Вечный двигатель

Размещено на http://allbest.ru

Вечный двигатель

Как создать вечный двигатель, вечно вращающийся маховик, используя силу тяготения Земли? Этот вопрос множество лет будоражил умы учёных и мыслителей, но так и не нашёл пока ответа. Панацеей является создание гравитационного экрана, перекрывающего половину маховика от земного тяготения, что создаёт постоянно действующий момент вращения в маховике за счёт переноса центра тяжести его относительно оси вращения. Но как создать такой гравитационный экран, совершенно не ясно, так как считается, что гравитационное поле всепроникающее, от него не заслониться.

Известно, что по закону Архимеда сила гравитационного притяжения, действующая на тело, погружённое в жидкость, ослабляется на величину веса вытесненной телом жидкости, а на тело с плотностью, равной плотности самой жидкости, вообще не действует сила тяготения, и тело находится в жидкости в безразличном состоянии, как космонавт в космическом полёте по стационарной орбите. Если тело менее плотно, чем жидкость, в которую тело помещено, то такое тело всплывает из жидкости на её поверхность и вытесняет собой столько жидкости, сколько весит само тело. Можно ли тогда считать, что жидкость является своеобразным гравитационным экраном для помещённого в неё тела?

Конечно, нет. Гравитационная сила, приложенная к телу, остаётся без изменений, но на тело действует архимедова сила, вектор которой противоположно направлен силе тяготения. В зависимости от соотношения плотностей жидкости и тела последнее тонет или всплывает в жидкости либо находится в ней в безразличном положении.

Если тело вводить в жидкость сбоку, то есть ортогонально вектору тяготения, то на тело со стороны жидкости не будет действовать сила, направленная также вбок в противоположном направлении. Иначе, жидкость не будет препятствовать вхождению тела в жидкость сбоку, если под вертикалью понимать линию, коллинеарную вектору тяготения. Но, как известно, жидкость занимает форму сосуда, и наличие стенок у такого сосуда препятствует проникновению тела сбоку в жидкость. Следовательно, желательно организовать такое состояние жидкости, при котором она удерживается в пространстве без использования стенки с той стороны, откуда тело проникает в жидкость. Как это сделать?

Если бы можно было удержать жидкость от вытекания из сосуда, в стенке которого имеется отверстие прямоугольного сечения, в которое введена часть тела-маховика с осью вращения за пределами сосуда, как это указано на рис.1, то та часть маховика, которая находится в жидкости становится легче на вес вытесненной этой частью маховика жидкости, следовательно, центр тяжести маховика будет перенесён от оси маховика в направлении его свободной части, и маховик за счёт сил тяготения испытывает постоянно действующий в нём вращательный момент, что приведёт маховик во вращение. Получим вечный двигатель. Проблема удержания жидкости от вытекания через зазоры между маховиком и стенкой сосуда противоречит понятию вечного, однако может быть успешно разрешена путём долива в сосуд вытекающей жидкости, и на это не потребуется много работы по сравнению с работой, которую будет производить вращающийся маховик под действием энергии гравитационного притяжения, которая практически неисчерпаема.

двигатель вечный гравитационный

Размещено на http://allbest.ru

Для увеличения энергетической эффективности такого устройства (рис.1) целесообразно использовать жидкости с большой плотностью, а также жидкости, не смачивающие поверхности стенок сосуда и маховика. Последнее будет способствовать снижению возможной утечки жидкости сквозь зазоры сосуда, либо вообще исключать такую утечку при достаточно малых величинах указанных зазоров за счёт сил поверхностного натяжения. В качестве такой жидкости можно рекомендовать, например, ртуть.

Можно использовать магнитную жидкость, удерживаемую сбоку достаточно сильным магнитом, чтобы заменить этим наличие стенки сосуда с одной из сторон. Однако ещё проще использовать центрифугу, в которой находится жидкость. При достаточно быстром вращении центрифуги жидкость в ней растечётся по стенкам центрифуги, и поверхность жидкости в вертикальной плоскости сечения образует параболу с центром симметрии, совпадающим с осью вращения центрифуги. При этом ясно, что жидкость, занимая такое пространственное положение, уже не нуждается в наличии стенки, обращённой к оси вращения центрифуги, и тело-маховик может, казалось бы, беспрепятственно войти в жидкость, как это представлено на рис.2.

Поскольку маховик с осью вращения закреплён на корпусе центрифуги, то он вращается вместе с жидкостью, то есть также испытывает действие центростремительных сил, возникающих вследствие вращения центрифуги. Количество жидкости, вытесненное частью маховика, и её распределение относительно оси маховика создаёт силу F, приложенную к маховику на расстоянии Дr₁ от оси вращения маховика, то есть вращательный момент М = F Дr₁, под действием которого маховик вращается (указано стрелкой). Действие центростремительных сил жидкости ортогонально действию сил гравитации, поэтому вращение маховика обусловлено действием только гравитационных сил. В свободном от жидкости маховике, центр его тяжести проходит через его ось вращения, поэтому к маховику не прикладывается вращательный момент (Дr₁ = 0), а при условии, когда часть маховика находится в жидкости, его центр тяжести смещается от его оси вращения (рис.2)

Размещено на http://allbest.ru

Энергия гравитационного поля практически неисчерпаема, что означает, что устройства, подобные представленным на рис.1 и рис.2, будут производить механическую работу от вращающихся маховиков неограниченно долго, не затрачивая при этом какую-либо энергию иных источников. Это позволяет рассматривать такие устройства как вечные двигатели. При этом получение даровой механической работы не приводит к уменьшению энергии гравитационного поля, поскольку нет никаких оснований полагать, что при совершении работы от вращающихся маховиков как-либо уменьшается масса гравитирующих тел, в данном случае масса Земли, а энергия гравитационного поля определяется исключительно массой гравитирующих тел.

