это личная страничка Кузьмича (kuzmich)

Активные ссылки с "веселыми картинками" находятся в конце.
Крути активней ;-)

ПРОЛОГ

Целью этого Интернет сайта является поиск единомышленников энтузиастов для совместного проведения комплекса научно-исследовательских опытно-конструкторских работ (НИОКР) и обмена идеями, связанными с использованием кинетической энергии вращения Земли. Автор не является работодателем и не занимается подбором персонала и другой коммерческой деятельностью


Вечных двигателей (ВД) не бывает, бывают только вечные тормоза.
Одни «тормоза» упорно изобретают ВД, а другие «тормоза» так же упорно их разоблачают. Причем высокомерные разоблачители не задумываются о том, что элементарные физические формулы и законы были установлены на основе практических экспериментов, в результате проб, ошибок, заблуждений и колоссального труда тех, кого мы сейчас называем основоположниками Физики. Что же касается неугомонных изобретателей (ВД), то из них могли бы получится настоящие ученые экспериментаторы исследователи, если только их устремления направить в нужное русло.
Между тем с уверенностью могу сказать, что ВД уже давно существуют и успешно работают. Стоит лишь изменить стандартную точку зрения на привычные и обыденные вещи. Например, посмотрите на «обыкновенную» в наше время гидроэлектростанцию (ГЭС). Разве это не ВД работающий в результате круговорота воды в природе. И в принципе ГЭС может работать вечно. Прародительницей ГЭС давным-давно была водяная мельница (имя изобретателя неизвестно). В качестве примера можно привести ещё ряд менее известных, но от этого не менее успешно работающих экспериментальных устройств, в ряду которых; приливные ГЕС (используется энергия приливов и отливов), ветроэлектростанция на привязном дирижабле (змее) в постоянно дующих воздушных течениях на определенной высоте, устройства, работающие от перепада температуры и атмосферного давления. А с «обычной» для 21 века солнечной батареей, от которой даже в пасмурную погоду работает карманный калькулятор, знаком каждый школьник.
В наше время устройства, использующие совершенно конкретные - Земные источники энергий принято называть альтернативными и почему-то большого развития они не получают. Очевидные, вероятные и невероятные причины такого регресса можно развить в отдельную тему. Я же хочу сказать, что стоит изобретать лишь те ВД, которые будут использовать заранее определенные - вполне реальные источники земной; воздушной; водяной; солнечной и др. видов энергии.
Фразу Ломоносова о том что «…что-либо из ничего взяться не может…» помнят многие, но концовку «…в никуда кое- что деться не может…» вспоминают редко. Добавлю также, что пускать энергию в никуда не только не можно, но и не должно.

Одним из «экзотических» и практически не используемых видов энергии является кинетическая энергия вращения Земли. Существует лишь несколько устройств, где эта энергия задействована косвенным образом в виде так называемой силы Кориолиса.
С полной уверенностью можно назвать маятник Фуко, как прибор, демонстрирующий вращение Земли и классический гирокомпас, как навигационный прибор, для морских судов изобретенный ещё в 19 веке.
Есть несколько совершенно правильных, но слегка отличных формулировок силы Кориолиса, которые трактуют эту силу с разных точек зрения. Некоторые «выдающиеся деятели» пытаются даже назвать эту силу фиктивной, и закон Бэра для них не закон, можно даже вообразить, что они инопланетяне, прилетевшие из центра Галактики, где в теории и должна находиться та единственная неподвижная точка отсчета относительно которой следует производить все вычисления. Возможно, данное утверждение кому-то и покажется непринципиальным, но сам Густав Гаспар Кориолис был все-таки землянином, и сделал свои выводы о возникающей силе относительно Земли. Это уже гораздо позднее силой Кориолиса стали называть проявление сил инерции относительно любой вращающейся поверхности, а не только относительно Земли.
И все-таки, каким образом и как должен быть устроен тот механизм, с помощью которого можно использовать ту самую неуловимую энергию вращения Земли, ведь на Землю шкив не поставишь и генератор не прикрутишь? Начать надо с простого примера.


