Вращательный движитель

[wrest]

sergey_g в сообщении #1272113 писал(а):

Идея корректна, в случае с нитями, необходимо четное количество шариков на нитях.

Почему четное, почему например три не подходит?

[Walker_XXI]

sergey_g в сообщении #1272113 писал(а):

Идея корректна, в случае с нитями, необходимо четное количество шариков на нитях.
Если кратко то смысл в том, что при вращении (см. регулятор Уатта) шарики на нитях стремятся занять положение в одной плоскости с точкой закрепления нити, а наа шарикидействует сила тяжести направленная к центру Земли, т.е. образуется угол сил отличный от 90° ( чем больше радиус вращения, тем больше угол).

Смысл в том, что идея некорректна. Достаточно разобраться, какая реальная сила в лабораторной ИСО заставляет шарики "занять положение в одной плоскости с точкой закрепления нити" (или стержня в регуляторе Уатта). Это сила натяжения нити. А она действует по линии, соединяющей концы нити. Когда траектории шариков окажутся в одной плоскости с точкой закрепления нити, нить примет горизонтальное положение и у силы натяжения больше не будет никакой вертикальной составляющей, которая до этого момента компенсировала силу тяжести.

Спросите, а почему ж тогда шарик не падает, если сила тяжести осталась, а у натяжения больше нет вертикальной составляющей? Ответ очевиден: горизонтальное положение нити никогда не достигается, остаётся малый угол. Просто при больших скоростях вращения сила натяжения нити настолько велика, что её вертикальная проекция равна силе тяжести при едва заметном отклонении от горизонтали.

Скажу больше, если шарик по каким-то причинам поднимется выше точки закрепления нити, то вертикальная составляющая силы натяжения нити будет направлена вниз и вместе с силой тяжести будет стремиться вернуть шарик в горизонтальную плоскость на уровне точки крепления (точнее, чуть ниже - см. предыдущий абзац).

В случае жёстких невесомых стержней, как предложено ТС, сила тяжести также компенсируется не "загадочными" и "волшебными" силами инерции (или что там себе нафантазировал ТС?), а силой упругости "горизонтального" стержня, который прогнулся под весом закреплённого на конце шарика (это сила реакции), плюс вертикальной составляющей силы натяжения, как в случае с нитью, когда есть вращение

sergey_g в сообщении #1272113 писал(а):

При скорости движения шарика по окружности более первой космической (7900м/сек) появляется некомпенсированная составляющая от сложения сил действущих на центр вращения шариков за счет нерастяжимости нитей.

Не знаю, при чём тут первая космическая, но на центральную точку закрепления нитей (стержней) всегда действует сила натяжения нитей - это не новость. Её вертикальная составляющая обычно компенсируется каким-либо закреплением оси. Ну а если не компенсировать, то нить просто стягивает свои концы (а стержень держит на неизменном расстоянии). Так себе "движетель".
.

[sergey_g]

Walker_XXI в сообщении #1272202 писал(а):

Скажу больше, если шарик по каким-то причинам поднимется выше точки закрепления нити, то вертикальная составляющая силы натяжения нити будет направлена вниз и вместе с силой тяжести будет стремиться вернуть шарик в горизонтальную плоскость на уровне точки крепления (точнее, чуть ниже - см. предыдущий абзац).

Достаточно построить плоскость вращения перпендикулярную направлению силы тяжести к месту крепления нитей , то должно быть все понятно..
Если шарики поднимаются выше крепления, то там, где выше, g уже уже будет меньше. Гравитационное поле изначально однородно только локально - в бесконечно малом протяжении.
Кстати это известный косяк лифта Эйншейна..
Составляющая тянущаяя вверх всю конструкцию появляется если при вращении центр шариков будет выше точки крепления нитей.
Наглядно это заметно при увеличении длины нитей - земная поверхность вовсе не плоская.

-- Вт дек 05, 2017 16:13:14 --

wrest в сообщении #1272193 писал(а):

sergey_g в сообщении #1272113 писал(а):

Идея корректна, в случае с нитями, необходимо четное количество шариков на нитях.

Почему четное, почему например три не подходит?

Подходит если все равномернораспределены под 120° но ненаглядно.

[Xey]

sergey_g в сообщении #1272225 писал(а):

Составляющая тянущаяя вверх всю конструкцию появляется если при вращении центр шариков будет выше точки крепления нитей.
Наглядно это заметно при увеличении длины нитей - земная поверхность вовсе не плоская.

Нет такой составляющей.

В конце первой страницы я для вас подобрал картинку. На ней видно, что хотя шарики вращающейся гантели могут располагаются дальше от центра Земли, чем середина гантели, подъемной силы это не вызывает.

[Dmitriy40]

sergey_g в сообщении #1272225 писал(а):

Составляющая тянущаяя вверх всю конструкцию появляется если при вращении центр шариков будет выше точки крепления нитей.

Смешно, если перефразировать: если на тело действуют в разных точках тела две (три) силы вниз, то тело должно полететь вверх.

-- 05.12.2017, 15:57 --

Может всё же потребовать от всех здешних авторов детального расчёта всех действующих сил (в векторной форме!)?

[amon]

Dmitriy40 в сообщении #1272243 писал(а):

Может всё же потребовать от всех здешних авторов детального расчёта всех действующих сил (в векторной форме!)?

Присоединяюсь.

sergey_g в сообщении #1272225 писал(а):

Достаточно построить плоскость вращения перпендикулярную направлению силы тяжести к месту крепления нитей , то должно быть все понятно..

