polpol, здравствуйте!
Приветствую всех!
Благодарю автора за постановку задачи!!
Как бы вступление.
Чтобы не изобретать велосипед, провёл простой анализ информации из интернета.
Так автор поста уже пообсуждал эту задачу (?) на
https://www.forumhouse.ru/threads/585256
Ранее эта же задача (близкая) рассматривалась на
https://www.bolshoyvopros.ru/questions/1740369-kak-reshit-zadachu-o-gruzah-na-kacheljah.html
Далее – просто субъективные фантазии, рассуждения вслух…
Сразу, если тупо в лоб, не выходя из рамок физики начальных классов – то высота "подскока" второго груза будет равна высоте падения первого груза или меньше. Предложенное решение в упомянутых темах – энергия слева и справа качелей будет одинакова (?), массы равны, высоты так же будут равны.
Т.к. во всём школьном курсе везде жирными буквами прописано – "сверх единицы" не существует…
ИИ соврал, самка собаки…
Это если в рамках школьного курса.
Если углубляться вглубь вопроса, то требуются уточнения по "реальным" телам.
Вводные.
1.Если падающие/поднимающие тело-1 и тело-2 упругие (резиновые шары), то второе тело (подпрыгивающее справа) – сместится мало. Падающий груз (тело-1) просто отскочит от коромысла/рычага, "забрав" с собой импульс, если рычаги качелей жёсткие.
Предпосылка – опыт по ломанию деревянной палки, подвешенной концами на бумажные кольца.
https://rutube.ru/video/21aa7a5049726328d3937057c3b2562e/
2.Что бы без отскока – тела напрашиваются не упругими (мешки с песком, свинцовые шары).
Если качели (плечи рычага), так же будут не упругими (например, "невесомый двутавр", упрощённо - в виде стальной линейки на ребро), то энергия падения "массово" перейдёт в деформацию/разрушение падающего груза-1, энергия/импульс не передастся второму грузу-2 полностью.
Здесь второй груз подпрыгнет, но "вяло".
Предпосылка – всё тот же опыт с палкой и бумажными кольцами.
3.Что бы, максимально "передать" энергию от первого груза ко второму, требуется упругие "невесомые" плечи рычагов (качелей).
И напрашивается, что само тело качелей (плечи) опирается "свободно" на опору, левые и правые плечи – единое упругое тело. И грузы в виде мешков с песком/свинцовых шаров, т.е. не упругие.
И пошёл сопромат.
=здесь рисунок-1=
После падения груза (рис.1), левое плечо рычага (от падающего груза) прогнётся больше, правое меньше.
Это задача ближе к расчёту упругой деформации, "запасённой" в плоской пружине при изгибе.
Для упрощения задачи, левый рычаг, после его прогиба ("взвода") – можно зафиксировать защёлкой на конце, что бы он не возвращался в исходное положение, и всю запасённую энергию прогиба передавал на второй короткий конец справа.
Если не защёлкивать, то груз-1 скорее всего подпрыгнет от упругости рычага, забрав часть энергии.
Без защёлки и без подпрыгивания груза-1 – требуется вводить всю систему в резонанс, что на практике будет проблематично, т.к. много вводных.
С сопроматом – на "вы", но если тупо рассуждать, то…
Энергия падения груза распределится между одновременными "прогибами" левого и правого рычага.
"Взвели" (прогнули) левое плечо и зафиксировали его.
Запасённая энергия левого сгиба "полностью" передаётся правому плечу.
Который так же ранее "прогнут" упругой деформацией от инертности груза-2.
Т.е. "вся" запасенная энергия "падения" груза приложится к правому плечу "отдачи" (плечу подскока).
И здесь пошёл момент импульса.
"Левый импульс" (падающий) равен "правому" (подскоку).
По школьному курсу физики - энергии увеличения высоты подскока ждать не откуда ("закон" сохранения энергии), какими бы не были отношения длин рычагов качелей.
Но…
Пошёл "двойной" сопромат…
Энергия движущего тела пропорциональна квадрату скорости (на этом много конструкций механических "вечняков" основано).
Из за уменьшения длины плеча и увеличения жёсткости пружины (энергия с левого и правого плеча "соберётся" в правом плече, правое плечо короче) – вырастет скорость подскакивающего груза-2.
