Устройство для исследования магнито-гравитационного эффекта

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Устройство для исследования магнито-гравитационного эффекта

О. Меньших

Настоящее исследование относится к области технической физики и научного эксперимента и может быть использовано при исследовании гипотезы о магнитно-гравитационном взаимодействии с образованием вращательного момента. Подтверждение этого гипотетического эффекта может иметь большое прикладное значение для развития науки.

С незапамятных времён и по сей день нет научно обоснованного ответа на вопрос о причинах вращения планет и звёзд вокруг их собственных осей. Например, наша Земля достаточно стабильно вращается вокруг собственной оси многие миллиарды лет и не спешит замедлять темп своего вращения. Какой энергией она подпитывается при таком вращении. Ответа нет. Однако ясно, что речь может идти о существовании самоподдерживающихся процессов, эффект которых сопоставим с понятием «вечных» двигателей.

Автором данной работы предложена новая гипотеза эффекта возбуждения вращающего момента при взаимодействии ортогонально ориентированных векторов гравитационного и магнитного полей. На примере вращения Земли вокруг собственной оси можно утверждать, что намагничение Земли (наличие северного и южного магнитных полюсов) происходит при её вращении и наличия в составе Земли ферромагнитного вещества (железа). Это - известный эффект Барнетта. Магнитные силовые линии Земли в экваториальной области ортогональны векторам гравитационного поля, равноплотно распределённого ортогонально ко всей земной сфере, то есть в экваториальной области, действительно, гравитационные и магнитные векторы взаимно ортогональны, что и создаёт вращательный момент с наибольшей интенсивностью. Вне экваториальной области указанные векторы отличны от их ортогонального расположения, и возникающий вращательный эффект уменьшается, а на полюсах земли эти векторы коллинеарны друг другу, и вращательный эффект на магнитных полюсах Земли полностью отсутствует.

Аналоги заявляемого устройства для проверки заявленной гипотезы отсутствуют.

Целью исследования является обеспечение возможности подтверждения или отрицания гипотезы возникновения вращательного момента намагниченного тела с заданной его массой (проверка правомерности выдвинутой научной гипотезы).

Указанная цель достигается в заявляемом устройстве для исследования магнито-гравитационного эффекта, выполненного в форме намагниченного ферромагнитного шара, например, на основе наводимого вещества Nd Fe B, помещённого в вакуум и состояние невесомости на космическом аппарате, движущимся равномерно по его стационарной орбите для полного снижения момента трения этого шара, который со временем приходит во вращательные движение без всякого приложения к нему внешнего вращательного момента либо поддерживает практически неограниченно вращательное движение будучи закручен в нужном направлении однократно приложенным внешним моментом импульса достаточной величины.

На рисунке представлен вариант рассматриваемого устройства, состоящего из: 1 - вакуумированной диэлектрической прозрачной колбы, например, стеклянной, установленной на горизонтальной плоскости, 2 - прямого постоянного магнита, например, неодимового, 3 - немагнитного шара, например из платины, 4 - твёрдого немагнитного штока противовеса, 5 - немагнитного груза противовеса,: 6 - тороидального постоянного магнита, например, неодимового, размещённого внутри колбы осесимметрично относительно шару 3 с магнитом 2. Поскольку магниты 2 и 6 обращены друг по отношению к другу одноименными магнитными полюсами (южными S) и притом при их осесимметричном расположении друг относительно друга, то система элементов 2 - 5 парит в вакуумном пространстве, будучи подвешенной на магнитной подушке. Переворот шара 3 с магнитом 2 исключается за счёт противовеса из элементов 4 и 5. Трение шара в случае его вращения исключается из-за вакуумирования пространства внутри колбы 1.

Рассмотрим работу заявляемого устройства по аналогии с вращением Земли.

Согласно закону всемирного тяготения И. Ньютона гравитационное поле, определяющее ускорение свободного падения g и создаваемое массой М гравитирующего тела (например, Земли), имеет место следующее выражение:

g = г M / r², (1)

где г = 6,67.10 -¹¹ м³ кг -¹ сек² - гравитационная постоянная,

r - расстояние от центра инерции гравитирующего тела до рассматриваемой точки пространства.

