Механика инерцоида
     Главная | Механика инерцоида Толчина - Страница 2 - Форум | Регистрация | Вход
Четверг
19.10.2017
19:20
Приветствую Вас Гость | RSS
[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 2 из 2«12
Форум » Механика » Инерцоиды » Механика инерцоида Толчина
Механика инерцоида Толчина
OstДата: Четверг, 09.02.2012, 18:48 | Сообщение # 16
Лейтенант
Группа: Администраторы
Сообщений: 17
Репутация: 1
Статус: Offline
См. сообщение 15.

Эксперименты по киносъемке движения инерцоида Толчина были проведены в 1983 г. А. П. Гладченко. Из графика видно, что центр масс активно перемещается в быстром полутакте, т. е. между секторами ускорения и торможения. Из графика видно, что центр масс перемещается в быстром полутакте, между секторами ускорения и торможения, примерно с постоянной скоростью, а в медленном полутакте практически покоится.


Рис. 4

Моделирование этой ситуации позволяет получить сравнимый график координат центра масс в зависимости от времени.
Моделирование этой ситуации позволяет получить сравнимую траекторию (форму линии) движения центра масс. Последние такты примерно соответствуют формуле 90/30.


Рис. 5

На рис. 5 изображен оранжевый график координат «центра инерции». На следующем рис. 6 Г. И. Шипова, изображен график скорости движения центра, который смещен относительно центра масс на расстояние, которое получается при условном удвоении массы грузов. «Центр инерции» на рис. 5 построен с таким же смещением. Оба графика имеют минимальные колебания по своему параметру во времени. Рассматриваемый «центр инерции» по своим свойствам подобен центру масс. В этом отношении реальный инерцоид Г. И. Шипова соответствует моей теоретической модели.
На графике оранжевым цветом изображено движение центра инерции. На следующем графике Г. И. Шипова подобная траектория изображена коричневым цветом. Принцип построения этих траекторий одинаковый, т. е. реальный инерцоид Г. И. Шипова в этом отношении соответствует моей теоретической модели. В точке центра инерции амплитуда колебаний минимальна, в этом её физический смысл.


Рис. 6
 
ВиталийДата: Среда, 22.02.2012, 20:51 | Сообщение # 17
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 7
Репутация: 1
Статус: Offline
Что делать, если текст сообщения превышает допустимый лимит? Как выделить цитаты цветом или курсивом?
 
denflyerДата: Четверг, 23.02.2012, 00:05 | Сообщение # 18
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 1
Репутация: 0
Статус: Offline
Разбейте на несколько сообщений, есль превышает лимит. Над текстовым полем, где Вы пишите ответ есть кнопки меню: b i u size и т. д. Курсором выделяете текст, который Вы хотите отобразить в другом цвете, ищете в менюCOLOR, жмете, выбираете цвет текста. Для выделения курсивом нужно нажать кнопку i
 
OstДата: Четверг, 23.02.2012, 13:30 | Сообщение # 19
Лейтенант
Группа: Администраторы
Сообщений: 17
Репутация: 1
Статус: Offline
Увеличил длину сообщения в 2 раза. Для проверки правильности отображения сообщения, используйте кнопку "Просмотреть".
 
ВиталийДата: Четверг, 23.02.2012, 15:12 | Сообщение # 20
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 7
Репутация: 1
Статус: Offline
1) Первый фрагмент из Вашего последнего ответа.
Эксперименты по киносъемке движения инерцоида Толчина были проведены в 1983 г. А. П. Гладченко. Из графика (рисунок с этим графиком – это рис.4 из работы [1]; далее я буду на него ссылаться как на рис. 4) видно, что центр масс активно перемещается в быстром полутакте, т. е. между секторами ускорения и торможения.