Хвост, прошу прощения, описался, импульс - решает всё и он весь "соберется" на жёсткой короткой пружине.
Левый рычаг медленно, мягко "накапливает" изгиб, правый жёстко и быстро "отдаёт" всю энергию.
Это система с параметрическим контуром (изменение параметров системы в цикле).
Мандельштам и Папалекси тихо плачут в сторонке от таких рассуждений…
И здесь уже проглядывается "сверх единица", если есть стремление к ней.
Как аналог – классический арбалет (меееедленно взводим, быстро разряжаем).
Болт арбалета пробивает толстые стальные доспехи.
При этом руками, используя болт как копьё, пробить доспех не возможно.
Да и просто покидать вверх руками болт и его же из арбалета – высоты будут разными.
Человек что натягивает тетиву, что кидает болт – больше своего максимума не выдаст.
Откуда возьмётся дополнительная энергия для увеличения высоты "подскока" болта? (из массы умноженной на скорость в квадрате, в момент отпускания болта).
Здесь столько вводных для "честного" теоретического анализа школьной задачи – что голова кругом идёт…
Но проверка – простейшая.
Взять полотно от ножовки по металлу (или металлическую линейку).
Положить его/её на опору со смещением центра полотна/линейки.
С одной стороны лежит груз (масса груза больше веса полотна в несколько раз), на вторую сторону скидываем ещё один такой же груз.
Грузы – гайки, рыболовные грузила из свинца, болты и т.д.
И офигиваем от любого результата эксперимента, одновременно наслаждаясь процессом…
Конечно интересно, но честно – провести опыт лень…
Без фиксации (защёлкивания) левого плеча рычага – результаты скорее всего (?) дополнительно будут "плавать" от отношений масс грузов и самого рычага, его упругости, отношения длин рычагов.
Инертность и упругость будут бороться…
Это будет череда экспериментов…
"Проглядеть" при этом "истину" – проще простого…
Делать защёлку – это уже что-то более фундаментальное получится…
Задача примерно напомнила устройство из ролика - "The dominant flywheel".
(автоматический синхронный перевод голосом можно сделать в яндекс браузере)
Маховик кулачком (небольшой дисбаланс массы маховика в оригинале) набегает на плоскую пружину.
Кулачок набегает на длинный конец пружины (рычаг в этом моменте - длинный), сгибает её, и соскальзывает с пружины при коротком рычаге, подталкиваемый ею.
Грузик на пружине в оригинальном ролике – задаёт регулируемую жёсткость (реакцию) пружины / подстройка в резонанс.
Решение – изящнейшее…
Эта же конструкция с комментариями типа "вау" - "Учёные физики в шоке! ДВИГАТЕЛЬ С ПРУЖИННЫМ ПРИВОДОМ"
https://rutube.ru/video/955caf7add35ac1db66ac026fd7d5bdf/
Даже И.Белецкий повторил устройство - "Пружинный двигатель free energy spring mechanism 3D печать"
И комментарии к ролику – улёт!!
Robert Murray-Smith так же склепал эту конструкцию - "2096 An Unusual Spring Motor"
https://rutube.ru/video/a855431b17c8b6ae05912de516142f20
Но запустил его задом наперёд, т.е. кулачок "набегает" на пружину, когда рычаг пружины короткий, "съезжает" с длинного плеча.
И мягко выражаясь, эта самка собаки, ещё смеётся в камеру, когда маховик останавливается…
"Специально обученные люди" однако…
Размах прогиба пружины не меняется при "набегании" и "сходе" кулачка с пружины.
Величина прогиба аналогична "дельта икс" для школьных формул пружин сжатия/растяжения.
=здесь рисунок-2=
=здесь рисунок-3=
В цикле меняется жёсткость пружины из-за уменьшающейся "рабочей" длины пружины (длины плеча) – рис.2
Согласно сопромата – жесткость меняется не линейно от "рабочей" длины плеча пружины.
Но при этом для консольной однолистовой плоской пружины выигрыш в энергиях (работа пружины - рис.4) – линейный от "дифференциальной" длины рычага и равен L1/L3 (на рис.3)
=здесь рисунок-4=
На рис.4, для формулы работы пружины: "сигма" в числителе – допустимое напряжение на изгиб, "Е" в знаменателе-модуль упругости.
