На вращающемся диске расположен груз массой 1 кг на растояние 1 метр от оси вращения. К грузу на диске через ось вращения (как показано на рисунке) подвешен груз массой 10кг.
Изначально система находиться в покое.
Далее мы начинаем раскручивать систему до момента начала движения груза на диске к периферии, при этом частоту вращения диска фиксируем.
По достижению груза на диске расстоянии от оси вращения равное двум метрам (на этом расстоянии поставим бортик чтобы груз дальше не двигался), подвес фиксируем на высоте 1 метр (до той которой он поднялся при движении груза на диске к периферии). Найти:
Количество энергии, затраченное для того, чтобы раскрутить диск с грузом до начала перемещения нижнего груза, количество энергии затраченное для того чтобы передвинуть груз на диске из положения 1 метр до положения 2 метра от оси вращения, выделившееся количество энергии при торможении диска (груз на диске находиться в положении 2 метра от оси вращения, а подвес зафиксирован). Решение:
1) Раскручиваем эту систему из состояния ПОКОЯ, в состояние начала движения груза на диске то есть до частоты 10 оборотов в секунду, затратим: массу груза помножим на радиус в квадрате и на частому (угловую) в квадрате, и все это разделим попалам. (1*1^2 * 10^2)/2=50 джоулей.
2) Удостоверимся что при данной частоте вращения подвес начнёт подниматься в верх, для этого посчитаем силу натяжения нити как центростремительное ускорение груза на диске помноженное на его массу, получаем: частота в квадрате на радиус в квадрате что равно 10^2 *1= 100 ньютонов, что примерно равно 10 килограмм а именно массе подвеса!
3) После того как убедились что груз начнет подыматься фиксируем скорость вращения диска, и тратим энергию на перемещение груза которая равна (масса груза на диске * радиус в квадрате * угловую частоту в квадрате)/2 МИНУС начальную (50) итого получаем (1*2^2 *10^2)/2-50=150 Тоесть на передвижение груза (на его разгон) мы затратили энергию равную 150 джоулей.
4) фиксируем подвес!!!!! на данной высоте!!
5) переводим двигатель в режим генератора и снемаем энергию с вращающегося груза равную (масса груза на диске * радиус в квадрате * угловую частоту в квадрате)/2 =200джоулей.
Вывод:
Подвели 50+150, отвели 200, а груз подняли на халяву. Вопрос где ошибка?
желлеж Пост: 116535 От 19.May.2008 (17:50)
а во втором случае (С трением),
меняется И линейная (она убывает в следствии расходования
кинетической энергии груза на преодоление силы трения и преобразования
в тепло) в впервом случае будет затрачено энергии меньше
чем во втором, ровно на столько , сколько во втором было затрачено
на преодоление силы трения!
ЖЕЛЕЖ. Каким образом кинетическая энергия кругового вращения груза будет расходоваться на преобразование в тепло трения ,если движение вдоль радиуса и движение по кругу происходят в перпендикулярных направлениях и силы,их организующие поэтому друг на друга не влияют?И стало быть эти энергий нельзя складывать и вычитать!!!Они, как бы, совершенно разной природы
желлеж Пост: 116535 От 19.May.2008 (17:50)
а во втором случае (С трением),
меняется И линейная (она убывает в следствии расходования
кинетической энергии груза на преодоление силы трения и преобразования
в тепло) в впервом случае будет затрачено энергии меньше
чем во втором, ровно на столько , сколько во втором было затрачено
на преодоление силы трения!
ЖЕЛЕЖ. Каким образом кинетическая энергия кругового вращения груза будет расходоваться на преобразование в тепло трения ,если движение вдоль радиуса и движение по кругу происходят в перпендикулярных направлениях и силы,их организующие поэтому друг на друга не влияют?И стало быть эти энергий нельзя складывать и вычитать!!!Они, как бы, совершенно разной природы
Вот вот, и я о томже!!!!
вопервых не ЖЕЛЕЖ а желлеж,
а вовторых при одновременном движении и по окружности и по радиусу
таектория имеет вид спирали а не круга,соответственно угол между
радиусом и касательной к траектории в точке пересечения радиусом
траектории НЕ равен 90 градусам и соответственно...
proggi Пост: 114710 От 11.May.2008 (11:33)
Вот смотрите во вложении что у меня получаеться.
"переводим груз от R1 до R2" -> deltaE = E2-E1
здесь ты Е2 расчитываешь, как будто груз уже расположен на расстоянии 2м от центра. Возможно в результате значение будет такое же, но все же для чистоты "эксперимента" мне кажеться нужна формула описывающая точный процесс...
proggi Пост: 114710 От 11.May.2008 (11:33)
Вот смотрите во вложении что у меня получаеться.
"переводим груз от R1 до R2" -> deltaE = E2-E1
здесь ты Е2 расчитываешь, как будто груз уже расположен на расстоянии 2м от центра. Возможно в результате значение будет такое же, но все же для чистоты "эксперимента" мне кажеться нужна формула описывающая точный процесс...
Так для этого и ветку создал, чтобы разобраться в этом.
а вовторых при одновременном движении и по окружности и по радиусу
таектория имеет вид спирали а не круга,соответственно угол между
радиусом и касательной к траектории в точке пересечения радиусом
траектории НЕ равен 90 градусам и соответственно...
При движений без "трения" этот угол будет даже больше отличаться от 90 градусов,чем при движений с "трением".Не забываем при этом что силы,это движение организующие(крутящий момент на валу и центробежные),всё равно взаимно-перпендикулярны.И в таком случае ваш довод работает больше против вас.Поэтому,желлеж,Вы совершенно здесь(по-моему) не правы.