Комментарии
В механике нет такого понятия – «активное перемещение» чего-либо (материальной точки, твердого тела, центра масс механической системы). В механике, в частности, состояние центра масс инерцоида характеризуется, во-первых, траекторией. В данном конкретном случае траектория центра масс – прямая линия. Во-вторых, состояние центра масс характеризуется координатой центра масс, отсчитываемой вдоль оси, которая обычно совмещается с траекторией. В третьих, - скоростью центра масс. Используя эти известные понятия, можно сказать, что из рис.4 следует, что в интервале (180° - 330°) углов поворота одного из грузов, координата центра масс при изменении времени остается примерно постоянной, а скорость центра масс приблизительно равна нулю. В интервале углов (0° - 150°) координата центра масс изменяется со временем примерно линейно. Это означает, что в интервале углов (0° - 150°) скорость центра масс отлична от нуля и примерно постоянна. Все просто, понятно и однозначно.
Однако, такое поведение центра масс инерцоида не согласуется c графиками, приведенными в работе [2]. В этой работе есть экспериментальные графики зависимости скорости центра масс инерцоида от времени для трех типов инерцоидов: с пружинным заводом, с электроприводом и с управлением через компьютер. Во всех трех случаях после выхода на стационарный режим скорость центра масс инерцоида остается либо постоянной, либо меняется, но остается все время положительной и нигде не обращается в нуль, то есть ведет себя не так, как это следует из рис.4.
Кроме этой несогласованности с экспериментами из [2] на рис. 4 есть и внутренняя несогласованность. Она заключается в следующем. Из рис 4 видно, что при своем вращении грузы проходят одинаковое угловое расстояние в 150° за разное время, двигаясь после ускорения и после замедления. То, что это время должно быть разным понятно. Странность заключается в том, что после ускорения это время примерно в два раза больше, времени после замедления. Другими словами, средняя угловая скорость вращения грузов после ускорения примерно в два раза меньше средней угловой скорости после замедления. Так как этого не может быть в принципе, то все, что изображено на рис.4 не заслуживает доверия и не может быть использовано в любом виде.

2) Второй фрагмент из Вашего последнего ответа
Моделирование этой ситуации позволяет получить сравнимую траекторию движения центра масс.

Комментарии
Что такое «сравнимая траектория движения»? Траектория движения центра масс инерцоида - прямая линия. С чем ее можно сравнивать и зачем? Разумеется, я не жду ответа на эти риторические вопросы. Они только выражают мое отношение к приведенной выше цитате.

3) Третий фрагмент из Вашего последнего ответа.
Последние такты примерно соответствуют формуле 90/30.

Комментарии
Несколько слов по поводу формулы 90/30. Согласно [3] «ход вперед» 90 мм и «отход назад» 30 мм относятся к однотактному инерцоиду с пружинным заводом на дополнительной тележке. Судя по тому, что Вы писали в конце сообщения № 15 (Уравнения используемые, например Таруниным при моделировании виброхода, выполняются и на моей модели виброхода, и только при их нелинейном расширении до инерцоида, позволяют получить указанные параметры движения 90/30.) Вы моделируете не то устройство, к которому относится формула 90/30.

4) Четвертый фрагмент из Вашего последнего ответа.
На графике оранжевым цветом изображено движение центра инерции.

Комментарии
На рисунке с цветными графиками изображены, в частности, «перемещение центра масс» и «перемещение центра инерции». Удивительно, что это разные графики. Удивительно, потому что в механике «центр масс» и «центр инерции» - это термины-синонимы, обозначающие одну и ту же физическую величину.

5) Пятый фрагмент из Вашего последнего ответа.
На следующем графике Г. И. Шипова подобная траектория изображена коричневым цветом. Принцип построения этих траекторий одинаковый, т. е. реальный инерцоид Г. И. Шипова в этом отношении соответствует моей теоретической модели. В точке центра инерции амплитуда колебаний минимальна, в этом её физический смысл.