Рассуждения простые – импульс вращения, что до "набега" кулачка на пружину, что при его "сходе" с пружины – изначально теоретически одинаков, за минусом потерь на трение, на деформацию.
Для проверки этого, достаточно мысленно заменить плоскую пружину – пружиной на сжатие, на которую набегает кулачок.
Но для плоской пружины, как в ролике, при "сходе" кулачка с пружины – это будет происходить чуть быстрее, чем "набег", т.к. пружина станет короче и жёстче, энергия "отскока" вырастет.
Для проверки – взять плоскую линейку, и "популять" ей грузики, оттягивая один конец, а второй прижав к столу.
И меняя длину плеча линейки при экспериментах, при этом сгибать линейку необходимо на одну и ту же величину (!!).
Для "короткой" линейки – одинаковые грузики улетят выше, чем для "длинной".
Здесь даже проверять на практике не буду, пойду путём Аристотеля, с его 8 ногами у мух.
Сокращение времени "схода" кулачка с пружины, по сравнению с "набегом" – увеличит скорость вращения маховика.
Первичный импульс "набега" будет "сжат" по времени, т.е. увеличится угловая скорость.
Количество энергии, запасённой в маховике, зависит от его массы, формы и скорости вращения.
Первые два – в цикле не меняются.
А по третей величине – идёт прибавка…
Как это всё свести в рамках школьной программы, по "классической" физике - без понятия…
Т.к. до "набега" кулачка на пружину – импульс маховика будет меньше, чем при "сходе" кулачка с неё.
Ну прям эффект Оберта, но там всё хорошенько запутали, что бы спрятать "уши сущности"…
Классическая физика не допускает, что линейно по "затратам" увеличивая импульс (=скорость), можно получить квадратичную прибавку в энергии.
Рядом, в "Парадоксе ракетного двигателя" – прирост энергий объясняют просто.
Когда ракета движется вниз, тяготение работает в "плюс", ускоряя ракету.
Когда ракета проходит точку перегиба, тяготение начинает работать в "минус", замедляя ракету.
Если в нижней точке перегиба включить двигатель, то скорость её вырастет - к уже имеющейся.
И она тот же путь подъема преодолеет быстрее, чем опускалась.
Т.е. тяготение при подъеме будет "мешать" на более коротком периоде.
Отсюда – дельта, прибавка в энергии, ракета сначала падая в яму, а потом взлетая из неё - поднимется выше, чем при простом старте с земли. При одинаковой массе топлива.
Но откуда эта энергия будет черпаться, А-А-А-А?
Из тяготения, но что это такое, тяготение – покрыто мраком…
А примешав сюда реактивную струю, светлей лазури – запутывание завершается.
Нате, не обляпайтесь…
Для осмысления эта конструкция вроде проще по отношению к "школьной" задаче с падающими грузами(?).
А чем осмысливать, какими инструментами?
Классическая физика всё сводит к закону сохранения энергии.
И эта энергия должна быть – "утверждённой", выбрать пункт из списка...
Иначе – слышится грозная поступь Комиссии РАН по борьбе с лженаукой.
И здесь интересный вопрос - как лженаука может бороться с лженаукой?
Это как "рок против наркотиков", "пчёлы против мёда", "РАН борется с лженаукой"?
"Правительство лишило РАН части полномочий" 15 окт 2020
https://nauka.tass.ru/nauka/9729817
Это жжжж не спроста…
В конце 2024г., в РАН вообще ввели попечительский совет…
Попытка разобраться с пятой колонной от науки?…
И как лихо обставлено, сами учёные в РАН вдруг попросили себя ограничить, введя этот совет…
Пушистики…
По "The dominant flywheel" дошёл до рукоблудства, грех признаю, пытался собрать такой макет на строительных уголках, CD диске, мелком подшипнике от роликовых коньков, с фиксацией частей термоклеем и болтами.
Вместо плоской пружины поставил растягивающуюся из спиральной пружины от шариковой ручки (тянет жёсткий рычаг-пластинку, на которую "набегает" кулачок).
Первый запуск показал не работоспособность собранной конструкции.
