Алтернативни енергоизточници > Теории, хипотези, физични опити
Жироскоп действа като спирачка и нарушава закона за запазване на енергията (ЗЗЕ)
Иван Димов:
Като гледах експериментите на Eric Laithwaite в сайта http://www.youtube.com/watch?v=IaOIWXqH9Io&feature=related ми направи впечатление как спира внезапно жироскопа при премахването на тежестта. Това свойство на жироскопа може да се използва за спиране на въртящи се тела при това без триене. Като спираща сила се явяват центробежните сили, пораждащи се при сложната траектория на всяка отделна елементарна маса dm на жироскопа. Това е ярък пример как за центробежните сили законът за запазване на енергията (ЗЗЕ) е невалиден. Спиране без триене - това е добре. Остава да направим и ускорение без триене.
Прилагам файл, в който нагледно се вижда едно от приложенията за спиране на въртяща се макара с товар. При развиване на въжето, тежестта пада от положението на фиг.1 до положението на фиг.2. При това спирането се осъществява от въртящия се жироскоп, който не променя скоростта си. Ако същият жироскоп не се върти, то тежестта би паднала с далеч по-голяма скорост.
CPU:
Иван Димов, това което си показал е интересно, но сигурен ли си, че оборотите на
маховика не се увеличават? Щото има една играчка, измислена от NASA, казва се
powerball, наподобява твоята постановка и там оборотите се увеличават чрез клатене
на маховика, целта е да се създаде реакция при безтегловност за да могат космонавтите
да "вдигат гирички".
Иван Димов:
Ето малко по-научно обяснение за да няма неясноти.
Оста на жироскопа е закрепена в точките ж-ж (фиг.1 от приложения файл). Оста на макарата е закрепена в точките м-м (фиг.2). Нека кожухът на жироскопа е боядисан вляво червено, а вдясно зелено както се вижда на фиг.1 и фиг.2. Силата на тежестта може да се представи като двойка сили, приложени в точките ж от фиг.1. На жироскопа се предава същата двойка сили, които са означени на фигурата. Когато макарата се завърти от закачената тежест, всички точки от червената половина отиват нагоре, а всички точки от зелената половина на жироскопа отиват надолу. При това силата F, действаща на точките от жироскопа е перпендикулярна на скоростите V, с които се движат тези точки. Така тази сила F не променя линейната скорост V по големина, а само по посока. Затова жироскопът не променя скоростта, с която се върти и запазва кинетичната си енергия (има само слаби загуби в лагерите). Ако разгледаме дясната зелена половина, виждаме как всяка елементарна маса dm от жироскопа описва траекторията от т.1 до т.2 на фиг.3. При тази крива с радиус R възниква центробежна сила Fцб=dm.V^2/R, която е насочена противоположно на силата F. Вляво (червената половина) положението е аналогично и възникващата центробежна сила е насочена надолу - отново противоположно на F. Значи имаме сили F от окачената тежест и сили Fцб, насочени обратно на F. Затова всички центробежни сили, възникващи в жироскопа, действат спиращо за въртенето на макарата.
Нека да видим защо се нарушава законът за запазване на енергията (ЗЗЕ). За целта правим два опита.
1. Жироскопът е спрян. Тежестта се спуска от височина h. Потенциалната енергия на тежестта е Ep=mgh. При падането на тежестта тази потенциална енергия се превръща в кинетична енергия Ek=Ep (скоростта на падането е голяма) и ЗЗЕ се спазва.
2. Жироскопът е развъртян. Възникващите центробежни сили Fцб в жироскопа спират падането и тежестта пада бавно. Най-долу кинетичната и` енергия е малка. ЗЗЕ се нарушава защото Ek<Ep. Енергията на жироскопа не влиза в сметките, защото не се променя по време на падането.
jhonjhon:
Мисля, че CPU е прав - оборотите се увеличават, т.е. извършена е работа за сметка на по-ниската кинетична енергия.
Ето видео:
http://www.youtube.com/watch?v=dJyov7wfiUE&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=b3a_TmXigsU&feature=related
mzk:
Аз пък мисля, че Ерик Лейтуайт (?) доста добре показва кактото има да показва. Просто гледайте клиповете в youtube по няколко пъти и внимателно!
Навигация
[0] Списък на темите
Премини на пълна версия