Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В. М.
Введена 27.04.2008
Последнее обновление: Дополнена: 28.05.2008

Комментарии к статье
«Рычажный инертодвижитель»

из сайта www.zhurnal.lib.ru

 

 

      Аннотация:    В статье приведены некоторые мои рассуждения о статье, посвящённой размышлениям на тему безопорного движения.

 

 

Автор (мне автор пока не известен) заявляет (я позволил себе лёгкое редактирование речевых оборотов, опечаток и выделение некоторых терминов жирным шрифтом):

Представим конструкцию, состоящую из основания и менее массивного рычага, прикреплённого к основанию при помощи петли. Вся масса рычага, для определённости, сосредоточена в грузике (Рис. 1).

Рис. 1

Мысленно предположим, что всю эту конструкцию удалось поместить в условия, где полностью отсутствует какое-либо вещество (это соответствует обиходному термину «вакуум») и где можно пренебречь наличием сил гравитации (например, устройство находится в контейнере, летящем вокруг Земли).

Если в этих условиях привести каким-то способом в движение рычаг, вращая его вокруг оси петли, то рычаг, вращаясь, будет пытаться оттолкнуться от основания. Соответственно, и основание будет поворачиваться в сторону, противоположную вращению рычага (тянуться к грузику), пусть даже поворот основания произойдёт на сколь угодно малый угол.

Если, например, рычаг будет перемещаться в направлении синей стрелки, опираясь на основание в точке петли, то основание будет двигаться в сторону розовой стрелки. Основание с петлёй и грузик будут поворачиваться в разные стороны вокруг центра масс конструкции. Центр же масс естественно никуда не сместится. Все силы при таком движении приложены к петле.

ЗАМЕТКА 1

1. Схема, реальнее отображающая сложившуюся ситуацию, предложена мною в виде рисунка 1а.

Рис. 1а

На рисунке грузик изображается зелёным кругом. Основание – прямоугольником. Центр массы основания – чёрным крестиком. Центр массы устройства (основание плюс грузик) – красным крестиком. Направление вращения грузика – голубой стрелкой. Направление вращения основания – розовой стрелкой).

Центр массы основания вращается по розовой окружности.

Центр массы грузика – вокруг центра розовой окружности.

2. Автор, разумеется, может представить себе любую удобную для себя обстановку. Но суть заключается в том, что обсуждаемое устройство не знает о том, куда его поместили, и поэтому ведёт себя в соответствии с известными законами физики. А именно:

При движении грузика вверх (по синей стрелке) рычаг будет вращаться против часовой стрелки (если смотреть на схему рисунка 1).

Момент вращения рычага вокруг общего центра масс по величине совпадает с моментом вращения основания вокруг той же точки, но противоположен по направлению.

Я бы поправил утверждение Автора о том, что основание будет «тянуться к грузику». На самом деле основание будет вращаться вокруг центра общей массы, и по этой причине будут моменты, когда центр массы основания приближается к грузику. Но затем основание начнёт удаляться от грузика. Далее цикл повторяется.

Помимо «удаления-приближения» основание будет совершать колебательные движения «вверх-вниз». Это будет зависеть от пространственного положения грузика!

Впрочем, всё вышесказанное пока ни на что не влияет. Так что пусть будет!

Далее, Автор пристраивает к основанию уже два симметрично расположных рычага с грузиками.

Теперь возьмём другую конструкцию (Рис. 2):

Рис. 2

Понятно, что здесь два одинаковых рычага с грузиками, вместо одного, прикреплены к основанию симметрично. Если вращать рычаги синхронно так, что они вращаются в противоположные стороны (направления показано на рисунке синими стрелками), то основание будет совершать поступательное движение (розовая стрелка). Центр масс опять остаётся неподвижным.

Пока возразить нечего, кроме мелочи. А именно:

Основание НЕ будет двигаться ни вверх (по розовой стрелке), ни вниз (по голубым стрелкам). Основание останется на месте! Так как оно (основание) по умолчанию считается жёстким.