Доводить до ума не стал (сразу много условностей было в конструкции, механизм получился хлипковатым, переделывать требовалось всё), забросил. И сейчас понимаю – без переделки конструкция не заработала бы.
Да и "механику" еще в электричество потом превращай…
В общем, увлекательно провёл время, хотя ожидаемого результата и не получил…
Сейчас бы вместо CD диска (основа для маховика = пластик хлипкий) – взял бы плоскую металлическую строительную пластину 100-150мм (пластина монтажная).
И к ней уже крепил бы гайки М12-М16 для веса (маховик, притягивание к нему гаек болтом М3-М4 через большие шайбы по месту - для балансировки всей конструкции).
Кулачок в виде мелкого подшипника (ранее использовал болт М4, но не сточил у него резьбу в месте контакта/скольжения, он скрипел при запуске, тормозил всё).
Ось вращения – шпилька или длинный болт М3-М4-М5, законтренный между стойками "щёк" в распор гайками.
По бокам маховика (стойки "щёки") – так же строительные уголки (200-300 мм), на уже большой монтажной пластине 200-300мм (нижняя станина).
Пружина из полотна пилы по металлу (?).
На всю конструкцию - можно уложиться в 1000 рублей по затратам на текущий момент.
Уважаемый polpol, вы застрельщик идеи, вам и карты в руки (?)…
Любые теоретические выкладки базируются на школьном, институтском образовании, фундаментальной науке и т.д.
А они насквозь "кривые", уже больше ста лет в них вложены "нужные" результаты, где нефть и уголь рулят как источник централизованной энергии. Всё остальное под системным "запретом", выхолащиванием.
"Практика - критерий истины" (К.Маркс)…
(подначиваю)
Если кто другой сделает качели с падающими грузами и "получит" отрицательный результат – то возможно это будет "засланный казачок", из "специально обученных людей".
И положительные результаты – тоже могут выдаваться "обученными людьми", вон на ютубе индусы что творят, у них каждая фитюлинка всегда выдаёт свободную энергию от 5 до 15 кВт (авторы осознанно и не осознанно создают информационный шум отвлечения/прикрытия, зарабатывая на просмотрах).
Вот есть много видео по "вечняку" на маховике, коленвале и пружинах растяжения (легко ищется по "вечный двигатель на пружинах"). Пружины растяжения, как ощущается, более технологичны, чем изгиба.
Уверен – возьмусь делать конструкцию по роликам с ютуба, ничего не получится.
В конструкции специально вводят ошибки и в видероликах массово показывают просто фокусы и чудеса видеомонтажа.
А как такая конструкция (с коленвалом) изначально может работать - не понятно, не хватает тех самых "цельных, единых" знаний. Шум и каша вложена в голову в школе, "институтах", "мешает" фрагментированное восприятие мира.
Но судя по мощной информационной атаке (все вдруг начали "делать" такие конструкции, информационное поле засрано в конец) – там что то есть, легко и на коленке…
Засранность информационного поля – затрудняет анализ информации из открытых источников. По этому вопросу на видеохостингах КиберДед (А.Масалович) много интересных роликов размещает.
Откуда возьмётся "дополнительная" энергия в "вечниковой" конструкции – официальная наука разводит руками и шельмует изобретателей.
А всякие В.Арцюковские, А.Мишины, Ф.Канарёвы и другие – говорят, что если взять иное восприятие картины мира, то всё "просто", и противоречий нет…
Так на костёр их, как чернокнижников… Их время ещё не пришло…
Но по некоторым данным, к 2030 году "вечняки" будут массово использоваться, "разрешены" в рамках "нового мирового порядка" (куда уж без теорий заговора).
И предпосылки простые – раньше на каждый вложенный рубль, нефтяная скважина приносила примерно 100-200 рублей прибыли.
Сейчас примерно в среднем 80 и ниже. "Лёгкие" к освоению месторождения кончаются.
Нужны новые источники энергии, и централизованный "рубильник" в них не предусмотрен.
И что бы не упускать инициативу управления миром, управление запланировано не через ресурсы, а информационное.
ИИ, гаджеты, интернет, соцсети, Госуслуги, электронные деньги, покупки онлайн, электронные паспорта, рейтинг гражданина, дистанционное обучение, работа онлайн и т.д. – инструменты для достижения цели, и в них уже встроен централизованный "рубильник".
