ИНЕРЦОИД
Не компенсиране на импулс

http://prikachi.com/images/959/5721959w.jpg

На чертежа е показана постановката и теоретичното разглеждане на така наречения двигател инерцоид. На фиг.1 е показан ЗИС вагон – М а масата му включва непроницаемите му стени.

(КС в случая е показана с прекъсната зелена линия само вертикално, тъй като ни интересува само хоризонталното движението спрямо чертежа и линията преминава в левия край на фигурите за да може нагледно да се проследи движението. Всички движения се разглеждат и пресмятат спрямо КС.)

Върху дясната стена на вагона върху една предварително натегната пружина -3 е разположено тялото m1. В центъра на тялото m1 има ос -1 спрямо която тялото m1 може да се върти свободно с някаква лагерна система. На разстояние по малко от половината дължина на вагона са разположени телата m2 и m3 както е показано.
(Условието телата m2 и m3 да са по близо до дясната стена се изисква защото в последствие ще бъде сглобен и развъртян маховика, така че това трябва да стане преди лявата стена да е достигнала точката на сглобяване и развъртане.)
Те са свързани посредством връвта- 2 а точка- 4 е половината от връвта която определя радиуса когато телата в последствие се завъртят около оста- 1 на тялото m1.

Осите- 11 на телата m2 и m3 служат за избягване на въртене
около собствените оси на самите тела когато те в последствие се завъртят около m1. Т.е. опростяваме задачата да разглеждаме енергия вложена за въртене на m2 и m3около осите си.
С цел да опростим разглеждания случай теоретично да приемем че въртенето около така наречените лагерни системи (оси) става без триене. А връвта -2 (която може да се замени и с тънка твърда пръчка) е без масова.)

Масите на телата имат следното съотношение:
m1= m2 + m3, m2 = m3, М= m1.
Първоначално всички тела на фиг.1 са в покой спрямо КС. Но след освобождаването на предварително натегнатата пружина -3 то потенциалната и енергия ще предаде ускорение, импулс на тялото m1 със скорост 10m/s. Съответно вагона- М получава импулс със същата скорост 10m/s вследствие отката и 3тия принцип на Нютон както е показано на фиг.1. но в обратна посока.

На фиг. 2 е показано какво става следствие процеса движение на вагона – М и тялото m1. Вагона- М е изминал известно разстояние спрямо КС както нагледно е показано. На него (вагона) не му действа нищо така, че запазва скоростта и посоката си.
Тялото m1 достига до връвта-2 и оста- 3 се свързва с някаква автоматика към точка- 4. така, че вече имаме съставно (сборно тяло), т. е. несиметричен маховик. По точи начин, вече тялото m1 е свързано към телата m2 и m3 и движението на m1 ще бъде така да се каже забавено от m2 и m3. Или казано скоростта, импулса, кинетичната енергия на m1 ще нямала за сметка на увеличаване на ъгловата скорост на m2 и m3, т.е. имаме трансформиране на кинетичната енергия от m1 към m2 и m3.
Това сборно тяло вече развъртяно има свойствата на маховик (по точно се наслагват няколко частни случая със съответните свойства на несиметричен двоен маховик с противоположни посоки на въртене. А посоката която ще придобият телата m2 и m3 нагледно е показана с червените стрелки.
(В случая закономерностите на така наречения несиметричен маховик, частните случаи които ни интересуват, формата на траекторията на телата m2 и m3 ще разгледам в отделен пост тъй като е нещо различно от стандартното разглеждане, а и като се вижда до сега не всички са разбрали какво се получава изобщо.)

На фиг. 3 вагона- М е изминал допълнително разстояние спрямо КС тъй като не му действа нищо и запазва скоростта и посоката си.

Не е проблем да се пресметне точно по кое време и на какво разстояние се намират и вагона и другите тела, но това не е нужно за разглеждания случай а само ще усложни задачата.

Маховика (сборно тяло) съгласно законите за запазване започва въртеливо движение на m2 и m3 около m1. Но това завъртане на маховика става около ЦМ, както нагледно е показано, а разстояние е половината радиус или средата помежду m1 и въртящите се тела m2, m3. Това е така защото имаме закономерностите за въртене на несиметричен, двоен маховик с общ център на въртене и тела се въртят в обратни посоки. Като двете въртящи се тела имат равни маси помежду си а сбора на масите им е равен на тялото (m1) около което се въртят.
Като винаги в момента когато m1, m2 и m3 са в хоризонтално положение (както нагледно е показано на фиг.3) то тялото m1 има скорост V=0 спрямо КС. А телата m2 и m3 в този момент имат ъглова скорост V=10m/s спрямо центъра на въртене (тялото m1) както и спрямо КС. Т.е. в този момент (фиг.3) при завъртане на 90 градуса от първоначалното положение (фиг.2) имаме пълно трансформиране на кинетичната енергия на тялото m1 в кинетична енергия (въртящ момент, инерчен момент) на телата m2 и m3.

