Поведение магнитного шарика в магнитном поле Земли

[msin87]

И ещё один эксперимент, доказывающий мою правоту. Возьмите магнитный шарик, установите его на стол в том месте, где крепятся ножки стола винтами. То есть магнитный шарик должен примагнититься к саморезу через дерево. Немного сместите пальцем шарик, и резко отпустите. Вы услышите дребезг с набором гармоник Г1. Переверните шарик, сделайте тоже самое. Дребезг уже будет с другим набором гармоник Г2. В одном случае он будет более высокочастотным, в другом более низкочастотным. Ориентация м.ш. в магнитном поле Земли влияет на характер колебаний такого осциллятора. Опять же - что изменилось? Масса, вес? Или центр масс? В одном случае м.ш. как будто легче. Вот этот феномен довольно дискуссиионный, как мне кажется.

Также можно попробовать сделать такой трюк. Берём м.ш. и примагничиваем его к раме пластикового окна. В этой раме есть металл. Бьём по шарику. Переворачиваем его. Бьём опять. Характер колебаний и скорость падения (скольжения) м.ш. по раме будет разной в зависимости от ориентации полюсов м.ш.

Все эти испытания доказывают, что дело не в неравномерном распределении массы шарика, то есть не в его неидеальности. Дело лишь в взаимодействии его с магнитным полем Земли.

[sergey zhukov]

msin87
Магниты взаимодействуют с магнитным полем Земли заметным образом даже на глаз. Вот я недавно упоминал про подобный опыт. Но здесь нет ничего квантового и кватернионного, разумеется. Обычный магнит в обычном магнитном поле.

[msin87]

sergey zhukov в сообщении #1649667 писал(а):

msin87
Но здесь нет ничего квантового и кватернионного, разумеется. Обычный магнит в обычном магнитном поле.

Ход моих рассуждений таков. Если вы толкнёте м.ш., то он будет двигаться рывками. Проведите эксперимент. Почему он будет двигаться рывками? Потому, что он преодолевает потенциальные барьеры, в которых ему "трудно" находиться. Что это за потенциальные барьеры? Это те места, в которых м.ш. ориентируется в магнитном поле Земли так, что м.ш. отталкивается от м.п. Земли. В этих местах м.ш. приобретает осевое вращение, то есть кинетическая энергия поступательного движения превращается в кинетическую энергию осевого вращения м.ш. + кинетическую энергию поступательного движения.

Опять же - имеется рост кинетической энергии поступательного движения, падение, потом опять рост, потом опять падение. И так до полной остановки. То есть имеются порции поступательного движения. При этом можно даже рассчитать количество таких порций, количество энергии, получаемой такими порциями, исходя из работы закона сохранения энергии.

Если катить магнитный шарик без осевого вращения, то он, фактически, не сможет переместиться без проскальзывания. Убедиться в этом можно толкая его линейкой с постоянной скоростью.

Соответственно, имеются точки, где м.ш. по пути своего движения приобретает минимальную скорость линейного перемещения, и даже останавливается. В этих точках м.ш. совершает поворот, отталкиваясь от м.п. Земли.

Дальше. Если постараться сдвинуть м.ш. без осевого вращения, то он просто наклонится до некоторого критического угла, после которого начнется скольжение м.ш. То есть м.ш. упрется в потенциальный барьер, который будет следствием наличия м.п. Земли. Если м.ш. помочь преодолеть этот барьер вручную, или немного вращая м.ш., то он попадёт в потенциальную яму, где займёт новое выгодное для него положение на плоскости. То есть положение м.ш. явно будет квантоваться как "выгодное", и как "не выгодное". Разве это не квантование?

Я говорю лишь о квантовой механике, применительно к м.ш.

[sergey zhukov]

msin87 в сообщении #1649673 писал(а):

Разве это не квантование?

Да это просто задача о шарике со смещенным центром тяжести. Нечего сюда кванты припутывать.

[Утундрий]

Ещё версия: внутри магнитного шарика может оказаться чёрная дыра. Такое часто случается при некачественном изготовлении магнитных шариков. Некоторые даже по две-три дыры содержат. Вот их сложная динамика и приводит к странностям в движении шарика.

[sergey zhukov]

Утундрий в сообщении #1649681 писал(а):

Ещё версия: внутри магнитного шарика может оказаться чёрная дыра

Реликтовая. Из прошлой пульсирующей Вселенной. Их так много в современном космосе, что иногда они попадают в шарики, в ролики и т.д.

[msin87]

sergey zhukov в сообщении #1649677 писал(а):

msin87 в сообщении #1649673 писал(а):

Разве это не квантование?

Да это просто задача о шарике со смещенным центром тяжести. Нечего сюда кванты припутывать.

Да, есть такое. Согласен полностью. Однако же, можно построить поле вероятностного нахождения м.ш. при движении его без осевого вращения. Данное поле будет иметь "ямы" и "холмы". Есть применить такой термин, как "плотность вероятности", то можно построить поле из точек, где м.ш. может находится, а где не может. То есть такое поле будет дискретным. Шаг такого поля будет фиксированным и не делимым, то есть такой шаг будет квантом. Разве нет?

