2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3  След.
 
 Как волчок LIMBO поддерживает вращение внутренним мотором,
Сообщение09.08.2023, 11:14 


05/09/16
12064
Придумали волчок, который крутится очень долго без подачи энергии извне, за счет внутреннего мотора (и аккумулятора).
Крутится на любой поверхности, не отталкивается от внешних полей "базы". Т.е. чистая механика.
Снаружи не имеет движущихся друг относительно друга частей (т.е. оболочка твердая).
Сайт: https://limbo.top/

Неясен принцип работы, поясните пожалуйста.

Изображение

Видео https://www.youtube.com/watch?v=s4F_n5CjS0E

 Профиль  
                  
 
 Re: Как волчок LIMBO поддерживает вращение внутренним мотором,
Сообщение09.08.2023, 21:21 


10/03/16
4444
Aeroport
wrest

Может быть, от внутреннего ротора и отталкивается? Типа как несущий винт вертолета закручивает его в противоположную сторону.

Меня смущает, что внутренний ротор сильно несимметричен. Вот это вот зачем?

 Профиль  
                  
 
 Re: Как волчок LIMBO поддерживает вращение внутренним мотором,
Сообщение09.08.2023, 23:52 


30/01/18
639
wrest в сообщении #1604551 писал(а):
Неясен принцип работы
Может чем-то напоминает качели. Сначала качели толкают внешней силой. Потом качающийся сам раскачивается, уже не касаясь неподвижных предметов.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как волчок LIMBO поддерживает вращение внутренним мотором,
Сообщение10.08.2023, 00:29 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


01/09/13
4656
rascas в сообщении #1604651 писал(а):
уже не касаясь неподвижных предметов.

Неужели?

-- 10.08.2023, 00:30 --

rascas в сообщении #1604651 писал(а):
Сначала качели толкают внешней силой.

Это лишнее... и оффтоп, к тому же.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как волчок LIMBO поддерживает вращение внутренним мотором,
Сообщение10.08.2023, 08:10 
Аватара пользователя


11/12/16
13852
уездный город Н
Уравнения движения этой штуки не запишу :roll:
Но феноменологически, бла-бла-бла, почему бы и не обсудить :wink:

1. Производитель честно пишет, что у неё внутре неонка акселерометр, процессор и моторчик с эксцентриком.
2. Оконцовка, которой волчок опирается, не заостренная, как обычно делают для волчков, а скорее сферическая.
3. При запуске можно видеть, что
а) если запустить сильно быстро, то вращение тормозится, пока не стаблилизируется на какой-то скорости. При этом угол прецессии может и увеличиться (но это не точно)
б) если запустить сильно медленно, то вращение напротив ускоряется, пока не стабилизируется. При этом угол прецессии уменьшается - это на ролике можно наблюдать.
4. С поделкой продаётся некая подставка. В подставке ничего "активного" нет. Но она имеет матовую поверхность.

Всё это складываетсая в такую картину.
1. Ось вращения, конечно, всегда проходит через точку соприкосновения волчка и опоры.
2. Однако, из-за сферичности оконцовки, она _не_ лежит на вертикальной оси, вокруг которой происходит прецессия оси вращения.
3. Таким образом, имеется плечо, "за которое можно зацепиться", и повлиять на прецессию оси волчка.
4. Прецессия и вращение связны, поэтому изменяя прецессию (имея плечо и эксцентрик внутри) можем изменить скорость вращения.
5. Подставка нужна, чтобы
а) все таки была твердая подложка. Для минимизации пятна контакта.
б) подложка должна быть шерововатой, чтобы в пятне контакта не было проскальзывания.

Как-то так.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как волчок LIMBO поддерживает вращение внутренним мотором,
Сообщение10.08.2023, 10:04 


05/09/16
12064
EUgeneUS в сообщении #1604677 писал(а):
4. Прецессия и вращение связны, поэтому изменяя прецессию (имея плечо и эксцентрик внутри) можем изменить скорость вращения.

Это как раз напоминает, как мне кажется,
rascas в сообщении #1604651 писал(а):
Сначала качели толкают внешней силой. Потом качающийся сам раскачивается, уже не касаясь неподвижных предметов.

