Эффект Казимира и пластинки

[Shkoloto]

Помогите разобраться почему не будет работать такое устройство
http://files.mail.ru/6C2FA09149E341EC970372F7D082AD1E?t=1

1. Маштаб: растояние действия эффекта Казимира
2. Пластинки составные и могут открываться и закрываться как жалюзи.

Сначала под действием силы Казимира пластины с закрытыми жалюзями сжимают пружины. При максимальном сближении, позволяющем развернуть жалюзи они открываются и сила Казимира на пластины не действует. Пластины расходятся до упора, который возращает жалюзи в закрытое положение. Ну и так вечно, пока не сотрётся.

[lucien]

По крайней мере при закрытии жалюзи совершается работа. Открытые жалюзи -- система параллельнх плоскостей, между которыми энаргия э.-м. вакуума отрицательная (если за нуль взять вакуум Минковского).

[Shkoloto]

Т.е. между самими жалюзями будут действовать дополнительные силы?

У меня пока только вариант, что система не будет работать по причине того, что растояние между жалюзями должно быть не абы какое. Т.е. что при открытых, что при закрытых жалюзи на таких масштабах эффект Казимира всё равно будет иметь место для пластины в целом

[Someone]

Сила притяжения, действующая на параллельные пластины в эффекте Казимира, при сближении пластин возрастает обратно пропорционально четвёртой степени расстояния. Боюсь, если в Вашем устройстве эффект Казимира окажется достаточно большим, чтобы сжать пружины, то разжаться им уже не удастся. Ну и, конечно, надо обратить внимание на устройство, обеспечивающее поворот пластин. Силы притяжения после сжатия пружин будут противодействовать повороту пластин. Придётся совершать большую работу по преодолению этих сил.

[Shkoloto]

Someone

Да, я в курсе её зависимости от 4й степени расстояния, а также от площади пластин, на чем, собствоенно, и строится эта идея. Ибо всегда можно найти соответсвующее сближение пластин, при котором сила их взаимодействия при открытых жалюзях будет меньше, чем изначально при закрытых.

Мне не понятно как сила казимира будет противодействовать развороту жалюзей, ведь они поворачиваются вокруг своей оси, и соответсвенно, по большей части, они скомпенсированны, как если поворачивать кран на водопроводной трубе, и всяко затрачивать меньшее кол-во работы, чем совершается при сжатии пружины.

[Someone]

Shkoloto в сообщении #788133 писал(а):

Мне не понятно как сила казимира будет противодействовать развороту жалюзей, ведь они поворачиваются вокруг своей оси, и соответсвенно, по большей части, они скомпенсированны,

В таком варианте, может быть, наоборот, поможет повернуть. После чего всё "залипнет" в сжатом состоянии. Вы ведь воображаете, что после поворота пластин сила уменьшится чуть ли не до нуля, а это не так. Масштаб таков, что не удастся сделать пластину, у которой толщина существенно меньше ширины. А сила пропорциональна первой степени площади, но обратно пропорциональна четвёртой степени расстояния.
Но я, между прочим, не нанимался анализировать Ваше устройство. Хотите доказать, что Ваш вечный двигатель будет работать — сами рассчитывайте и стройте действующую модель. Без неё никто Вам не поверит и даже никакими расчётами заниматься не будет. Все и так знают, что закон сохранения энергии не объедешь.

[Shkoloto]

Ув, Someone!

Спасибо на том что поддерживаете беседу!
Но меня беспокоит то, что данное устройство претендует на звание вечного двигателя и я не могу как раз-таки объяснить почему оно работать не будет, а вовсе не стремление его изобрести, как "вы воображаете".

Цитата:

Все и так знают, что закон сохранения энергии не объедешь

Такое объяснение вовсе не объяснение. С тем же успехом можно сказать что вечный двигатель не возможен просто потому, что атомы его составляющие распадутся через N лет.