-- 12.08.2024, 22:39 --

Утундрий в сообщении #1649681 писал(а):

Ещё версия: внутри магнитного шарика может оказаться чёрная дыра. Такое часто случается при некачественном изготовлении магнитных шариков. Некоторые даже по две-три дыры содержат. Вот их сложная динамика и приводит к странностям в движении шарика.

Зафейспамил прям меня. Окей. Но, однако...

[sergey zhukov]

msin87
Если вы хотите называть это квантовой механикой для магнитного шарика - ради бога. Просто вас никто не будет понимать, а так-то почему бы и нет.

[msin87]

sergey zhukov в сообщении #1649684 писал(а):

msin87
Если вы хотите называть это квантовой механикой для магнитного шарика - ради бога. Просто вас никто не будет понимать, а так-то почему бы и нет.

Ну, в принципе, вопрос тогда закрыт.

Что касается кватернионов, то на сколько я помню, они позволяют описать полное движение объекта, включая вращение вокруг осей. Т.к. при движении м.ш. имеются все виды движения и вращения, то предполагаю, что в описании его движения могут быть применены эти самые кватернионы. Но это уже тема для студентов ВУЗов.

[Dedekind]

msin87 в сообщении #1649685 писал(а):

Что касается кватернионов, то на сколько я помню, они позволяют описать полное движение объекта, включая вращение вокруг осей. Т.к. при движении м.ш. имеются все виды движения и вращения, то предполагаю, что в описании его движения могут быть применены эти самые кватернионы.

Конечно позволяют. Но в динамике твердого тела традиционно используются углы Эйлера. Кватернионы - это в игровых движках, для избегания некоторых вычислительных проблем, связанных с углами Эйлера.

[msin87]

Добавлю. Немного подразню.

А ведь такое квантование возможно лишь только из-за наличия собственного поля м.ш. и м.п. Земли. То есть основным фактором является наличие магнитных полей, а не смещение центра тяжести тела.

Допустим, берем неодимовый шарик - его центр тяжести находится, грубо говоря, в его центре. Как только намагничиваем его - центр тяжести смещается. Центр тяжести зависит от распределения плотности тела. Как тогда применяется данный термин (центр тяжести) к м.ш. в м.п. Земли? По идее должно как-то изменяться распределение плотности тела внутри его. Но плотность неодимового шарика не меняется при намагничивании. Тогда причем тут центр тяжести? Да, я понимаю, что это весьма глупый вопрос. Сам понимаю это. Однако, как можно досконально разобрать его?

[ozheredov]

msin87 в сообщении #1649687 писал(а):

Допустим, берем неодимовый шарик - его центр тяжести находится, грубо говоря, в его центре.

Грубо говоря, в центре чёрная дыра, поэтому не находится.

msin87 в сообщении #1649687 писал(а):

Как только намагничиваем его - центр тяжести смещается.

А чёрная дыра остаётся на месте или нет?

msin87 в сообщении #1649687 писал(а):

Но плотность неодимового шарика не меняется при намагничивании

Меняется плотность Земли.

[msin87]

[wrest]

wrest в сообщении #1649624 писал(а):

Заказал

Шарики доехали.
Катаются по немагнитной поверхности примерно как в видео ТС. Подтверждаю.
Я был не прав

-- 15.08.2024, 19:10 --

wrest в сообщении #1649574 писал(а):

Ну для этого было бы неплохо, чтобы например ТС оценил магнитный момент его шариков и соответственно, крутящий момент исходя из напряженности магнитного поля Земли. Тогда стало бы понятно, что видео -- подделка и всё в нём происходит не только в магнитном поле земли но и в каком-то ещё.

В общем, момента хватает чтобы шарик катался как пьяный (на малых скоростях, ессно).
Стрелка компаса чувствует (начинает отклоняться) магнит примерно с полуметра, то есть на этом расстоянии напряженность создаваемая шариком это единицы-десятки микротесла.
Т.е. на поверхности (шарик диаметром 15мм) единицы Тесла...

P.S. Забавны гироскопические эффекты, если раскручивать шарик вокруг вертикальной оси.

[Theoristos]

msin87 в сообщении #1649423 писал(а):

На плоскости стола (или стекла) наблюдаются явно выраженные потенциальные барьеры и ямы вероятного нахождения магнитного шарика.

Сочетание момента взаимодействия намагниченного шарика с полем Земли и момента связи в точке касания шарика с поверхностью стола действительно создаёт достаточно головоломную картину ускорений и торможений шарика вдоль стола.

Но так как подобная связь не является голономной, говорить про какие-то "потенциальные ямы" на поверхности стола никак нельзя.

msin87 в сообщении #1649423 писал(а):

Верно ли утверждение, что вероятность нахождения магнитного шарика в той или иной области на плоскости в магнитном поле Земли носит квантовый характер?

Формально верно (как и все прочие процессы во Вселенной), по факту - бесмысленно.