3. Эксперимент в начале 1990-х годов были проведены эксперименты, в присутствии представителей энин и моип icon

3. Эксперимент в начале 1990-х годов были проведены эксперименты, в присутствии представителей энин и моип



Название3. Эксперимент в начале 1990-х годов были проведены эксперименты, в присутствии представителей энин и моип
Дата конвертации27.09.2012
Размер138.89 Kb.
ТипДокументы

3. Эксперимент

В начале 1990-х годов были проведены эксперименты, в присутствии представителей ЭНИН и МОИП.

Первая серия экспериментов проводилась на столе длиной 2 м, покрытым зеркальным стеклом толщиной 6 мм, выставленным по уровню (для устранения уклона в какую либо сторону). На один конец стола устанавливали параллельно друг другу две одинаковые тележки (по массе и размерам), имеющие по четыре свободно вращающихся легких колеса. На них были смонтированы сменные одинаковые (или разные, но равные по массе) диски с возможностью вращения (см. Рис. 6 а).



Рис. 6 а.

На другом конце стола устанавливали стойку высотой 2,2 м. На верхнем и нижнем конце стойки была закреплена система легких роликов из пластика. С её помощью получали от падающего груза равное натяжение шнуров, намотанных на диски, установленные на тележках (см. Рис. 6 б).



Рис. 6 б

Затем эту систему роликов крепили от падения груза с помощью пережигаемой нити. Далее один из свободных концов шнура крепили к одной тележке, диск которой контрили от возможности вращения, а второй конец шнура наматывали на диск второй тележки. При этом фиксировали как диск от вращения, так и тележки до начала их движения с помощью другой пережигаемой нити. Массу и размеры вращаемого диска можно было изменять в широких пределах при равных массах тележек. В процессе эксперимента сначала пережигали нить, удерживающую падающий груз, шнур натягивался и выбирал люфт. Затем пережигали нить, удерживающую тележки от движения и диск от вращения. В процессе падения груз натягивал оба конца шнура с равной силой, тележки набирали скорость, а на одной из них вращался диск. При этом по секундомеру фиксировались (в дальнейшем по кадрам 8-мм кинопленки) время пробега тележки, которая первой достигала упора на конце стола и положения в этот момент второй, отставшей от первой (см. Рис. 6 б).

Осредненный результат с использованием разных грузов и разных дисков составил около 20 % потери количества движения тележки приводимой в движение посредством вращения диска.

Во второй серии экспериментов те же две тележки равных масс подвешивались на четырех нитях в виде баллистических маятников и измерялись их отклонения от вертикали при действии на них веса падающего груза. При этом, как и в первом варианте, вращался диск только на одной тележке. Результаты углов отклонения каждой из тележек качественно и количественно были идентичны результатам первой серии – среднее значения потери количества движения у тележки с вращающимся диском составили около 20 %.

Несколько лет назад была проведена другая серия экспериментов [3]. Вот один из этой серии. На рис. 7.
показана система, состоящая из двух одинаковых по массе небольших тележек. На них были размещены полые (можно и сплошные), равные по массе и размерам цилиндры, свободно вращающиеся вокруг своих продольных осей.

Тележки с цилиндрами в свою очередь были установлены на большую по длине тележку. Пружину располагали над перегородкой и ее концы, посредством нитей соединяли с корпусом одной из малых тележек в точке и намотали 1-2 витка нити на цилиндр другой малой тележки, закрепив ее на нем в точке . Далее точки и соединяются между собой нитью, при этом пружина была растянута. На данную замкнутую систему не действуют внешние силы. Далее пережигалась нить на участке и пружина сжималась. Силы упругости пружины действовали с равными силами в точках и , и под их действием одновременно с вращением цилиндра перемещалась тележка (с точкой ), а другая двигалась поступательно (без вращения цилиндра). В результате действия малых тележек большая тележка перемещалась в сторону движения тележки (с точкой ).



Рис. 7.




Рис. 8.

Вся система будет двигаться в одном направлении, если попеременно менять точки приложения сил (точки и ).

Такая система под действием только внутренних сил совершала однонаправленное движение, находясь на одном из плеч специальных крутильных весов в зале для испытаний НИИ КС (см. Рис. 8.). Важной особенностью таких систем является их безинерционное перемещение, т.е. разгон – перемещение – торможение во время действия внутренних сил, и никакого дальнейшего движения по инерции.



Рис. 9.

Аналогично ведут себя системы, в которых происходит качение равных по массе и размеру цилиндров, но имеющие разное пространственное распределение массы (Рис. 9.).