Примерные расчеты:

(Оффтоп)

Цитата:

Масштаб таков, что не удастся сделать пластину, у которой толщина существенно меньше ширины.

Я понимаю техническую сложность реализации устройства нанометрового масштаба, но не вижу проблемы сделать пластину размером 100х100 нм состоящую из 10 платинок шириной в 10 нм и толщиной в 1нм. Проблема начнется в сочленении осей с несущей рамой, но и это тоже технически возможно.
Далее, "начальное" растояние, в котором пластины смыкаются, равно 100 нм. Когда размыкаются равно 60 нм. При таких величинах сила казимира в начальной и конечной точках будет отличаться в 7,7 раз. В то время как площади отличаются в 10 раз, по мере удаления сила казимира на разомкнутые пластины только убывает, поэтому пластина не "залипнет", а вернется в первоначальное положение.

[Xey]

Shkoloto в сообщении #788133 писал(а):

ведь они поворачиваются вокруг своей оси, и соответсвенно, по большей части, они скомпенсированны,

Наприимер, в однородном поле силы тяжести, пластины скомперсированы при любом угле поворота.
У вас поле сильно неоднолродное. Притяжение приближающейся части пластинки растет быстрее, чем ослабевает притяжение удаляющейся.

[Munin]

Shkoloto в сообщении #788191 писал(а):

Но меня беспокоит то, что данное устройство претендует на звание вечного двигателя

Сила Казимира потенциальна. На этом все разговоры о вечном двигателе заканчиваются.

[Shkoloto]

Munin
Действительно, если сила Казимира являляется потенциальной, данную тему можно закрыть. Но упоминаний, что она потенциальна лично я не втречал. Более того, из конечной формулы определения силы Казимира $\frac {F}{A} = \frac {\hbar c \pi^2} {240d^4}$ этого вроде и не следует, поскольку туда не входит ни одного параметра пластин, который невозможно изменить, практически не прилагая усилия. Например, если бы там присутствовали объём или масса или там заряд, то да тогда это было явно потенциальным взаимодействием.
Буду рад, если объясните на каком основании она потенциальна.

Xey
Замечание принимается, но даже с учетом этого утройство только выигрывает, т.к. эта неоднородность помогает открывать створоки при сближении пластин, а при закрытии створок на большем расстоянии неоднородность гораздо меньше. Более того сворки можно заменить на шторки, по принципу дверей-купе, когда одна перекрывается другой.

[Xey]

Shkoloto в сообщении #788449 писал(а):

эта неоднородность помогает открывать створоки при сближении пластин,

Т.е. поворот жалюзи в положение "открыто", не только не уменьшит притяжение , но похоже, что даже увеличит.

Надо учитывать , что шторки типа "купе" будут притягиваться друг к другу и стремиться принять положение "открыто". На их закрытие придется тратить энергию.

[Someone]

Shkoloto в сообщении #788191 писал(а):

Такое объяснение вовсе не объяснение.

Ну почему же? Для нормальных людей этого объяснения достаточно, чтобы не заниматься глупостями. Закон сохранения энергии является экспериментальным фактом, проверенным многовековой практикой человечества. Если Вы хотите теоретического объяснения, то должны не забывать, что все теории должны учитывать этот экспериментальный факт. А разбор конкретного устройства может быть чрезвычайно сложным и практически неосуществимым. У Вас же устройство пока что совершенно неконкретное, поэтому и конкретный разбор невозможен. Если лично для Вас ссылки на закон сохранения энергии недостаточно, то это Ваша личная проблема.

Также нужно различать случаи вечного движения и вечного двигателя.
Примером вечного движения является, например, изолированное от всех внешних воздействий вращающееся тело. Никакой полезной работы в этом случае не совершается, тело не теряет энергию и безостановочно вращается.
В Вашем случае также можно вообразить такое вечное движение.