Представим себе детскую дворовую карусель, которую надо раскручивать вручную, но без поручней. Просто диск диаметром 3-4м установленный на подшипнике в горизонтальной плоскости на небольшом расстоянии от поверхности земли. Землю условно будем считать плоской и неподвижной. Поверхность карусели гладкая, ровная и без изъянов. В центре сидит «идеальный» ребенок и катает шары для игры в боулинг (кегли), строго с постоянной силой по радиусу, от центра к краю (трение равно нулю).
Чтобы шар не выскакивал за пределы карусели, на некотором расстоянии от края тонким слоем насыпан песок (сила трения заранее известна).
Случай 1. Карусель неподвижна. Шар, прокатившись по песку, оставляет след (траекторию) в виде прямой линии и останавливается. Измерив линейкой длину траектории, зная массу шара, силу трения по песку, а возможно и силу, с которой ребенок бросил шар, можно посчитать энергию, которая фактически (в прямом смысле) ушла в песок.
Случай 2. Папаша раскрутил карусель. Теперь она вращается по инерции. Ребенок опять катает шар с той же силой. Шар, снова прокатившись по ровной поверхности (без трения) и затормозившись на песке, останавливается, не выскочив за пределы круга. Внимательный наблюдатель заметит, что карусель при этом заметно замедлила свое вращение. Останавливаем карусель. Смотрим траекторию. Видим не прямую, а подобие дуги. Измеряем дину траектории ниткой или гибким метром. Замечаем что длина значительно больше, чем в первом случае. Но ребенок катнул шар с той же силой, и шар той же массы, и песок тот же, а траектория длиннее!
Так откуда взялась дополнительная энергия на прирост траектории? Так кто на кого наехал шар на песок или песок на шар? Вот тут и возникает первое затруднение с определением точки отсчета, хотя рассмотрены всего две системы отсчета: неподвижная (отец) и подвижная (ребенок). Оставим для любителей принципов относительности рассуждения об инерциальной и неинерциальной системе отсчета и определения относительного и переносного движения. С практической же точки зрения важен следующий факт: «Чем больше масса шара, и чем быстрее вращается карусель, тем больше прирост траектории, а, следовательно, и энергии»! Эту составляющую можно выделить в чистом виде с помощью еще одного эксперимента.
Случай 3. Папаша взял у ребенка шар, раскрутил карусель до той же скорости что и в случае 2, затем опустил его на вращающуюся карусель, там, где насыпан песок. Шар (в силу инертности) притормозил карусель, оставив на песке след. Замеряем длину. Зная начальную скорость вращения карусели и коэффициент трения по песку, можно вычислить массу шара. Масса – мера инерции. Что вполне соответствует всем физическим законам.
Практически ничего не изменится в результатах эксперимента, даже если изменить направление движения шара. Например: ребенок будет сидеть на краю карусели лицом в центр, где будет насыпан песок. И если карусель раскручена против часовой стрелки на виде сверху, то шар, двигаясь вперед (неважно от центра или к центру) наехав на песок, отклонится вправо относительно своего прямолинейного движения вперед.
(см. закон Бэра)
Если и это сложно для понимания, то необходимо обратиться к определению угловой и линейной скоростям вращения. В частности обратить внимание на то, что с увеличением радиуса окружности (при движении по радиусу) возрастает и линейная скорость при неизменной угловой скорости вращения.

Усложним задачу.


Рассмотрим гироскоп с электроприводом в шарнирном подвесе (не путать с карданным подвесом) на постоянно вращающейся карусели. Под словом «карусель» в дальнейшем следует понимать настольное лабораторное устройство в виде горизонтально вращающегося диска с электроприводом. Гироскоп расположен на краю карусели и сориентирован так, что его ось вращения может поворачиваться в одной плоскости из строго перпендикулярного, непересекающегося в параллельное положение с осью вращения карусели. Существует правило Н.Е.Жуковского (для гироскопа) по которому ось вращения гироскопа повернется вертикально и направление вращения гироскопа совпадет с направлением вращения карусели (против часовой стрелки на виде сверху). Для того, что бы выяснить какая энергия гироскопа или карусели расходуется на совмещение осей, надо к каждому из этих механизмов подсоединить свой ваттметр.
К кольцу же подвеса гироскопа необходимо прикрепить небольшой груз (с возможностью регулировки веса), для того, что бы первоначальная ориентация осей вращения гироскопа и карусели была строго перпендикулярна. Увеличивая вес груза можно узнать полезную максимальную мощность на совмещение осей вращения в одной плоскости гироскопа и карусели. В первом приближении вес груза не должен превышать веса гироскопа.
В отсутствии ваттметра можно воспользоваться амперметром или вольтметром или тем и другим вместе. Питание двигателя гироскопа и карусели осуществляется раздельно каждый от своего аккумулятора. При увеличении нагрузки на валу двигателя ток возрастает, а напряжение соответственно падает. Существует предположение, что возрастет нагрузка именно на валу карусели, при неизменной нагрузки на валу гироскопа при условии соблюдения определенной пропорции межу массой гироскопа, массой груза и скоростью вращения гироскопа. Скорость вращения гироскопа на порядок больше скорости вращения карусели. Гироскоп и карусель раскручены до номинальной скорости, и ось вращения гироскопа придерживается в горизонтальном положении до момента снятия показаний. Возрастает нагрузка на валу карусели.
Интересно проследить за увеличением нагрузки на валу гироскопа в период его разгона на вращающейся и не вращающейся карусели. Она практически одинакова. И время разгона гироскопа одно и то же (с учетом погрешности измерений).
Все эти опыты подтверждают первоначальное предположение, что именно карусель поворачивает гироскоп, расходуя свою кинетическую энергию. Энергия гироскопа на переориентацию оси вращения не затрачивается. При этом не надо забывать о соотношении массы груза и массы гироскопа. Если масса груза превысит некоторое критическое значение, или сила трения в узлах шарнира окажется слишком велика, то эксперимент может не удаться.
Можно проделать еще один «обратный» эксперимент. Аналог скамьи Жуковского. Возьмем свободновращающуюся карусель без двигателя (ссылка - эксперимент). Двигатель поставим на шарнир подвеса, так что гироскоп (маховик) можно поворачивать на 180 градусов из вертикального положения в положение «вверх ногами» (ссылка - эксперимент). Направление вращения гироскопа также можно менять, переключая полярность электродвигателя постоянного тока. Фиксируем ось вращения гироскопа вертикально. Раскручиваем гироскоп от аккумулятора. Поворачиваем его в шарнире на 180гр. «вверх ногами». При этом карусель тоже начинает поворачиваться. Тормозим гироскоп. Раскручиваем его в противоположенную сторону. Поворачиваем его в шарнире на 180гр, но уже в другую сторону по сравнению с первым случаем. Карусель опять поворачивается, и опять в том же направлении, что и в первом случае на виде сверху.
Для того, что бы черпать энергию из вращения карусели (карусель с приводом) в данном устройстве надо заменить электродвигатель привода оси шарнира переворачивающего гироскоп на генератор. Цикл работы гироскопа как в показанном эксперименте:

1. Фиксация оси гироскопа в вертикальном положении.

2. Раскрутка гироскопа от аккумулятора до максимальных оборотов в направлении, противоположенном вращению карусели (вид сверху).
3. Снятие фиксации оси гироскопа.
4. Получение энергии с генератора оси шарнира во время переориентации оси гироскопа («вверх ногами») с отдачей в аккумулятор. Направление вращения гироскопа и карусели теперь совпадают. Оси вращения гироскопа и карусели стали параллельны.
И снова:
5. Фиксация оси гироскопа в вертикальном положении.
6. Торможение гироскопа с отдачей энергии в аккумулятор.
7. Раскрутка гироскопа от аккумулятора до максимальных оборотов в направлении, противоположенном вращению карусели (вид сверху).
8. Снятие фиксации оси гироскопа.
9. Получение энергии с генератора оси шарнира (во время переориентации оси гироскопа в обратном направлении) с отдачей в аккумулятор.

Словом «карусель» можно назвать не только аттракцион или настольное поворотное устройство, а также нашу планету Земля, кинетическая энергия которой колоссальна.
Важно что, Земля вращается в результате вполне определенных причин, которые можно развить в отдельную тему. По этому вопросу существует много теорий, но в данном случае важен факт, что затормозить Землю до нуля практически невозможно.
Возникает резонный вопрос: «Если все так просто, то почему раньше до этого никто не додумался?» На что можно ответить:
1. Ну не все так просто. Просто стало, после того как это по-простому объяснили. Существуют гораздо более «простые» задачи, правильный ответ на которые может дать не более чем 1 человек из1000 (ссылка – простые задачи).
2. Не факт, что до этого никто раньше не додумался. Для великих физиков прошлого положивших основу Механики все было ясно и понятно, у них не было задачи построить устройство черпающие энергию Земли.
3. Основное. Хоть масса Земли огромна, но вращается она слишком медленно и если все-таки произвести математические вычисления и взять следующие цифры: (ссылка – колесо Орфиреуса)
Диаметр маховика - 4000мм,
Ширина по ободу (расстояние между подшипниками) - 400мм,
Диаметр вала - 200мм.
Максимальная частота вращения - 60 оборотов в минуту.
Приблизительная масса – 1000кг (материал маховика - дерево).
Результат вычислений будет мизерным – едва хватает на компенсацию сил трения.
4. Возможно, что такое устройство уже существовало (см приложение №2).

Есть несколько вариантов создания гораздо более мощного устройства. В одном из вариантов предлагается рассматривать вихревое вращение с гироскопических позиций.
Вихрь - как канат, свитый из многих веревок, каждая из которых состоит из отельных ниток. Нитки же это сумма вертикально построенных элементарных гироскопов вращающихся вокруг своего - общего(?) центра. Совместный гироскопический момент подсчитать аналитическим методом (в ручную) не представляется возможным, необходима или компьютерная программа (модель) или реальная масштабная модель. Аналогичная ситуация с идеей так называемого «самовыворачивающегося» тора. Умозрительно представить себе весь процесс сможет только человек с дифференциальным мышлением, способный в уме решать уравнения с несколькими неизвестными, да еще и в динамике (ссылка – простые задачи).
Возвращаемся к прологу.
Продолжение следует...

Ниже следуют ссылки на различные разделы моей странички:

Научная сеть

Колесо Орфиреуса

Эксперимент

Устройство прибора

Сказка (а может быть не сказка) на ночь

"Простые" задачи

Редкие иллюстрации (!!!)

Библиотека (в формате PDF)

Гостевая книга (писать только по существу)

Напишите мне