(Ако оставим маховика без никакво влияние за продължителен период от време, то тялото m1 ще извършва постъпателни движения от точка А (А - местото където се намира за момента фиг. 3) до точка А’ (А’ - местото където се намират телата m2 и m3 за момента фиг. 3). Като и в точка А и в точка А’ скоростта на m1 ще е нула. Но ъгловата скорост на телата m2 и m3, когато те се намират в точки А или точка А’ ще е максималната V=10m/s.
Но когато телата m2 и m3 се намират срещуположно (както е показано на фиг.4), m2 е долу (условно наречено към пода) а m3 е горе (към тавана). То техните скорости ще отговарят на половината кинетична енергия която са имали преди това, т.е. V=7,07m/s. Като в този момент тялото m1 ще има скорост също V=7,07m/s в съгласие със закона за запазване. А местоположението му ще е точно върху ЦМ и посока на движение надясно (обратна на въртящите се тела).
В случая да отбележим, че при въртенето си телата m2 и m3 сменят положението си горе и долу на всеки 180 градуса а заедно с това и посоката си спрямо хоризонтала.

На фиг. 4 вагона- М е изминал допълнително разстояние спрямо КС тъй като не му действа нищо запазва скоростта и посоката си. На фиг. 4 телата m2 и m3 са се завъртели на 180 градуса и са разменили местоположението си. Техните скорости са V=7,07m/s и посоки към лявата стена на вагона. Тялото m1 има същата скорост V=7,07m/s и посока към дясната стена на вагона, както е показано.
Нека в този момент (показаното на фиг.4) с някаква автоматика прекъснем едновременно връзката (връвта -2) на телата m2 и m3 показано като Х ( Х с червен цвят). То вече телата m2 и m3 ще придобият линейно движение с посока последната която са имали към допирателната на траекторията си (показано със стрелките, наляво в случая) със скорост която са имали в този момент- V=7,07m/s спрямо КС. Съответно тялото m1 ще запази посоката (надясно в случая) импулса и скоростта си спрямо КС която е имало в този момент- V=7,07m/s.

На фиг. 5 е показано какво става с така наречената съставна система от тела спрямо КС. Телата m2 и m3 след определено време ще достигнат до срещуположно движещата се дясна стена. Където с нееластичен удар ще предадат импулса си на вагона, т.е. остават залепнали за стената.
Импулсите, посоката на m2 и m3 са в посока обратна на импулсите, посоката на вагона- М. И съгласно закона за запазване на импулса скоростта на вагона- М заедно със залепналите m2 и m3 ще се промени съгласно формула:

Vx = m 1 *V1 + m2’ *V2 / m1 +m2’;

Където Vx е търсената скоростта на вагона -М заедно със залепналите към него m2 и m3 след удара, V1 –скоростта на вагона преди удара, V2 е скоростта на телата m2 и m3 преди удара но е с обратен знак за случая а масата m2’ е сбора от m2 и m3. И след пресмятането вагона –М (заедно със залепналите тела) ще има скорост V=1,46 m/s. спрямо КС с пак същата посока, т.е. на дясно.
Тялото m1 запазва посоката и скоростта си V=7,07m/s при прекъсване на връвта и продължава към дясната стена на вагона- М който вече се движи в същата посока но със скорост V=1,46 m/s. спрямо КС.

На фиг. 6 е показан крайния резултат който всъщност ни интересува. Тялото m1 е застигнало дясната стена на вагон- М и чрез нееластичен удар предава своя импулс на стената на вагона- М, т.е. на така наречената ЗИС (в случая масата на вагона- М включва и предварително залепналите маси на m2 и m3). От което ЗИС –вагон –М (включваща всички тела със съответните маси) придобива импулс с посока предадена му от m1 а скоростта му съгласно закона за запазване на импулса (пак горната формула) е V= 3,33 m/s спрямо КС. И това движение остава вечно спрямо КС.



++++++++++++++++++++++++++++++++

С цел да намалим обема на писаното и по лесно да се схване същността не съм копирал всичко от първия пост макар и да има отношение и тука. Като:
Съгласно съвременната класическа механика не е възможно ...... .
(Под ЗИС се разбира тяло за което вътрешната структура няма ограничения, .......... .
Както и др. пасажи.