Комментарии
Во-первых, на рисунке, о котором Вы говорите, нет траекторий. Там есть только зависимости от времени угловой скорости грузов, скорости корпуса инерцоида и скорости центра масс инерцоида.
Во-вторых, зачем нужна Ваша теоретическая модель (что она из себя представляет я так и не смог найти на Вашем сайте), если в [2] уже все сделано. Там есть уравнения движения инерцоида в механике Декарта (теория Шипова Г.И.) и в классической механике. Решения этих уравнений сравниваются с результатами измерений. Согласно [2] совпадение теоретических и экспериментальных кривых в случае механики Декарта очень хорошее, а в случае классической механики - хуже, но тоже вполне приличное. Например, относительная разность между теоретическим и экспериментальным значениями средней скорости корпуса инерцоида в установившемся режиме для механики Декарта составляет примерно 5 %, а для классической механики – 25 %. В частности, это означает, что все попытки доказать, что классическая теория не может количественно описать движение инерцоида беспочвенны. Из [2] однозначно следует, что может.

Цитируемая литература
1. Шипов Г.И. 4D гироскоп в механике Декарта
2. Шипов Г.И., Сидоров А.Н. Теоретические и экспериментальные исследования реактивного движения без отбрасывания массы.
3. В. Толчин Инерцоид. Силы инерции как источник поступательного движения. Пермское книжное издательство, 1977.
 
OstДата: Суббота, 25.02.2012, 13:49 | Сообщение # 21
Лейтенант
Группа: Администраторы
Сообщений: 17
Репутация: 1
Статус: Offline
1) Да, Виталий, применение словосочетания «активное перемещение» с точки зрения терминологии механики весьма не удачно. Вы правильно интерпретировали смысл моего высказывания. Именно, "в интервале (180° - 330°) углов поворота одного из грузов, координата центра масс при изменении времени остается примерно постоянной." и "В интервале углов (0° - 150°) координата центра масс изменяется со временем примерно линейно." Буду более внимательным к выбору понятий, спасибо за комментарий по этому поводу.

Графики в работе [2], если их понимать буквально с точки зрения классической механики, демонстрируют движение центробежного вибратора при очень малой величине трения. Создаётся впечатление, что вибратор принудительно разогнали до некоторой скорости и потом произвели измерения (однако это очень сомнительное предположение). Подобная ситуация получается и у меня при моделирование виброхода по классическим законам.



Такое поведение инерцоида явно противоречит анализу В. А. Жигалова в работе [см.]. Единственное предположение, что Г. И. Шипов вычислял центр масс по результатам измерений движения инерцоида, используя методику, которая выдаёт другую физическую величину (например, ищет точку с статистическим минимумом колебаний). В противном случае, совершенно непонятно, зачем нужно, приводить тривиальные графики, которые не соответствуют режиму движения 90/30. Этот центр у меня называется - «центр инерции». К сожалению, приходится, как то разделять понятия, которые в моей нелинейной интерпретации уже не являются синонимами. Надо заметить, что процедура вычисления центра масс у центробежного вибратора в общем случае не является стандартной. Если взять координаты центра масс конструкционных элементов вибратора и формально вычислить суммарный центр, то он не будет соответствовать точке, в которой наблюдаются нулевые колебания вибратора без трения. Причина этого простая. Ось вращения грузов можно расположить в продольном направлении в любой точке корпуса. Однако, вычисленный конструкционный центр масс (полученный стандартным способом) и колебательный (где наблюдаются нулевые колебания на графике) будут совпадать в классическом варианте только тогда, когда ось вращения находится точно в центре масс корпуса. Поэтому даже в классическом случае невозможно обойтись одним понятием центра масс. Соответственно центр масс, полученный в результате весовых измерений, тоже не будет соответствовать колебательному. Этот нюанс, если его не учитывать, может теоретически обесценить любой график с координатами центра масс. Форма кривой на графике Г. И. Шипова в работе [2] показывает, что он знает этот нюанс. Существуют два центра, которые можно назвать как конструкционный и колебательный. В нелинейном случае неизбежно появляется и третий центр, в котором и будут, наблюдаются нулевые колебания (колебательный центр инерции). Выбором положения оси вращения грузов инерцоида на корпусе можно обеспечить совпадение центра масс и колебательного центра инерции. Наблюдатель без вычислений не заметит подмены. Это можно обеспечить и математической обработкой результатов измерений. Можно предположить, что Г. И. Шипову проще изображать центр инерции, а не реальный центр масс, например, чтобы избежать лишних вопросов со стороны непосвященных оппонентов. Даже, если предположить, что в работе В. А. Жигалова что-то не так, то остается вопрос, каким образом центробежный вибратор в классическом варианте движения обеспечивает режим 90/30. Если в работе В. А. Жигалова всё правильно, то получается, что колебательный центр инерции соответствует условному центру масс, вычисленному при условии удвоения массы грузов (реально никакого удвоения массы нет). Это соответствует и моим расчётам и тогда в работе [2] нарисован центр инерции, а не центр масс, всё встаёт на свои места. В работе [2] можно прочитать следующее:




Обратите внимание, что центробежная сила трактуется как внешняя (действует на центр масс). Классическое решение тоже даёт аналогичную формулу, только смысл её уже внутренний. В результате получается, что на грузы действует удвоенное значение центробежной силы. Это мной проверено на модели. Поэтому и наблюдается смещение классического центра масс, на которое обращает внимание В. А. Жигалов. ...
 
OstДата: Воскресенье, 26.02.2012, 16:14 | Сообщение # 22
Лейтенант
Группа: Администраторы
Сообщений: 17
Репутация: 1
Статус: Offline
О внутренней несогласованности на рис. 4.
Обратите внимание, что график на рис. 4, не противоречит фактическому движение инерцоида с пружинным заводом. В медленном полутакте инерцоид откатывается практически на величину амплитуды, т. е. центр масс примерно в среднем покоится в этот период, что соответствует горизонтальной зоне графика, соответственно примерно линейная часть графика с постоянной скоростью в основном приходится на быстрый полутакт. Что касается расстановки секторов, то из графика видно, что сектор торможения попадает на горизонтальную часть графика, что очень странно. Если считать, что торможение грузов является причиной перехода центра масс к состоянию покоя, то начало сектора торможения надо существенно сдвинуть влево, чтобы не нарушать причинной связи. Тоже самое можно сказать и о секторе ускорения, он попадает в неопределенную зону, по характеру хода кривой, которую можно ещё отнести к горизонтальной зоне, т. е. напрашивается сдвиг сектора ускорения в право. В этом случае временная зона быстрого полутакта сокращается и становится сравнимой с зоной медленного полутакта, что уже возможно. Дело в том, что угловая скорость большая или маленькая сама по себе не является причиной движения центра масс в нелинейной теории. Определяющим фактором являются внутренние моменты, действующие на грузы, что соответствует опытам Шипова. Для меня важно формальное утверждение, которое содержится в этом рисунке, выраженное явно, но, к сожалению весьма не аккуратно, сделанное авторами, которые с моей точки зрения заслуживают доверия (интуиция). Этот рисунок только часть противоречивой информации, которая имеет корреляцию с моими теоретическими представлениями. В предыдущем сообщении я обратил Ваше внимание на нюанс, связанный с выбором центра масс. Предположим, что на рис. 4 изображены координаты не центра масс, а координаты корпуса. В этом случае, горизонтальный участок должен быть очень коротким, так как время покоя корпуса инерцоида в тактовом движении не значительно. Если предположить, что это колебательный центр инерции, то горизонтального участка не будет совсем. По всем признакам на рис. 4 изображен именно колебательный центр. Авторы этого рисунка правильно ориентировались в этом вопросе. ...