Для пояснения моих заявлений я предлагаю схему на рисунке 3.

Рис. 3

На рисунке 3 отсутствует розовая стрелка, символизирующая подъёмную силу, якобы возникающую от вращения грузиков.

Если бы применялось упругое основание (например, резиновое), то в одних позициях грузиков (как показано на рисунке 3)) основание действительно будет подниматься вверх, одновременно растягиваясь. Но в других позициях – наоборот: основание начнёт сжиматься и двигаться вниз. Затем цикл будет повторяться. Однако суммарное перемещение от этих движений будет равно нулю.

В реальности основание, скорее всего, выполнено жёстким. И поэтому оно (основание) НЕ будет ни растягиваться-сжиматься, ни двигаться вверх-вниз. Точно так же, как не двигается вбок-вбок вертолёт с винтами на концах своего корпуса.

А можно ли сместить центр масс, не нарушив при этом законы механики? Можно, но некоторые (не все) законы всё-таки будут нарушены. Конструкция усложняется таким образом, что плечи (радиусы) рычагов будут синхронно изменяться. То, как их изменить - это уже дело техники. Например, можно сделать телескопическую конструкцию или природный аналог - просто складывающиеся плечи. Тогда, если рычаги двигались в какую-либо сторону на максимальных радиусах (были развёрнуты), то при движении в обратную сторону в свёрнутом положении моменты сил данной системы не будут скомпенсированы. И тогда, при возвращении рычагов в первое положение в развёрнутом состоянии, центр масс конструкции будет смещён!)

ЗАМЕТКА 2

Очень интересно!

С одной стороны, очень хочется нарушить законы механики. С другой стороны – что-то подсказывает Автору, что их нарушить нельзя (не «нарушать», а именно - «нарушить»).

Опять возразить нечего. Суммарное движение действительно ожидается поступательным! Одна проблема (правда, практически - не преодолимая): при любом принудительном изменении длины рычага придётся перемещать центр массы грузика. В итоге, скорее всего, получится «баш-на-баш». Центр массы всего устройства, скорее всего, останется на месте, сколько бы не «болтались» грузики.

Механика прямо заявляет и доказывает, что никакие внутренние силы отталкивания не смогут обеспечить суммарное поступательное движение замкнутой системы. Расчёты и рассуждения, опровергающие этот постулат, можно приводить любые. Только суть от этого не изменится!

ЛИЧНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ по улучшению обсуждаемого устройства.

Чтобы не слишком огорчать Автора, бесплатно предлагаю мероприятия:

1. Рычагов должно быть значительно больше двух и двигаться они должны поочередно. Иначе результативность работы устройства (если работа всё-таки будет) окажется слишком низкой, а пульсация – слишком высокой.

Ко второй неприятности я бы отнёс наличие колебательного движения, как рычагов, так и всего устройства. Названные колебательные движения приводят к недопустимо малой эффективности использования источника питания для работы привода!

2. Рычаги должны качаться в верхнем секторе 180º.

Дело в том, что амплитуда качания частей устройства в колебательном процессе обратно пропорциональна колеблющимся массам.

Масса одного грузика принципиально меньше массы остальных частей устройства. Поэтому амплитуда качания устройства значительно меньше амплитуды качания груза. Для увеличения амплитуды колебания устройства требуется обеспечить максимальную амплитуду колебания груза.

3. Грузики, вращающиеся вокруг петлевых осей, генерируют центробежные силы, тяговые составляющие которых направлены по голубым стрелкам и у симметрично расположенных рычагов взаимно суммируются. Боковые составляющие, соответственно, взаимно уравновешиваются.

ПРИМЕЧАНИЕ

Я не могу прямо сейчас сказать, какое из этих предложений эффективнее, так как не проводил необходимых расчётов, да и не верю я в работоспособность обсуждаемого устройства. Но меня немного оправдывает то, что и Автор не показал свои расчёты.


Просмотров: 2784

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]