Однако, как я понимаю, Вы хотите использовать своё устройство как двигатель для совершения полезной работы.
Тогда к Вашей схеме нужно приделать какие-то рычаги, которые поворачивали бы пластины в определённых положениях.
В этом случае есть положение, в котором равнодействующая всех приложенных к пластинам сил направлена внутрь, и есть положение, в котором она направлена наружу. Поэтому есть также положения в которых эта равнодействующая перпендикулярна направлению движения. Поскольку устройство совершает полезную работу (одинаковую в каждом цикле), система будет непрерывно терять кинетическую энергию и при повторном прохождении этих точек его скорость будет уменьшаться, пока система не застрянет.

Если Вы будете поворачивать пластины за счёт внешнего источника энергии, то именно он и будет приводить Ваше устройство в движение.

Someone в сообщении #788159 писал(а):

Хотите доказать, что Ваш вечный двигатель будет работать — сами рассчитывайте и стройте действующую модель. Без неё никто Вам не поверит и даже никакими расчётами заниматься не будет.

[lucien]

Munin в сообщении #788305 писал(а):

Сила Казимира потенциальна.

Сила Казимира зависит от взаимной ориентации пластин, а если не ограничиваться плоским случаем, то и от их геометрии.

[Shkoloto]

Someone

Я верю в закон сохранения энергии, но это не значит что если на мельницу лить воду, то она не будет вращаться вечно, пока на неё льют воду. Что здесь вода и что перепад высот? Я не уверждаю, но предполагаю, что рождение виртуальных фотонов пока ещё никто не отменял, как и их реальные проявления. Вот откуда они "всплывают", там и спрятан этот перпад высот. До тех пор пока возможно появление этих виртуальных фотонов, до тех пор можно извлекать и энергию из этого процесса. Потому сиё устройство претендует на звание вечного двигателя только до тех пор пока рождаются виртуальные фотоны, так же как и мельница, пока на неё льют воду. Поэтому честно не понял что вы хотели сказать привлекая равнодействующую, которая " может быть перпендикулярна направлению движения".

Предполагаю, ещё одним "объяснением" может послужить тот факт, что если бы такое устройство в принципе могло работать, то нам уже давно была бы не нужна никакая пища, т.к. природа уже давно бы его создала на микроуровне и всё живые организмы получали энергию именно таким способом. Но это опять не в кассу, ну или мои "личные" проблемы по вашему. Вообще-то мне нужно только адекватное обоснование либо потенциальности данного эффекта, либо обоснование того что в данном устройстве рождение вирт фотонов происходит более-менее одинаково и при открытых и при закрытых створках. Возможно даже оба варианта имеют место быть.

Вот товарищи Xey и Munin за первый, хоть и весьма по разному, Вы же пока только за то что "этого не может быть потому что этого не может быть в принципе и потому что закон сохранения и всё тут" . Сам же я пока склоняюсь ко второму варианту, но никаких способов это доказать не знаю.

Xey
Да, про купе принимается, ими заменить не удастся. С поворачивающимися не увеличит, т.к. изменение силы за счет измения площади всё же больше, чем за счет сближения ( если брать мой конкретный пример выше, то растояние открытия створок придётся увеличить до 70нм, чтобы при их открытии получать растояние между пластинами в целом в те же 60нм, конечно же эффективность несколько снизится, но по прежнему останется в плюсе)

[Someone]

Shkoloto в сообщении #788518 писал(а):

Вы же пока только за то что "этого не может быть потому что этого не может быть в принципе и потому что закон сохранения и всё тут"

Вы плохо прочитали.

Shkoloto в сообщении #788518 писал(а):

Сам же я пока склоняюсь ко второму варианту, но никаких способов это доказать не знаю.

Someone в сообщении #788491 писал(а):

Хотите доказать, что Ваш вечный двигатель будет работать — сами рассчитывайте и стройте действующую модель. Без неё никто Вам не поверит и даже никакими расчётами заниматься не будет.