Из работы [1]


 
OstДата: Воскресенье, 26.02.2012, 16:44 | Сообщение # 23
Лейтенант
Группа: Администраторы
Сообщений: 17
Репутация: 1
Статус: Offline
2) Да, выразился неудачно. Правильно будет видимо так: Моделирование этой ситуации позволяет получить сравнимый график координат центра масс в зависимости от времени. Исправил сообщение. Обратите внимание, что график на рис. 4 и коричневый график на рис. 5, имеют общие особенности. График на рис. 5 получен при отношении частот быстрого и медленного полутакта в 6 раз, для хорошей контрастности, и поэтому фронт быстрого полутакта на рис. 5 значительно круче. Если уменьшить отношение частот, то совпадение будет значительно лучше. ...

3) Инерцоид без дополнительной тележки перемещается за такт ещё на большее расстояние и поэтому доп. тележка не может быть причиной усиления его хода до режима 90/30. "Не то устройство", должно двигаться ещё лучше, но оно начинает двигаться как то устройство, только в нелинейном варианте моделирования при эквивалентной массе корпуса равной массе корпуса + массе доп. тележки инерцоида с пружинным заводом (690 грамм) и на это есть причины. "Без дополнительной тележки инерцоид продвигается вперёд значительно эффективнее." ст. 59 работы [3]. ...

4) Рассмотрен в сообщении №21.

5)
1. Читайте в исправленном варианте.
2. На сайте нелинейной модели нет, так как она ещё не доведена до необходимой степени готовности.
3. Г. И. Шипов не адаптировал свою теорию на уровне классической механики. Не сформулировал для этого необходимой философии, а главное не сформулировал четвёртый закон механики.
4. Классическая механика (три закона) не может описать движение инерцоида. Теория построенная Г. И. Шиповым, может, но она слишком формальна.
5. В классической механике (три закона) центр масс не может двигаться с опорой на физический вакуум, а без этого нет инерцоида. В классической механике пространство не имеет жесткости к вращательным движениям.
 
OstДата: Суббота, 03.03.2012, 16:31 | Сообщение # 24
Лейтенант
Группа: Администраторы
Сообщений: 17
Репутация: 1
Статус: Offline
Дополнительно.
Толчин на ст. 63 работы [3] пишет: "Инерцоид сначала продвигается вперёд на 90 мм и останавливается, затем отходит назад на 30 мм и вновь останавливается. Так получается в любом такте без исключения.". На ст. 28, работы [3] есть слова: "При каждом такте инерцоид пробегает по дополнительной тележке 40 мм, ударяется в её переднюю стенку ...". "Каждый такт инерцоида начинается заново с неподвижного состояния корпуса механизма." ст. 15. [3]. Чтобы соблюдался это алгоритм движения необходимо определённое соотношение масс при взаимодействии. Когда доп. тележка получает удар в быстром полутакте от вибратора, она начинает двигаться со скоростью превышающей скорость корпуса, меньше, чем в два раза (масса доп. тележки существенно меньше массы корпуса с грузами). Когда задняя стенка доп. тележки догоняет корпус, снова происходит удар. Результат этого удара зависит от текущей фазы вибратора. Тележка может остановится, передав всю энергию вибратору, может продолжать движение назад с некоторой скоростью или вперёд. В любом случае, если пренебречь трением, их суммарный импульс всегда равен нулю. Второй удар должен происходить в конце быстрого полутакта, когда корпус передаёт энергию грузам. Факт остановки тележки после хода 90 мм, может быть реализован только при ударе тележки по корпусу вибратора, трение только способствует этому. После остановки тележки (тележка может немного откатится назад или продвинутся вперёд за счёт остаточной энергии) корпус продвинется на некоторое расстояние вперёд, если быстрый полутакт ещё не совсем закончен. Однако должно быть ясно, что перемещение корпуса за такт и перемещение тележки за такт не может быть разным в синхронизированном движении, поэтому больший относительный ход корпуса вперёд по сравнению с доп. тележкой должен компенсироваться большим откатом корпуса назад в медленном полутакте. Амплитуда колебаний корпуса должна быть несколько больше. Это предположение хорошо согласуется с тем фактом, что нелинейная математическая модель без тележки реализует режим 90/30 при условии, когда масса корпуса равна сумме масс тележки и корпуса реального инерцоида. Более легкий без тележки корпус соответственно имеет и большую амплитуду, но эта амплитуда уменьшается под влиянием массы тележки в соответствующей пропорции. Обратите внимание, что за быстрый полутакт, даже с учётом уменьшения массы корпуса за счёт массы тележки (в сумме 690 грамм), классический центробежный вибратор не сможет пройти по тележке расстояние в 40 мм, что противоречит опыту. Амплитуда вибратора в 40 мм реализуется при массе доп. тележки как минимум 170 грамм, что явно много, учитывая ажурный вид этой тележки.
 