Ковид – была попытка "посмотреть" на управляемость массой, прореживание кормового поголовья, создания напряжённости, массовое опробование электронных, дистанционных технологий в живую… И возможно этот инструмент оказался не очень эффективным (?).
И центр управления лежит вне государств, президенты играют по навязанным правилам, постоянно торгуясь за право маневра…
Вон с РАН – четыре года потребовалось подковёрной борьбы, что бы "приструнить" РАН, и сделать "заявку", где академия начинает работать на государство, а не наоборот.
Возможно с РАН – так и было запланировано "надсистемой" (?), смотрим мультсериал "Симпсоны"...
И это всё не хорошо или плохо, просто период развития человечества, самоосознания.
Для уточнения – нефть и уголь сейчас являются основой в процентном отношении всей мировой выработки энергии. Данные по рентабельности добычи угля – не нашёл.
Во наплёл с теориями заговора…
Так откуда же может взяться прирост энергии в механических "вечниках"?
А он и не берётся, он всегда есть…
К примеру, ролик – "Чирцов А.С. _ Реальный сигнал и Фурье преобразование. Вещество и поле - это Фурье образы друг друга".
https://rutube.ru/video/dc5c624e0802433ae99f8336630922d8/
Во второй половине ролика - рассмотрение вещества, как особым образом сконфигурированного поля, волновой функции.
И в "The dominant flywheel" взаимодействует не пружина с маховиком, а два "объема" поля.
Т.е. пружина – это поле, у которого нет начала и нет конца.
Здравствуй "эфир", похеренный через А.Эйнштейна…
Точечно-волновая картина мира.
И прирост энергий – это локальные изменения состояния единого поля.
"Закон" сохранения энергии – работает, просто энергии "другие".
Энергия вакуума, его квантовых полей – признается официальной наукой, это еще пока не отменили…
Да и вакуума по существу нет, как и материи.
Одно не разрывно "перетекает" в другое.
Откуда смотреть…
А здесь рядом становится понятней и как "работает" гравитация, и "двух-щелевой опыт", и как "работает" квантовая физика, и как энергия привязана к "массе", и ещё куча "ништяков"…
Ещё классный ролик - "Чирцов А.С. - Свет. 6 невероятных выводов. Почему за зеркалом темно, но света в 2 раза больше".
https://rutube.ru/video/61d972f7272b2fd0db29e35be604e4a8/
При любом раскладе - удачно вам провести досуг, polpol, просто развлечься по полной…
И здесь остаётся только развлекаться, если ваша конструкция заработает, всё равно в массы это не пойдёт – сейчас это "табу"...
Т.к. обычно изобретателям "вечняков" - личные "изделия Фаберже" дороже…
Если нет – то такие горят на работе, как А.Слободян…
Вот по другому и не скажешь – просто …сгорел на работе…
И оставляю трибуну "специально обученным людям", которые вдумчиво и убедительно объяснят, что это работать не будет, что все дураки, в школе не учились, врач поможет, первый закон термодинамики запрещает, импульс будет другим, модуль упругости недостаточно упруг, работу надо считать через сферического коня в вакууме, косинус перпендикулярен, прямой угол кипит при 90 градусах, Каспийское море впадает в …
Неожиданно оказалось, что среди "специально обученных людей", внутри таких групп, иногда проводятся конкурсы на самое дебильное объяснение, почему конструкция, выставленная на обсуждение - работать не будет…
Занятно, но тоже можно понять, из года в год одно и то же, скучно…
О чём это сообщение – да просто интересно, познание мира в любой форме…
Сразу скажу – работающего "вечного двигателя" в загашнике нет, и по большому счёту получается - на фиг не нужен, но сам процесс увлекателен…
И перечитал всё написанное, сколько же внутри скопилось "пролетарского" возмущения от официальной науки – ооооо…
Уважаемый polpol, всё, что написано выше – муть, отнеситесь к этому как к юмору…
…похоже "это были не опята"…
Но истинно, истинно говорю вам, что в секту приверженцев "вечных двигателей", можно попасть только через секту "свидетелей синей изоленты"…