Исходя из динамического понимания инерции (массы) тел, попробуем разобраться в проведенных автором опытах по взаимодействию тел при их одновременном поступательном и вращательном движении внутри «замкнутых» систем. Как было показано, тела, имеющие равные массы (по весу) и свободные от кинематических связей (взаимодействие в невесомости и без постоянного контакта с другими телами), в результате действия равных сил, линия действия которых не проходят через их центры масс (инерции), приобретают разные по величине (но всегда меньшие, чем ) линейные ускорения центра масс . С позиций второго закона механики, где масса в уравнении движения имеет роль коэффициента, связывающего силу с ускорением , которое получает тело в результате ее действия, мы в праве предположить, что в рассматриваемых в данной работе случаях уменьшение ускорения центра масс , обусловлено увеличением инертности тела или проявлением добавочной инертной массы тела за счет его вращения. При качении тел во время их разгона тело приобретает линейное и угловое ускорения одновременно. При этом мы наблюдаем для тел равных по массе (весу) и размерам, разные (не равные) линейные и угловые ускорения от действия одной и той же силы. Это связано с тем, что тела, имеющие разное пространственное распределение вещества (массы), относительно своего центра масс, проявляют новое свойство – у них при ускоренном вращении проявляется разная динамическая масса , и общая инертная масса тела так же будет разной, например:

при и

для полого цилиндра – и поэтому ;

для сплошного цилиндра – и .

Понятно, что общие инертные массы этих тел будут не равны.

Запишем второй закон механики для тела при действии на него силы , приложенной к центру масс (инерции) и с линией действия не проходящей через него:



Запишем уравнение для динамической массы тела, согласно уравнению (8):

. (14)

Таким образом, величина динамической массы тела зависит от расположения точки приложения силы и пространственного распределения вещества (массы) тела относительно его центра масс (инерции). На Рис. 10. приведены графики функций .



Рис. 10.

Как видим – нельзя пренебрегать в расчетах динамической массой.

По нашему мнению, постоянным параметром физического (реального) тела является количество вещества (количество атомов) из которого оно состоит. В то же время величина инертной массы (как коэффициент во втором законе И.Ньютона) одного и того же тела (количества вещества) изменяется в зависимости от параметров процесса действия силы на последнее (подобно тому, как это происходит с весом тела).

^ 3.1. Явление короткого удара

Был проведен анализ работ, в которых рассматриваются вопросы изменения параметров первоначального ударного импульса, проходящего через многозвенную длинномерную систему, которые наблюдаются при динамическом и вибрационном зондировании, забивке свай, ударном бурении и др.. Он показал, что современные теории удара (классическая, контактная, волновая, смешанные и др.) не полностью отражают явление удара и не дают ответ на вопрос о наличии изменения параметров первоначального ударного импульса. При этом возникает необходимость использовать исходные экспериментальные данные, получаемые на моделях.



Рис. 11.

Результаты проведенных семи серий экспериментов (Рис. 11.) показали влияние длительности контакта при ударе на входе, между ударником и объектом исследования, на величину изменений импульса на выходе.

Были проведены целый ряд качественно различных типов соударений (с продольными, поперечными, радиальными типами колебаний, с вращением, частично упругий и неупругий тип соударения с деформацией пули или мишени, с предварительно напряженным состоянием мишени и др.) с различной скоростью соударения (Рис. 12).

Во время экспериментов стреляли из пневматической винтовки калиброванными пулями в центр гантели, и измерять угол отклонения ее центра масс (инерции).

Так же стреляли в край с необходимым количеством повторов с возможностью одновременного отклонения и вращения тела. При этом следили, чтобы пули врезались в деревянные бруски и не отскакивали, и после каждого выстрела извлекали по одной пуле «запаса», размещенного в центре масс гантели.



Рис. 12.

Максимальное изменение ударного импульса наблюдалось при выполнении условий «явления короткого удара», когда характерные размеры соударяющихся тел различаются на порядок и более, а время ударного взаимодействия тел меньше времени двойного пробега упругой волны напряжений по более длинному из тел. Это приводит к асимметрии распространения волн напряжения в веществе и на границах более длинного из тел и не сохранению (уменьшению или увеличению) суммарного начального импульса в системе [4].

Нами сформулированы условия реализации "явления короткого удара": отношение характерных размеров соударяющихся тел (в направлении удара или поперек) должно быть в несколько раз больше единицы, а энергия соударения (ударника) должна быть больше некоторой критической величины.

Результаты шести серий испытаний показали, что при выполнении условий, соответствующих «явлению короткого удара» в процессе соударения твердых тел из различных веществ, начальный суммарный импульс P0 (внешний или внутренний, если в систему включены оба соударяющихся тела) не сохраняется. Он изменяется с потерей либо с приобретением его части по абсолютной величине (т.е. по модулю |P0|).