Ну и ещё немаловажное обстоятельство во всей этой комедий.А именно то,что причина-крутящий момент и следствие-радиальное движение происходят под углом в 90 градусов,это должно быть и является (это не только моё но и многих других,мнение,см.например[ссылка] хотя там сказано немножко по иному поводу ) условием возникновения СЕ.
proggi, не давай себя путать и забалтывать. Тема интересная.
Если уж идти до конца, то действительно придется вникать во все тонкости движения тела, и это будет спираль. Далее, с трением - понятно, а как будет без трения (без совершения работы)? Груз метнется к краю диска - и дальше - что?? Стукнется об край, выделив энергию в виде звука, сотрясения конструкции, нагрева груза от деформации? Или надо исхитриться и поймать груз по плавной траектории, так, чтобы его энергия плавно перешла в энергию углового вращения - опять какая-то спираль получится? Если надо спирали обсчитывать - я пас.
И вообще-то я любитель редукции. В данном случае я бы все-таки рассматривал такую конструкцию, в которой движение груза по радиусу создавало момент на валу такой, чтобы компенсировать потерю угловой скорости (или дополнительный момент на валу двигателя) для увеличения линейной скорости груза. А это опять спираль! но тут уже проще считать, если предположить, что такая спираль уже есть и рассчитана по вышеприведенному условию. Кстати, если капнуть чернил на вращающийся диск, то получается сначала спираль, а потом прямая линия. (занимательная физика Перельмана). Для вращающейся системы существует спиральная кривая, при движении вдоль которой тела угловая скорость не меняется (если, допустим, нет двигателя, а диск вращается по инерции). Я бы отсюда начинал...
_________________ И мню аз яко то имать быть, что сам себе всяк может учить.
An77 Пост: 116883 От 22.May.2008 (01:39)
Тка любую силу можно разложить на пару перпендикулярных векторов, и ожидать, что от этого она станет неадекватна сама себе
Но в данном случае этм силы реальны а не "виртуальны".С "виртуальными" же мне известна такая заморочка:http://mob.skif.biz/index.php?name=Forums&file=viewtopic&p=104644#104644 Там я пытался заставить тележку двигаться под действием силы(виртуальной)F1. Маховик постоянно раскручивается с ускорением.
И вот,что из этого получилось:http://mob.skif.biz/index.php?name=Forums&file=viewtopic&p=112313#112313
Eduard Пост: 116885 От 22.May.2008 (02:22)
proggi, не давай себя путать и забалтывать.... но тут уже проще считать, если ПРЕДПОЛОЖИТЬ, что такая спираль уже есть и рассчитана по вышеприведенному условию.... Для вращающейся системы СУЩЕСТВУЕТ спиральная кривая, при движении вдоль которой тела угловая скорость не меняется (если, допустим, нет двигателя, а диск вращается по инерции). Я бы отсюда начинал...
Ну так эта спираль предполагаемая или всё-таки существует? Только чтобы груз при этом двигался от центра к краю а не наоборот.
Eduard Пост: 116885 От 22.May.2008 (02:22)
proggi, не давай себя путать и забалтывать.... но тут уже проще считать, если ПРЕДПОЛОЖИТЬ, что такая спираль уже есть и рассчитана по вышеприведенному условию.... Для вращающейся системы СУЩЕСТВУЕТ спиральная кривая, при движении вдоль которой тела угловая скорость не меняется (если, допустим, нет двигателя, а диск вращается по инерции). Я бы отсюда начинал...
Ну так эта спираль предполагаемая или всё-таки существует? Только чтобы груз при этом двигался от центра к краю а не наоборот.
Ну надо просто немного воображения и все. И увидите спираль
Потом груз сам по себе мгновенно тоже не может метнуться, так как будет центростремительное ускорение, что приведет к РАЗГОНУ грузу а не мгновенному набору его скорости.
Так всеже неясно СЕ это или нет. Мнения пока как я вижу разделились.
Ну давайте составим уравнения и попробуем их решить. Тока там одних интегралов сотня будет... Я решить (да может и правильно составить) врядли смогу.
И без интегралов ясно, что даже если покрасить траву вокруг тележки, законы физики, нет, даже простейшей логики, не спешат меняться и двигать её. И в этой истине нет ничего грустного!
missioner Пост: 116887 От 22.May.2008 (05:07) Но в данном случае этм силы реальны а не "виртуальны" ...
1. Реальная сила в начале задачи раскручивает груз.
2. Реакция опоры удерживает его на радиусе.
Что-нибудь ещё?
Далее. При перемещении по радиусу без цели отбора энергии, тело имеет прямолинейный участок на своей траектории, затем снова подхватывается подвесом. Усилие при перемещении на известную длину нулевое - нет изменения кинетики.
И в заключение, перемещаясь радиально, передаёт часть импульса третьим телам через свой подвес. Скорость, линейную, считаем на калькуляторе.
Где кризис?
Eduard Пост: 116885 От 22.May.2008 (02:22) ... Для вращающейся системы СУЩЕСТВУЕТ спиральная кривая, при движении вдоль которой тела угловая скорость не меняется (если, допустим, нет двигателя, а диск вращается по инерции). Я бы отсюда начинал...
Ну так эта спираль предполагаемая или всё-таки существует? Только чтобы груз при этом двигался от центра к краю а не наоборот.
Конечно, существует ))) это спираль с нулевым шагом, при иных не выполняется условие неизменной угловой скорости.
Если завелась другая, покажите!