Вот и напишите уравнения движения для этого случая.

[sergey_g]

[amon]

А теперь объясните мне, тёмному, кто такое "ускорение, обусловленное силой инерции при вращении груза"? И вообще, в какой системе отсчета все это нарисовано?

[Dmitriy40]

И почему же ускорения $a$ (с и без индексов) направлены противоположно соответствующим силам? Неужели масса шара отрицательна?!

[Walker_XXI]

sergey_g в сообщении #1272375 писал(а):

ускорение, обусловленное силой инерции

Силы инерции вводятся в рассмотрение только в неинерциальных системах отсчёта. СО, связанная с центром Земли (в которой нарисована Ваша картинка), с достаточной точностью можно считать инерциальной, и в ней нет никаких сил инерции. Это раз.
Если есть такое большое ускорение $\boldsymbol{a}$, направленное от центра, то почему тело не движется ускоренно в этом направлении, а постоянно сворачивает в сторону центра? Это два.

(А вот почему)

В СО, связанной с центром Земли, есть только 2 силы: сила тяжести, направленная к центру, и сила натяжения нити, направленная к точке крепления нити. Ими и определяется движение тела по окружности. В ИСО мы имеем наиболее прозрачное, с точки зрения з-нов Ньютона, рассмотрение.
В СО, связанной с шариком (точнее, вращающейся вокруг центра таким образом. что шарик в ней неподвижен), на него явно действует сила натяжения нити, но он неподвижен. Почему? Для объяснения этого (и обеспечения "работоспособности законов Ньютона") и вводится фиктивная сила инерции, которая в сумме с силой натяжения нити даёт 0. Но, повторю, в этой СО шарик никуда не движется.

-- 06.12.2017, 15:23 --

(Оффтоп)

sergey_g в сообщении #1272225 писал(а):

Наглядно это заметно при увеличении длины нитей - земная поверхность вовсе не плоская.

Да ладно! Я вот тут в интернете читал, и по ТВ не раз слышал мнение, что Земля плоская!

Кстати, третий вопрос. Сейчас Вы рассмотрели проекции "ускорения, обусловленного силой инерции", на линии, соединяющие шарик с центром Земли (линии направления действия силы тяжести). Представьте ваш "пропеллер" в открытом космосе, вдали от каких-либо космических тел, где гравитация мала. На какую ось будем проектировать ваше громадное "ускорение"? Куда "полетим"?

[SVD-d]

(Оффтоп)

По первым прикидкам (уравнения не даю, так как поля формы слишком малы, чтобы разместить здесь полное доказательство), если длина растяжимой нити превышает 6400 км (от центра вращения до ближайшего шарика), а шарики (количеством не менее одного) двигаются с линейной скоростью не менее 11 км/с, то шарики действительно будут подниматься над землёй.

[Dmitriy40]

SVD-d в сообщении #1272872 писал(а):

шарики действительно будут подниматься над землёй.

Под действием какой именно силы? Приложенной именно к шарику? В ИСО?

-- 07.12.2017, 16:41 --

Намёк 0: нити невесомые.
Намёк 1: на шарик действуют ровно две силы, сила тяжести и сила натяжения нити.
Намёк 2: сила тяжести ни в центре закрепления нитей, ни вообще по их длине, совершенно не волнует, важна лишь сила тяжести на траектории шариков, а для картинок выше она строго постоянна (по модулю).

[Xey]

SVD-d в сообщении #1272872 писал(а):

если длина растяжимой нити

Нерастяжимая нитка не растяжимая.

[SVD-d]

Dmitriy40 в сообщении #1272875 писал(а):

Под действием какой именно силы? Приложенной именно к шарику? В ИСО?

Хороший вопрос.
Под действием, очевидно, никакой. Сил всего две: натяжения нити и притяжения к земле. И всё-таки, если нить хотя бы капельку растяжима, мы увидим, что шарик поднимается над землёй. Предлагаю проверить это, для простоты закрепив кончик нити в центре земли.

[Dmitriy40]

SVD-d в сообщении #1273097 писал(а):

Под действием, очевидно, никакой.

Прекрасно. Значит у вас тело ускоряется против силы тяжести (вверх же) без всякой силы. Вы в школе читали про первый и второй законы Ньютона? "Бивис, прикинь, они реально действуют!"
Растяжимость нити на процесс не влияет, лишь на итоговое положение равновесия, которое только и рассматривается. То, что неподвижно висящее на верёвке ведро при его раскручивании в горизонтальной плоскости приподнимается - банальный факт. Вы же (с сотоварищами) утверждаете совсем другое, что оно по мере раскручивания поднимется "выше" точки привязки (выше - в смысле угол между силой натяжения нити в месте крепления к грузу и силой тяжести станет даже не прямым, а вообще острым) (а при дальнейшем раскручивании видимо и улетит в Великий аттрактор на сверхсветовой скорости ). Не в процессе раскручивания, а уже в положении равновесия с какой-то постоянной скоростью вращения. Это неверно. Потому обосновывайте своё мнение не предложением пробурить Землю, а формулами в соответствии с механикой Ньютона (а не какой-то своей абстрактной).

-- 08.12.2017, 13:33 --

SVD-d в сообщении #1273097 писал(а):

Предлагаю проверить это, для простоты закрепив кончик нити в центре земли.

При вращении вокруг центра планеты никаких нарушений законов не происходит. Но это и не соответствует ни одной из двух приведённых выше картинок, где плоскость вращения тела не проходит через центр планеты. Для такого движения и нити не всегда нужны, планеты и спутники тому подтверждение.