Так, на земной поверхности ускорение свободного падения, как известно, равно 9,81 м / сек² при известной массе Земли и её радиусе (последний изменяется в зависимости от точки на поверхности Земли в силу её эллипсообразности - на полюсах величина g несколько больше, чем на экваторе. Масса М шарообразного тела определяется по формуле:

М = 4 р с R³ / 3,(2)

где с - средняя плотность вещества шарообразного тела (кг/м³),

R - радиус шара (м). На поверхности шара и вблизи него, если R >> (r - R) (например, вблизи поверхности Земли) можно считать, что r ? R, и тогда для выражения (1) с учётом (2) и указанным выше неравенством, получим:

g ? 4 р г с R/ 3 = 2,7925_*10 - ¹⁰ с R.(3)

Таким образом, ускорение силы тяжести g пропорционально произведению с R, и оно определяет силу F гравитационного притяжения некоторой массы тела m в направлении к центру масс гравитирующего объекта (Земли), то есть F = m g. Отметим, что силы F не могут создавать вращательный момент гравитирующего шарообразного тела в силу их ориентации к центру этого тела (ортогональности к поверхности шарообразного тела).

Для получения вращательного момента этого тела нужны силы, касательные к его шарообразной поверхности в экваториальной зоне. Такие силы, назовём их как вращающие F_ВР, по предположению автора рассматриваемой научной гипотезы образуют тройку взаимно ориентированных перпендикуляров, как в случае cилы Лоренца, ортогональной как вектору магнитного поля, так и протекающему по проводнику току (известный закон М. Фарадея), по известному правилу «левой руки». вращательный ортогональный магнитный гравитационный

В экваториальной зоне вектор магнитного поля намагниченного шара ортогонален вектору гравитационного поля, и при этом вращающая сила F_ВР ориентирована по касательной к экватору шара, то есть перпендикулярна как к вектору магнитного поля, так и к вектору гравитационного поля. Эта сила приложена к любой произвольной точке экватора, и все эти силы ориентированы в одном вращательном направлении, то есть складываются и оцениваются их интегрированием по криволинейной (круговой) координате.

Для не экваториальных зон (выше и ниже экватора) векторы гравитационного и магнитного полей ориентированы друг к другу не ортогонально, что ослабляет появление вращающих сил по тому же закону, что и для экваториальных вращающих сил, но с дополнительным множителем cos б, где угол б отсчитывается от экватора к северному и южному магнитным полюсам намагниченного шара.

Вращающий момент, приложенный к такому намагниченному шару, определяется интегрированием произведений парциальных вращающих сил на переменный радиус окружностей, коллинеарных окружности экватора, и радиус таких не экваториальных окружностей равен, как ясно, r(б) = R cos б, то есть на северном и южном полюсах намагниченного шара r(+р/2) = r(-р/2) = 0, и парциальный вращающий момент при этом отсутствует.

Для полного вращающего момента W намагниченного шара получаем выражение:

+ р/2 + р/2 W = о g Н ? cos² б dб = 2 о g Н ? cos² б dб, (4) - р/2 0

где о - неизвестный коэффициент, имеющий размерность (кг_*м²/А) - некоторая размерная константа, подлежащая опытному определению в эксперименте, величина Н - напряжённость магнитного поля в экваториальной области. Расчёт интеграла в выражении (4) имеет вид:

р/2 р/2 2? cos² б dб = (б + 0,5 sin 2 б)¦ = р/2 = 1,57, (5)

следовательно, вращающий момент приобретает чрезвычайно простое выражение:

W = 1,57 о g Н, (6)

Определяемый произведением неизвестной константы о , ускорения свободного падения g и напряжённости магнитного поля Н в экваториальной зоне намагниченного шара. Если мы могли бы знать, какой вращательный момент трения действует в среднем на Землю при её вращении вокруг собственной оси, то смогли бы точно рассчитать неизвестную константу о как отношение момента трения Земли на её гравитационный потенциал. Но величина момента трения Земли нам, к сожалению, неизвестна.

Выражение вращающего момента с учётом выражения (3) и (6) имеет вид:

W = 1,57_* 2,7925_*10 - ¹⁰ о с R Н = const _* с R Н, (7)

откуда следует, что в случае Земли величина произведения переменных с R Н точно известна, так как средняя плотность Земли с = 5,5_*10³ кг/м³, экваториальный её радиус R = 6381369 м, а напряжённость магнитного поля на экваторе Н = 0,34 э = 27,056 А/м. Таким образом, произведение с R Н ? 14,909.10 ¹¹ кг.А / м³ и тогда W = 403,37 о Дж.

