slej slej
918
BLOG

Geometryczna interpretacja tajemnicy mechanizmu obrotu ciał sztywnych.

slej slej Nauka Obserwuj temat Obserwuj notkę 24

    Spora część krytyków twierdziła że mechanizm obrotu ciał sztywnych jest już znany od dziesięcioleci, wiedza ta jest kompletna i nie ma tam absolutnie nic czego współczesna nauka nie wie. Zadziwiające że przecież sporo wykształconych i inteligentnych osób nie widziało sprzeczności w tym, że nikt nie umie odpowiedzieć na pytanie czy poniższy schemat jest prawidłowy i dlaczego, wielu twierdziło że nie może być prawdziwy bo pokazuje niezerowe wypadkowe sił wewnętrznych ale nikt nie potrafił przedstawić innego schematu. I jednocześnie nie przeszkadzało im stwierdzenie że przecież współczesna nauka wszystko wie na ten temat.

image
    Cóż mogę powiedzieć takim osobą? Nigdy nie mów nigdy i nie znasz tego czego nie wiesz. Tak to już jest że nikt nie jest świadomy tego, co jest poza jego wiedzą, jego poznaniem.
    Dla mnie sprawa jest prosta, podczas mechaniki obrotu ciał sztywnych dochodzi do zmiany prędkości kątowej w czasie, czyli mamy do czynienia z przyspieszeniami kątowymi, a skoro mamy przyspieszenia to znaczy że muszą działać siły. Od tych podstawowych praw zaczyna się naukę Fizyki i o tych podstawowych prawach świat Fizyki zdaje się zapomniał i delikatnie mówiąc zignorował i nikt jak do tej pory nie spróbował opisać mechanizmu obrotu BS bezpośrednio Newtonem. Zadziwiające że te podstawowe prawa Fizyki który użyłem przed chwilą że ɛ=dω/dt i I ɛ=M, są nadal kwestionowane przez samych Fizyków, którzy stwierdzają że nie można ich użyć bezpośrednio do opisu mechanizmu ciał sztywnych.
    Ja się uparłem, użyłem bezpośrednio Newtona i wcale mnie nie zaskoczyło że dostałem poprawny wynik, z czym Fizycy pogodzić się nie mogą i jak do tej pory nikt z nich nie odważył się tak po ludzku przyznać do błędnych założeń, które wyprowadziły ich na manowce.
    Pozostaje mi jedynie im podziękować, bo dzięki ich arogancji i ignorancji, to mi przyszło poznać ten mechanizm jako pierwszemu i jako pierwszy go opisać. Dla mnie stanowi to wartość samom w sobie, że dokonałem czegoś czego nikt wcześniej zrobić nie potrafił, exegi monumentum.
    Nie spodziewam się jakiegoś wielkiego przełomu, gdyż te momenty sił są już obecnie praktycznie używane, chociażby do obracania teleskopu Hubble idealnie względem wybranego punktu, ale ja jako pierwszy je zdefiniowałem (nazwałem rzeczy po imieniu) i udowodniłem ich poprawność i nie ma już miejsca na wątpliwości. Nie umiem teraz określić na ile jest to użyteczna wiedza, ale lepiej znając ten mechanizm być może teraz inżynierowie będą umieli lepiej go wykorzystać i niewykluczone że na podstawie tej wiedzy powstaną całkiem nowe urządzenia. Nie wykluczone że wiedza ta otworzy przed nami całkiem nowe możliwości, trzeba ją tylko umieć wykorzystać.

