямую сказано, что сумма моментов МА и MВ2 не равна моменту реакции в точке MВ1.

ПРИМЕЧАНИЕ 8

На всякий случай, считаю полезным освежить, что:

МА – реактивный момент вращения штанги из-за вращения маховика В1, когда к точке А прикладывается сила реакции FА

МВ2 – реактивный момент вращения штанги из-за вращения маховика В1, когда к точке В2 прикладывается сила реакции FВ1

И ведь нет чего возразить! Ведь и взаправду сумма моментов МА и MВ2 не равна исходному MВ1, поскольку формально эта сумма равна двойной величине MВ1. Не будем забывать, что момент МА и момент MВ2 – абсолютно одно и то же!

Сплошные ляпы!

Но для автора этих ляпов вполне достаточно, чтобы считать обоснование реальности безопорного движения от вращающихся маховиков!

Я же на этом, всё-таки и закончу!


Просмотров: 5353

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]