При вращении намагниченного шара (в частности, Земли) в вакуумной среде с пока неизвестной структурой (например, в вакуумном поле присутствуют недавно открытые на адроном коллайдере бозоны Хиггса) может возникать момент трения, величина которого определяется произведением щ R, где щ - угловая скорость вращения шара, и некоторой обощённой силой трения F_ТР поверхности шара об эту неизвестную вакуумную среду. При этом угловая скорость вращения стабилизируется с какой-то неизменной во времени величиной, когда силы вращения равны силам трения, то есть когда F_ВР = F_тр.

Важно отметить, что, поскольку момент трения шара о среду пропорционален радиусу шара R, то при существенном уменьшении этого радиуса для пробной модели, во столько же раз изменится потребная величина вращающего момента для обеспечения одной и той же угловой скорости вращения шара любого его радиуса. Из этого заключения следует, что, взяв пробный намагниченный шар с радиусом в 1 м, мы получим скорость его вращения, равную скорости вращения Земли (1 полный оборот за 24 часа), при создании вращающего момента в 6381369 меньшего, чем у Земли (403,37 о Дж), то есть равного всего лишь 63,187 о мкДж. Существенно повысить значение угловой скорости пробного шара можно за счёт увеличения плотности вещества такого шара и увеличения напряжённости магнитного поля. Так, плотность неодимового магнита с = 7,4.10³ кг/м³, а создаваемую им напряжённость магнитного поля в экваториальной зоне можно легко увеличить на три порядка по сравнению с земной, следовательно, можно увеличить скорость вращения такого пробного неодимового шара в 1345 раз, и при этом шар будет вращаться со скоростью f = 0,934 об/мин в установившемся режиме, что вполне приемлемо для постановки эксперимента. Важно также отметить, что неодимовый шар совсем не обязательно делать столь большим (радиуса в 1 м), Радиус шара может быть практически любым, например, в 5 см, что легко в изготовлении практической модели.

Вращение намагниченного шара в условиях вакуума и невесомости проверяется помещением его в вакуумную прозрачную колбу. При этом шар не должен соприкасаться со стенками этой колбы., например, на магнитном подвесе. Наблюдение за вращением шара можно осуществить либо визуально оператором, либо специальными приборами для измерения угловой скорости вращения шара с последующим расчётом неизвестной константы о, зная все остальные параметры эксперимента в соответствии с выше приведёнными формулами.

В результате эксперимента можно выяснить по какому из правил «левой руки» или «правой руки» происходит действие вращающих шар парциальных сил, какова величина постоянной о, какова мощность вращательного движения. Очевидно, что последняя столь не велика, что не представляется возможным использовать такое вращение шара в целях энергетики, для поставки механической энергии потребителю. В противном случае пришлось бы существенно увеличивать гравитацию такого шара - его массу М. Эксперимент также покажет, будет ли такой шар сам постепенно во времени раскручиваться до его стабильной скорости вращения или надо шар специально закрутить внешним моментом импульса. В последнем случае делается вывод, что парциальные силы вращения возникают не в статике взаимодействия магнитных и гравитационных ортогонально ориентированных полей, а в динамике вращательного движения. Если последнее оказывается справедливым, то данный эксперимент можно выполнить иначе, используя внешнее однородное магнитное поле, например, создаваемое электромагнитом, внутри которого размещён шар из любого тяжёлого по плотности материала, например, из платины. И тогда такой шар должен вращаться, будучи пущенным внешним моментом импульса, с большей угловой скоростью относительно его оси вращения, коллинеарной векторам магнитного поля, образованного электромагнитом. Меняя силу тока подмагничивания, можно обнаружить изменение угловой скорости вращения шара. Но всё это следует делать в условиях вакуумирования шара и в состоянии невесомости, то есть на космическом корабле, движущимся по стационарной орбите (без какого-либо маневрирования и ускорения), чтобы обеспечить несмещение (устойчивость) центра инерции шара в вакуумной прозрачной колбе.

При исследовании работы указанного на рисунке прибора при его лабораторном выполнении (не в космическом аппарате) следует учитывать лишь магнитное трение между неподвижным магнитом 6 и вращающемся магните 2, если такое вращение состоится, что также представляет самостоятельный научный интерес.

Исследование магнито-гравитационного эффекта позволит открыть принципиально новую страницу современной физики, поскольку природа и свойства гравитационного поля изучены крайне недостаточно. Выдвинутая научная гипотеза в случае удачного проведения эксперимента и обнаружения вращательного движения шара в магнитном поле в отсутствии его видимого трения о среду позволит сформулировать новое и важное физическое открытие, которое обогатит наши познания об окружающем нас мире.

Размещено на allbest.ru