Jak to działa?
    Przedstawmy geometrycznie trzeci ze wzorów Eulera, co pozwoli zrozumieć tajemnice tego mechanizmu nawet osobie która nie zna zbytnio Fizyki.
Iz(dωz/dt) = Ixωyωx – Iyωyωx

Dla zaawansowanych. Dobieramy układ odniesienia gdzie główne momenty bezwładności znajdują się na głównych osiach układu odniesienia x, y, z. Tensor momentu bezwładności wygląda wtedy
Ixx=Ix; Ixy=0; Ixz=0
Iyx=0; Iyy=Iy; Iyz=0
Izx=0; Izy=0; Izz=Iz

Bierzemy najprostszy model bryły sztywnej składający się z czterech punktów i aby było łatwiej o tej samej masie
mx1 = mx2 = my3 = my4 = m
Znajdują się one na dwóch prostopadłych do siebie osiach głównych X i Y, po dwa punkty na oś symetrycznie rozłożone względem środka ciężkości i połączone są między sobą sztywnymi ramionami. Wektory położenia punktów
mx1 (rx,0,0)
mx2 (-rx,0,0)
my3 (0,ry,0)
my4 (0,-ry,0)

Nasz tensor momentu bezwładności
Ix = my3ry2 + my4(-ry)2

Iy = mx1rx2 + mx2(-rx)2

Iz = mx1rx2 + mx2(-rx)2 + my3ry2 + my4(-ry)2

Bierzemy teraz wektor prędkości kątowej i aby pokazać mechanizm wystarczy by miał on tylko dwie niezerowe wartości.
Ω=(ωx,  ωy, 0)

Rysujemy teraz geometryczny schemat który pokaże wszystkie detale. Punkty na osi X mają prędkość kątową  ωy i wynikającą z niej prędkość liniową vz = ωy x rx. Jednak oś na której się znajdują również się obraca z prędkością ωx jednak nie tworzy ona wektora prędkości liniowej, gdyż jest ona równoległa do wektora położenia  ωx x rx = 0. Mamy więc do czynienia z sytuacją kiedy punkty na osi X mają prędkości liniowe vz i prędkości kątowe ωx czyli poruszają się w kierunku osi Z i obracają się wokół osi X. Punkty te nie posiadają prędkości v wynikające z ωx gdyż są na osi obrotu tej prędkości kątowej, ale trzeba zobaczyć co się dzieje z ich wektorami prędkości liniowej vz, zostają one obrócone wokół osi X zgodnie z prędkością ωx. Mamy więc dv/dt wywołane prędkością kątową ωx. Dwa lata na to patrzyłem i odbijałem się od ściany do ściany, efekt Dżanibekowa jest obserwowany od lat trzydziestu, wzory Eulera mają już prawie 250 lat i nikt jak do tej pory nie zauważył że  ωx x vz = ady z podstawowego wzoru na przyspieszenie dośrodkowe ad = ω x v. Dodam tylko wzór na siłę F=am i mamy pełny i kompletny obraz mechanizmu obrotu punktu w bryle sztywnej.
image

    Piękno przyrody jest w jej prostocie, skomplikowane zagadnienie upraszcza się bardzo prostych równań. Takie proste a takie trudne do odkrycia, wystarczyło popłynąć na zachód aby odkryć Amerykę, ale nikt tego przed Kolumbem nie odważył się zrobić.
    Teraz trzeba będzie na nowo popatrzyć na efekt żyroskopowy, czy też na inne zjawiska Fizyczne nie operując jedynie pseudo wektorami momentu pędu i prędkości kątowej, a wytłumaczyć te zjawiska głębiej, na podstawie wektorów prędkości liniowej i działający na obiekty przyspieszeń oraz silę wewnętrznych.




Ale też zapewne uda się wytłumaczyć zachowanie kamienia celtyckiego czy wstającego bączka



Być może uda się teraz spełnić marzenia profesora Erica Laithwaite i stworzyć napędy anty-grawitacyjne? Na pewno będzie można teraz policzyć czy się pomylił czy może intuicja go nie zawiodła i jest to możliwe.




    Kiedy Fizycy się pogodzą z faktem istnienia sił wewnętrznych podczas ruchu obrotowego? Znając to środowisko to są oni bardzo mało elastyczni, czyli raczej należy się spodziewać prób spalenia mnie na stosie za herezje, aniżeli przyznania się że amator zrobił prace która do nich należała.

image

slej
O mnie slej

Wiem że nic nie wiem a to już coś

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie