Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В. М.
Введена 05.05.2008
Последнее обновление: Улучшена: 11.11.2009

Комментарии к статье Сергеева В.
«Движение без опоры»
из сайта www.physics.uni-altai.ru
(поиск проводился по ключевым словам
«Клуб ТМ|Статьи|Физика|Безопорное движение»)

 

      Аннотация:    Здесь приведены некоторые мои рассуждения о статье, посвящённой вопросам возможности безопорного движения.

 

 

       Автор (выдержки из текста показаны курсивом) спрашивает (я позволил себе лёгкое редактирование текста и выделение некоторых терминов жирным шрифтом):

 

Так возможно ли безопорное движение или нет?

С моих нынешних позиций я считаю, что рассуждения о невозможности или о возможности безопорного движения вообще не имеют смысла. В конце концов, те, кто «безопорным» называет движение вещества, не требующее отталкивания от внешней (относительно движущегося транспортного средства) вещественной среды, пусть и впредь считает, что такое движение возможно. Примером для представителей такой категории может быть свободное падение, когда тело падает (движется!), совершенно не отталкиваясь абсолютно ни от чего вещественного!

Для тех же, кто «безопорным» называет движение вещества, не требующее отталкивания от любой внешней (относительно движущегося транспортного средства) среды (не обязательно – вещественной), пусть и впредь считается, что такое движение является невозможным. Примером для представителей такой категории может быть свободное падение, когда тело падает (движется!), отталкиваясь от гравитационного поля (например, поля Земли)!

Можно обе категории воссоединить соглашением, что безопорного движения вещества в Природе (по крайней мере, в нашей Вселенной) не существует, поскольку к любому движущемуся веществу можно приписать условие, что оно (движущееся вещество) отталкивается от какой-нибудь эфироподобной субстанции. Или вообще - от субстанции, ещё не известной науке.

Теперь – о сути.

Рисунок 1

Рассмотрим замкнутую систему, в которой установлена равнобедренная призма. Близ вершины призмы на равных расстояниях друг от друга находятся два совершенно идентичных цилиндра, скрепленных нитью (см. рис.1). Что произойдет с системой, если пережечь нить? В результате такой операции цилиндры скатятся вниз. Система при этом, естественно, даже не шелохнётся.

А теперь представим себе, что по какой-то причине один из цилиндров покатился быстрее другого. В этом случае система сместится в сторону цилиндра, импульс которого больше.

Предположение достаточно спорное.

1. Пусть цилиндры катятся вниз за счёт собственной тяжести.

В этом случае цилиндры не отталкиваются от стенок призмы и поэтому не отталкивают призму назад (вверх).

Каждый из цилиндров желает падать вниз, а не по наклонной плоскости. Наклонная плоскость заставляет его (цилиндр) отклоняться в боковом направлении. Следствием такого отклонения является возникновение симметричных боковых сил, каждая из которых норовит отклонить призму от катящегося по ней цилиндра. Эти боковые силы полностью взаимно нейтрализуются.

Логично согласиться с тем, что в случае свободного падения цилиндров призма останется на месте. Следовательно, останется на месте и вся замкнутая система!

2. Пусть цилиндры двигаются под действием индивидуальных сил воздействия. Пережигать нить в этом варианте – бессмысленно.

Разумеется, что индивидуальные силы воздействия могут быть и не одинаковыми. Тогда и скорости движения цилиндров ожидаются не одинаковыми.

Для индивидуальных сил воздействия возможны варианты:

2а. Цилиндры начали движение после короткого по ним одновременного удара, но разной величины (для каждого цилиндра) и направленного параллельно соответствующей боковой поверхности призмы.

В этом случае они (цилиндры) летят свободно, не отталкиваясь от поверхностей призмы. И тем самым – не придают призмам обратного движения (вверх).

Если предположить, что импульсы были достаточно мощными, то траектории движения цилиндров можно считать параллельными боковым поверхностям. Следовательно, бокового воздействии на призму (от влияния силы тяжести) не будет.

Если импульсы были не достаточно мощными, то составляющие, которые образуются от тяжести, будут на обеих поверхностях одинаковыми, но противоположно направленными. То есть – взаимно скомпенсированными.