Величина изменения ударного импульса P0 зависит:

  • от вещества соударяющихся тел,

  • соотношения их масс,

  • геометрических параметров взаимодействующих тел,

  • динамических параметров удара (либо серии ударов),

  • от количества степеней свободы, по которым распределяется энергия удара после его завершения.

Для выполнения условия P0 ≠ Const в системе должно быть не менее двух степеней свободы.

Знания, полученные в результате исследований этого явления, в настоящее время имеют практическое применение в инженерной геологии при испытаниях грунтов [5].

^ 3.2. Явление поворота волны напряжений

При выполнении условий «явления центра удара», в процессе нецентрального удара по телу с возможностью его вращения, импульс не сохраняется по направлению и это было названо «явлением поворота волны напряжений».

Это неизвестное ранее явление впервые наблюдалось нами еще в начале 60-х годов, затем в 1976 и 1977 годах в ходе экспериментов по исследованию явления «короткого удара» при соударении двух разномасштабных тел, в сочетании с вращением одного из них. Демонстрация проводилась в лаборатории техники и технологии ПНИИИС с участием авторов и лаборатории механоинверсии ЭНИН под председательством Б. И. Романенко (измерения проводил В.И. Каширский).

Теоретическое объяснение и обоснование этого явления впервые было сформулировано в заявке на открытие, поданной В. Г. Чичериным и Вик. В. Шелиховым в 1981 г. [6].

При нецентральном ударе с вращением (Рис. 13), проведенном в двух сериях экспериментов с реализацией "явления центра удара", импульс Р0 одновременно не сохраняется как по величине (по модулю), так и по направлению. В результате появляется некомпенсированная составляющая импульса, перпендикулярная к направлению первоначального ударного импульса Р0. Волна напряжений, перемещаясь вдоль оси волновода, за определенное время τ достигает области оси вращения. За это же время стержень успевает повернуться на угол δφ. Но так как характер волны (продольная или поперечная, или же волна расширения или искажения) не изменился, то ее ориентация определяется исключительно направлением оси волновода, т.е. оси стержня. Поэтому, если принять величину первоначально сообщенного импульса за ||, то реакция оси на этот пришедший импульс, с учетом вращения тела, будет содержать составляющую , перпендикулярную исходному направлению импульса в момент его генерации.



Рис. 13.

Указанное явление распространяется на тела любой формы, ось вращения которых не проходит через центр их масс, а также на тела, не имеющие начальной угловой скорости до приложения к ним внешней или внутренней силы. Здесь рассматривается новый класс сил, неизвестных ранее в традиционной механике, сгенерированных во вращающихся телах при возбуждении в них несимметричных волновых процессов и увлекаемых (поворачивающих передний фронт волны) веществом тела при его вращении. Полученные результаты справедливы при достаточно малых параметрах, характеризующих волну напряжений в поле инерционных сил вращения.

^ 3.3 Квантовые эффекты при ударе

При соударении тел (в частности, стержней) можно на качественном уровне наблюдать квантовые эффекты, имеющие место в физике твердого тела.

Эксперимент проводился по соударению двух стальных стержней диаметром 20 мм, длиной 50 мм и 1000 мм. Стержни были подвешены на нитях длиной по 1800 мм.



Рис. 14.

Время ударного контакта определялось посредством измерения времени протекания электрического тока через контакт между ударником и мишенью и регистрировалось на двулучевом осциллографе. Измеряемыми параметрами были относительная скорость стержней в момент соударения и продолжительность ударного контакта. В качестве ударника служил короткий стержень. В области максимально возможных относительных скоростей (~ 1,5 м/сек) в зачет брались только те испытания, в которых звук от столкновения был наиболее глухим.



Рис. 15. Функциональная зависимость времени ударного контакта стержней от относительной скорости их соударения: (1) - результаты эксперимента, (2) - осредненные результаты эксперимента, (3) - нижний предел времени контакта.

Результаты экспериментов существенно расходились с известными теоретическими выводами механики сплошных сред.

Экстраполяция амплитуды напряжений на свободный конец в зависимости от относительной скорости (см. Рис. 16) показывает, что, начиная с некоторой скорости (~ 0,3 м/сек), ее величина отлична от нуля и возрастает.



Рис. 16. Результаты зависимости напряжения на свободных от удара торцах стержней от относительной скорости их соударения: (1) экспериментальная кривая, (2) и (3) верхний и нижний интервалы погрешности измерений, (4) порог чувствительности аппаратуры.