На картинках написано, что мотор способен на 10 тыс. об/мин. Вряд ли он конечно до такой скорости раскручивается. Но вот вопрос -- а какой вообще закон вращения мотора? Ну вот скажем "на глаз" скорость волчка где-то 1000 об/мин, скорость прецесии около 100 об/мин, и скоростььмотора тогда примерно 1000-100=900?
Заявленный запас хода около 4 часов.

Насчет шарика на конце - волчки так и делают (обычные), с шариками.
База неизвестно шероховатая или нет, но база там опциональна, он вращается на чем угодно: https://www.youtube.com/watch?v=tRZCoSlwVic

 Профиль  
                  
 
 Re: Как волчок LIMBO поддерживает вращение внутренним мотором,
Сообщение10.08.2023, 11:38 


30/01/18
639
Geen в сообщении #1604658 писал(а):
-- 10.08.2023, 00:30 --

rascas в сообщении #1604651 писал(а):
Сначала качели толкают внешней силой.

Это лишнее... и оффтоп, к тому же.
Хорошее замечание, правильное и интересное. Но в данной теме обсуждать как должен действовать качающийся, или материальная точка, или группа материальных точек чтобы получить начальное качание это оффтоп.
Предполагаем, что уже есть начальное качание, и мы перемещением одной материальной точки по невесомой качели, без трения в шарнире, вызываем её раскачивание.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как волчок LIMBO поддерживает вращение внутренним мотором,
Сообщение10.08.2023, 16:03 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
12519
Если посадить барона Пампу в плавающий в озере таз, то равномерное вращение бароном двуручного меча над головой приведёт к закручиванию барона вместе с тазом в противоположном направлении.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как волчок LIMBO поддерживает вращение внутренним мотором,
Сообщение10.08.2023, 17:30 
Аватара пользователя


11/12/16
13852
уездный город Н
wrest в сообщении #1604686 писал(а):
Насчет шарика на конце - волчки так и делают (обычные), с шариками.


Судя по картинкам - каких только не делают :mrgreen:
То из всех волчков, которые у меня были, дольше всех крутилась какая-то шестеренка с заостренной осью.
Понятно, что ось не д. б. в виде игры, иначе пропилит лунку и будет тормозиться об её края.

wrest в сообщении #1604686 писал(а):
База неизвестно шероховатая или нет, но база там опциональна, он вращается на чем угодно:

Это-то понятно. База (шероховатая) нужна, чтобы вращался дольше, а не чтобы вообще мог вращаться.

-- 10.08.2023, 17:32 --

Утундрий в сообщении #1604747 писал(а):
Если посадить барона Пампу в плавающий в озере таз, то равномерное вращение бароном двуручного меча над головой приведёт к закручиванию барона вместе с тазом в противоположном направлении.


Гиродин называется.
Но будут ли при этом барон Пампа, таз и меч вести себя как волчок - вопрос. Суммарный момент импульса же будет ноль.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как волчок LIMBO поддерживает вращение внутренним мотором,
Сообщение10.08.2023, 20:05 


05/09/16
12064
EUgeneUS в сообщении #1604753 писал(а):
База (шероховатая) нужна, чтобы вращался дольше, а не чтобы вообще мог вращаться.

Как-то неочевидно насчет дольше. Чем меньше трение тем меньше затраты на него, тем дольше вращаться...

Оно бы канеш прикинуть энергию... У меня есть примерно такой волчок по ра0мерам и массе (мой 17 грамм), при однократном раскручивании пальцами на хорошей пверхности (например керамической тарелке) его хватает на 60-70 секунд. Но оценить начальную скорость я затрудняюсь, "пальцем в небо" ну где-то 1000 об/мин. Момент инерции не знаю даже с какого потолка взять. Диаметр диска 27мм, полная высота 31мм, форма такая:
Изображение

Допустим сабжевый волчок крутится 4 часа. Батарейка там 40..50 мАч (на глаз, там LIR2032) т.е. около 500 Дж. В 4 часах 240 минут, так что в минуту расходуется около 2..3 Дж. Это надо сравнить с запасом энергии при ручной раскрутке обычного волчка такой же массы. Если получится сходная по порядку цифра, значит внутренний механизм весьма эффективен (т.е. не тратит энергию попусту). Конечно, там ещё на вычисления идёт энергия, тут даже не знаю, ну положим 20% на неё...

-- 10.08.2023, 20:11 --

Утундрий в сообщении #1604747 писал(а):
Если посадить барона Пампу в плавающий в озере таз, то равномерное вращение бароном двуручного меча над головой приведёт к закручиванию барона вместе с тазом в противоположном направлении.

Тут же не таз, а замкнутая емкость. Если барона посадить в герметичную бочку и пусть крутит там меч - будет бочка вращаться? Ну какое-то время будет, потом вода её затормозит (считаем, что скорость с которой барон может крутить меч - конечна).

 Профиль  
                  
 
 Re: Как волчок LIMBO поддерживает вращение внутренним мотором,
Сообщение10.08.2023, 20:52 
Аватара пользователя


11/12/16
13852
уездный город Н
wrest в сообщении #1604763 писал(а):
Как-то неочевидно насчет дольше. Чем меньше трение тем меньше затраты на него, тем дольше вращаться...


Иэххх.
Лежит на клине кирпич. Мю большое, кирпич не двигается. Какие потери энергии? Ноль.
Теперь всё тоже самое, но мю меньше. Кирпич поехал по клину. Какие потери энергии? Не ноль.
Тут тоже самое.
Мю большое - вращение идет вокруг пятна контакта, которое может перемещаться.
Мю меньше - в пятне контакта начинается проскальзывание и потери.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как волчок LIMBO поддерживает вращение внутренним мотором,
Сообщение10.08.2023, 21:28 
Аватара пользователя


27/02/12
3894
wrest в сообщении #1604763 писал(а):
Тут же не таз, а замкнутая емкость.

А что это принципиально меняет?
wrest в сообщении #1604763 писал(а):
Если барона посадить в герметичную бочку и пусть крутит там меч - будет бочка вращаться? Ну какое-то время будет, потом вода её затормозит

Пусть барон не меч крутит, а бегает по кругу, - вроде так нагляднее и ближе к устройству волчка.
Как-то трудно представить остановившуюся бочку с продолжающим бежать бароном.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как волчок LIMBO поддерживает вращение внутренним мотором,
Сообщение10.08.2023, 21:32 
Аватара пользователя


11/12/16
13852
уездный город Н
miflin в сообщении #1604773 писал(а):
Как-то трудно представить остановившуюся бочку с продолжающим бежать бароном.


Суммарный момент импульса какой будет? (ноль)
И будет ли барон с бочкой волчком?

 Профиль  
                  
 
 Re: Как волчок LIMBO поддерживает вращение внутренним мотором,
Сообщение10.08.2023, 21:43 


05/09/16
12064
miflin в сообщении #1604773 писал(а):
Как-то трудно представить остановившуюся бочку с продолжающим бежать бароном.

Ну, мне не трудно :mrgreen:

-- 10.08.2023, 21:45 --

miflin в сообщении #1604773 писал(а):
А что это принципиально меняет?

Исчезает возможность забирать момент импульса из среды/сбрасывать наружу.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как волчок LIMBO поддерживает вращение внутренним мотором,
Сообщение10.08.2023, 21:48 
Аватара пользователя


27/02/12
3894
EUgeneUS в сообщении #1604774 писал(а):
Суммарный момент импульса какой будет? (ноль)

Разумеется ноль - бочка вращается в одном направлении, а барон в противоположном.
EUgeneUS в сообщении #1604774 писал(а):
И будет ли барон с бочкой волчком?

Он будет моделью волчка. :D

-- 10.08.2023, 20:52 --

wrest в сообщении #1604776 писал(а):
Исчезает возможность забирать момент импульса из среды/сбрасывать наружу.

Т.е. если таз с бароном накрыть крышкой, то что-то поменяется? Исчезнет влияние окружающего воздуха?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 39 ]  На страницу 1, 2, 3  След.

Модераторы: photon, profrotter, Парджеттер, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group