В итоге – призма останется на месте! Следовательно, останется на месте и вся замкнутая система!

2б. Цилиндры катятся при помощи электро- (или пружинного) привода.

В этом случае они движутся, упираясь в боковые поверхности призмы. Из-за этого на призму от катящегося вниз цилиндра действует подъёмная силы. Сила от цилиндра, катящегося быстрее, будет иметь преимущество.

Боковая составляющая, которая образуется от разности подъёмных сил, если и будет воздействовать на призму, то не в сторону более быстрого цилиндра «в сторону цилиндра, импульс которого больше» (так утверждает автор), а, как раз, - наоборот, то есть - в противоположную сторону!

Составляющие, которые образуются от тяжести, не зависят от взаимного положения катящихся цилиндров. На обеих поверхностях они будут одинаковыми, но противоположно направленными. То есть – взаимно скомпенсированными.

В итоге – призма попытается сдвинуться вверх, но центр масс останется на месте! Следовательно, останется на месте и вся замкнутая система!

2в. Цилиндры закреплены на штангах, которые на рисунке не показаны, и колебательно вращаются в плоскостях, параллельных боковым поверхностям призмы. В этом варианте призма вообще не нужна. Вращаться цилиндры могут как при помощи вращающего их привода, так и при помощи магнитных или электромагнитных полей.

В итоге – опора штанги будет колебательно двигаться, но центр масс всей системы останется на месте! Следовательно, останется на месте и вся замкнутая система!

2г. Цилиндры движутся при помощи реактивной силы (отбрасывание реактивной массы). Последствия такого варианта совпадают с рассмотренными в предыдущих пунктах.

В итоге – призма не сдвинется! Следовательно, останется на месте и вся замкнутая система!

Следовательно, задача сводится к тому, чтобы изобрести такой цилиндр, который бы при всех прочих равных условиях двигался быстрее обычного.

Можно, конечно, придумать любой другой способ, благодаря которому один цилиндр будет двигаться быстрее другого. Но результат всегда будет таким, какие показаны в вышеописанных рассуждениях.

Автор предлагает в качестве наполнителя одного из цилиндров применить воду.

Пусть один цилиндр состоит из однородного твердого вещества, плотность которого равна единице, а другой точно такой же цилиндр представляет собой лёгкую пластмассовую оболочку, массой которой можно пренебречь, и заполнен водой. Когда цилиндр скатывается по наклонной плоскости, его потенциальная энергия переходит в энергию поступательного движения mv2/2 и энергию вращательного движения iw2/2, где w — частота вращения, i — момент инерции; чем больше момент инерции цилиндра, тем меньше ускорение поступательного движения.

Вращение тела действительно зависит от способа его заполнения.

Но интересно, откуда автор взял информацию о том, что масса тела влияет на скорость его падения? Получается, что Пизанская башня никогда и не строилась?

Ведь уже в те далёкие времена было показано, что все тела будут падать с одинаковым ускорением.

Впрочем, выше уже обсуждались варианты, когда цилиндры таки движутся с разными скоростями.

В итоге – призма не сдвинется! Следовательно, останется на месте и вся замкнутая система! И никакие формулы не помогут изменить эту ситуацию!

А если эти циклы повторять, то система станет двигаться с ускорением в одном и том же направлении.

Термин «повторять» предполагает, что цилиндры необходимо регулярно возвращать в исходное состояние. А далее, следует читать пункты с по .

Этот вывод основан на элементарных_законах теоретической механики, и его не составляет труда проверить экспериментально. Истинная же причина парадоксального поведения описанной системы связана, по-видимому, с какими-то_мало изученными особенностями сил трения.

К огорчению автора, «элементарные законы теоретической механики», как раз наоборот, отрицают приведённые им выводы.

Экспериментальная проверка в аналогичных ситуациях уже многажды раз показывала, что предельным достижением оказываются всего лишь колебательные движения некоторой части внутренних компонентов устройства (внутри замкнутой системы) относительно исходного центра его (устройства) масс. Замкнутая система остаётся при этом неподвижной!

И, кроме того, если Автор признаёт наличие «мало изученных особенностей сил трения», то этим же самым он признаёт невозможность безопорного движения! А тогда теряет смысл вся его статья!


Просмотров: 3295

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]