Оценка величины уровня возбуждения поверхностной энергии с учетом периода кристаллической решетки стали, концентрации электронов проводимости в стали и величины кинетической энергии ударника при его скорости 0,3 м/сек дает величину 2,2 ЭВ. Максимальный уровень энергии соответствует скорости ударника 1,2 м/сек, т.е. имеет уровень возбуждения поверхностной энергии 35,2 ЭВ. Этот необычный вывод можно считать предварительным и в дальнейшем требует методической и экспериментальной проверки.

На свободных торцах стержней (а также тел другой формы) при их соударении в момент прихода переднего фронта упругой волны возникают напряжения, функционально зависящие от энергии соударения и характерных относительных размеров, вещества и структуры тел (однородные, с соединениями и др.).

Время контакта тел в процессе удара, при увеличении скорости (в пределах исследуемых скоростей) не увеличивается, а уменьшается, вопреки ожиданиям.

При выполнении условий явления «короткого удара» изменение (уменьшение или увеличение) первоначального ударного импульса системы этих тел можно с большой долей вероятности объяснить возникновением напряжений на свободной от удара границе этих тел.

^ 4. Универсальный Принцип Трансформации действия

Выше перечисленные и многие другие экспериментальные и теоретические исследования в области новой механики раскрывают нам широчайшее многообразие свойств реальных тел и вещественных сред и их взаимозависимость (взаимовлияние). Природные процессы действия силы на тело или вещественную среду развиваются по схеме Универсального Принципа Трансформации действия. Что же он из себя представляет?

Внешнее действие силы, передаваемое телу или вещественной среде трансформируется внутри последних, посредством процессов происходящих в них, что и порождает там новое действие – реакцию на это действие, но уже с новыми физическими параметрами. Здесь понятие




Рис. 17. Блок-схема Универсального Принципа Трансформации действия

для естественных процессов.

трансформация (от латин. Transformatio) мы применяем в смысле изменения и преобразования чего-либо, его существенных свойств и формы, изменение вида, превращения.

Этот естественный процесс (Рис. 17) схематически выглядит следующим образом:

(15).

где – действие внешней силы,

– процессы трансформации действия внутри тела (вещественной среды),

– реакция или новое действие тела (вещественной среды).



Рис. 18. Схема Универсального Принципа Трансформации действия

для естественных процессов.

На «входе» и «выходе» этого процесса имеется равенство количества

действия, т.е. выполняется третий закон И.Ньютона в новой редакции: или сохраняется количество действия (мгновенной мощности) переданного телу. В случае взаимного действия двух тел и более между ними может происходить обмен количеством действия и его конечное распределение по завершении процесса зависит от физических параметров тел.

В новом представлении механики как динамики процессов тело или вещественная среда являются активными элементами процесса «действие – реакция». Результат этого процесса зависит от общих физических, структурных и динамических параметров тела (вещественной среды) (Рис. 18). Следует отметить, что трансформация действия в теле или вещественной среде происходит за определенный (конечный) промежуток времени, что в основном связано с конечной скоростью распространения упругих возмущений (волн) в веществах – скоростью звука в них. Начало процессов трансформации действия и их завершение разделены временным интервалом, тогда действие и реакция на него происходят последовательно во времени.

Можно предположить, что одним из важнейших видов реакции на действие является инерция (инертность) тел, которая связана с ограниченной скоростью распространения действия и его трансформации в теле (вещественной среде) с запаздыванием по времени и в пространстве.

Пространственные и временные характеристики действия (порядок, последовательность и периодичность во времени и пространстве) так же существенно влияют на параметры реакции.




Рис. 19. Схема Универсального Принципа Трансформации действия

для искусственных процессов.

Знание Универсального Принципа Трансформации действия логически приводит нас к мысли о возможности изменения естественной реакции тела (среды) посредством управления физическими параметрами последних (Рис. 19). Использование процессов управления параллельно с действием позволяет в результате получить заданную реакцию тела или вещественной среды.

Выводы

Эксперименты и расчеты по взаимному действию тел, проведенные авторами показывают противоречивость и дают полное основание для пересмотра ряда положений традиционной механики:

  • законов сохранения импульса и момента импульса;

  • традиционных второго и третьего законов механики;

  • положения о невозможности перемещения замкнутых механических систем за счет работы внутренних сил.

Новая парадигма А.П. Смирнова в физике дала возможность открыть в механике универсальный инструмент для исследования механических и иных процессов – схему Универсального Принципа Трансформации действия. Это в свою очередь расширяет понимание закона Взаимосвязи процессов, его всеобъемлющего характера и непосредственной связи реакции тела (вещественной среды) с его физическими параметрами и способностью к трансформации действия.