ФеняДата: Суббота, 11.01.2014, 22:36 | Сообщение # 25
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 2
Репутация: 0
Статус: Offline
Я не специалист, но физику люблю.
Возьмём составной крутящийся маятник из видео. Мне там кажется всё логично и естественно. Маятник двигается в ту сторону, где плечо увеличено.
То же и с вагонеткой - если маятник поставить в геометрический центр (а ещё лучше, когда он совпадает с центром масс), то тележка должна колебаться на месте; если же маятник сместить в какую-либо сторону по оси свободы, то тележка должна постепенно двигаться в одну из сторон, как мне кажется в противоположную.
Либо инерцоид выделяется не качественной, а количественной характеристикой?
 
OstДата: Воскресенье, 12.01.2014, 12:30 | Сообщение # 26
Лейтенант
Группа: Администраторы
Сообщений: 17
Репутация: 1
Статус: Offline
Цитата Феня ()
Я не специалист, но физику люблю. Возьмём составной крутящийся маятник из видео. Мне там кажется всё логично и естественно. Маятник двигается в ту сторону, где плечо увеличено. 
То же и с вагонеткой - если маятник поставить в геометрический центр (а ещё лучше, когда он совпадает с центром масс), то тележка должна колебаться на месте; если же маятник сместить в какую-либо сторону по оси свободы, то тележка должна постепенно двигаться в одну из сторон, как мне кажется в противоположную.
Либо инерцоид выделяется не качественной, а количественной характеристикой?

Цитата Феня ()
Возьмём составной крутящийся маятник из видео. Мне там кажется всё логично и естественно. Маятник двигается в ту сторону, где плечо увеличено.

Плечи равны.

Цитата Феня ()
То же и с вагонеткой - если маятник поставить в геометрический центр (а ещё лучше, когда он совпадает с центром масс), то тележка должна колебаться на месте; если же маятник сместить в какую-либо сторону по оси свободы, то тележка должна постепенно двигаться в одну из сторон, как мне кажется в противоположную.

Движение тележки не зависит от положения маятника относительно центра масс.

Цитата Феня ()
Либо инерцоид выделяется не качественной, а количественной характеристикой?

Инерцоид сравнивают с виброходом. 
Движение виброхода определяется трением в колёсах. 
Движение инерцоида зависит от угловых ускорений грузов маятника.
Это отличие приводит к различным количественным и качественным характеристикам.
Например, у инерцоида амплитуда колебаний тележки больше.
Форма траектории грузов у инерцоида более вытянута.
 
ФеняДата: Воскресенье, 12.01.2014, 23:36 | Сообщение # 27
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 2
Репутация: 0
Статус: Offline
С крутящимся маятником я имел ввиду вот что:
Обозначим плечо большого составного маятника через L, а плечо маленького через m. В ходе вращения маленького маятника гирька относительно общей оси вращения изменяется от L-m до L+m, соответственно моменты импульса разные в одну и другую сторону вращения (относительно общей оси), получается что их разность и даёт вращение большого маятника.
 
Форум » Механика » Инерцоиды » Механика инерцоида Толчина
Страница 2 из 2«12
Поиск:

Copyright MyCorp © 2010-2017
Создать бесплатный сайт с uCoz