Величина возникающего в маховике вращательного момента находится как вес вытесненной частью маховика жидкости, вектор которого приложен к определённой точке маховика, смещённой на расстояние Дr₂ от оси его вращения, и нормален к линии Дr₂, как указано на рис.2. Это означает, что плотность материала маховика значения не имеет, а важны лишь габариты маховика и степень его погружения в жидкость, а также плотность используемой жидкости. При этом ртуть является наилучшей из жидкостей, поскольку является несмачивающей и имеет высокую плотность (13,6 г/см³). Серьёзным недостатком ртути является её относительно высокая стоимость и высокая токсичность. Если использовать в качестве жидкости обычную воду, то при прочих равных параметрах устройства эффективность его существенно снижается, однако использование воды совершенно безопасно, а вытекание воды из зазоров сосуда легко компенсируется её доливом, на что затрачивается незначительная часть энергии, получаемой от вращающегося маховика.

Использование подобных вечных двигателей, чрезвычайно простых по конструкции, дешёвых в изготовлении и надёжно функционирующих в качестве энергетических устройств, разрешит извечную мечту человечества об энергетическом изобилии, освободит энергетические ресурсы - нефть, газ и уголь для решения других технологических производств, существенно улучшит экологический климат во всём мире.

АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Пусть линия раздела жидкость-воздух (рис.1 и рис. 3) проходит через ось вращения маховика, то есть его левая половина помещена в жидкость с плотностью с (при этом плотностью воздуха можно пренебречь). Пусть маховик имеет радиус R и толщину h, так что вытесненная половиной маховика жидкость имеет вес

Р_Ж = р g с R² h / 2,

определяющий выталкивающую силу по закону Архимеда, вектор которой направлен против вектора гравитационного потенциала Земли. Однако для вычисления вращательного момента, обусловленного действием выталкивающей архимедовой силы Р_Ж необходимо знать положение точки приложения этой силы, то есть величину её расстояния Дr₁ от оси вращения маховика. Для вычисления вращательного момента М₁ = Р_Ж Дr₁ можно обратиться к вычислению двукратного интеграла вида:

р/2 R

М₁ = с g h ? ? r² cosц drdц = 0,667 с g h R³,(1)

- р/2 0

Поскольку Р_Ж Дr₁ = 0,667 с g h R³, а величина Р_Ж = р с g R² h / 2, то для расстояния Дr₁ получим выражение Дr₁ = 0,667 с g h R³ / (р с gR² h / 2) = 1,333R / р = =0,425R. Таким образом, точка приложения равнодействующей выталкивающей силы находится на расстоянии 42,5 % длины радиуса маховика от его оси вращения.

Сила вытеснения маховика вбок (ортогонально выталкивающей силе) из сосуда с жидкостью (рис.1) действует на кромку маховика шириной h на всей её длине р R. При этом эти силы действуют по нормали к кромке маховика и направлены, следовательно, к оси вращения маховика. Те силы, которые по нормалям действуют на боковые грани маховика, взаимно уравновешивают друг друга и не создают составляющих для силы вытеснения маховика вбок. Дифференциалы cил df(ц), действующих на кромку маховика шириной h, равны произведению удельного давления

p(ц) = сg [H_min+ R(1 - sinц)],

приходящегося на дифференциал площади кромки

ds(ц) = R h dц,

на величину этой дифференциальной площади, то есть

df(ц) = сg [H_min+ R(1 - sinц)] R h dц.

Проекция этих сил на вертикальную ось находится умножением их на sinц, где угол ц отсчитывается от горизонтальной оси и меняется в пределах от - р/2 до + р/2 при обходе снизу вверх. Так, при ц = + р/2 удельное давление на верхнюю кромку маховика равно p(р/2) = сg H_min, а при ц = - р/2 удельное давление на нижнюю кромку маховика равно

p(-р/2) = сg_{* *}(H_min+2R),

следовательно, удельное давление на боковую кромку маховика линейно возрастает с глубиной нахождения рассматриваемой части кромки маховика от H_min до H_min+2R. Соответственно касательные дифференциальные силы

df(ц)_К = сg R h [H_min+ R(1 - sinц)] sinц dц.

Данный дифференциал сил имеет две компоненты сg R h H_min sinц dц и сg R² h (1 - sinц)] sinц dц, при интегрировании которых в диапазоне углов - р/2 ? ц ? р/2 первая из компонент равна нулю, а для второй получаем дифференциал вращательного момента dМ₂ = df(ц)_К Дr(ц), где Дr(ц) = R cosц. При этом вращательный момент М₂ равен:

р/2

М₂ = с g h R³ ?(1 - sinц) sinц cosц dц = - 0,402 с g h R³.(2)

- р/2

Сравнивая моменты М₁ и М₂ из (1) и (2), устанавливаем, что момент М₁ стремится вращать маховик по часовой стрелке, а момент М₂ стремится вращать маховик против ча-совой стрелки. Однако поскольку вращательный момент М₁ больше модуля вращательно-го момента М₂, то маховик будет приведён во вращательное движение результирующим вращательным моментом ДМ = М₁ + М₂ = (0,667 - 0,402) с g h R³ = 0,265 с g h R³ по часовой стрелке.

Таким образом, рассматриваемая модель (рис.1 и рис.3) действительно является вечным двигателем, если вращательный момент ДМ больше суммы моментов трения и присоединенной к маховику полезной нагрузки.

Размещено на Allbest.ru