Наметившийся путь познания адекватного восприятия действительности, простоты и целесообразности устройства Природы, дает исследователям и практикам неоценимые преимущества перед традиционными взглядами.

Литература

  1. Принцип Порядка. Смирнов А.П. Физика реальности. Прохорцев И.В. Метафизика реальности. Санкт-Петербург. 2002 г.

  2. Кризис современной физики. Смирнов А.П. Санкт-Петербург. «ПиК». 1999 г.

  3. Турышев М.В./ К вопросу о законе сохранения импульса. ООО «ВЕЛМА». - Москва, 2007,-49 с.-ил.23-.рус. – Деп. в ВИНИТИ 12.03.07, №233-В2007.

  4. Шелихов В.В., Чичерин В.Г. Об изменении ударного импульса в динамическом зондировании при «коротком ударе».– В кн.:Технология и техника полевых испытаний грунтов. М.,1986, с.33.

  5. Каширский В.И., Шелихов В.В., Дмитриев С.В. Метод прямого определения потерь ударного импульса в системе «молоток-оголовник-колонна штанг-конус-грунт» в процессе ударного зондирования., стр. 213-225.–Сб-к научных трудов НИИОСП, вып.99, М.,2008.

  6. Заявка на открытие № ОТ БЛ от 24.09.1981 г. «Явление существования силы у прецессирующего гироскопа».










Похожие:

3. Эксперимент в начале 1990-х годов были проведены эксперименты, в присутствии представителей энин и моип iconОсипов вячеслав Петрович, капитан на судах Мурманского тралового флота. В начале 1990-х годов возглавлял экипаж ми-07903 «Онежский»
Осипов вячеслав Петрович, капитан на судах Мурманского тралового флота. В начале 1990-х годов возглавлял экипаж ми-07903 «Онежский»....
3. Эксперимент в начале 1990-х годов были проведены эксперименты, в присутствии представителей энин и моип iconРтищев александр Васильевич
«Маяковский», капитан-директор на судах мтф. Руководимый им экипаж бмрт «Диксон» лидировал в бассейновом соревновании за максимальный...
3. Эксперимент в начале 1990-х годов были проведены эксперименты, в присутствии представителей энин и моип iconОвоселов сергей Иванович
Новоселов сергей Иванович, капитан на судах Архангельского рыбакколхозсоюза. В начале 1990-х годов возглавлял экипаж срт «Крупино»,...
3. Эксперимент в начале 1990-х годов были проведены эксперименты, в присутствии представителей энин и моип iconБыли проведены конкурсы
...
3. Эксперимент в начале 1990-х годов были проведены эксперименты, в присутствии представителей энин и моип iconИшкин сергей Федорович
Шишкин сергей Федорович, капитан на судах Мурманского тралового флота, один из создателей-учредителей, гендиректор рыбоперерабатывающей...
3. Эксперимент в начале 1990-х годов были проведены эксперименты, в присутствии представителей энин и моип iconЛебедев юрий Максимович, капитан на судах Севрыбхолодфлота. В начале 1980-х годов возглавлял экипажи плавбаз «Маточкин Шар»
Северного бассейна. В 1990-е годы заместитель начальника управления «Севрыбхолодфлот», в 2000-е – руководитель рыбохозяйственного...
3. Эксперимент в начале 1990-х годов были проведены эксперименты, в присутствии представителей энин и моип iconМорис Алле (Maurice Allais). Эксперименты Дейтона Миллера 1925-1926 и теория относительности
Нобелевской премии в области экономики показывает, что результаты Майкельсона не были нулевыми, и что интерферометрические эксперименты...
3. Эксперимент в начале 1990-х годов были проведены эксперименты, в присутствии представителей энин и моип iconВитковский сергей Федорович
Витковский сергей Федорович, капитан на судах Мурманского тралового флота, один из создателей-учредителей рыбоперерабатывающей фирмы...
3. Эксперимент в начале 1990-х годов были проведены эксперименты, в присутствии представителей энин и моип iconТворческое мышление, которое связано с нахождением принципиально новых решений
В прошлом столетии творчество исследовали следующими методами: объективно-аналитический метод, формирующий эксперимент, самонаблюдение,...
3. Эксперимент в начале 1990-х годов были проведены эксперименты, в присутствии представителей энин и моип iconДубовицкий виктор Иванович
Мурманского тралового флота. В начале 1970-х годов руководил экипажем бмрт «Полесье», который лидировал в бассейновом соревновании...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов