Тема: Задача по механике

[imaier]

Предистория:
Наткнулся на ютубе на на видео о новой физике. Очень понравилось как там ловко объяснялись и решались проблемы современной физики.
Поискал еще материалов по этой физике в конце концов нашел: автор В.К. Коновалов книжка ОСНОВЫ НОВОЙ ФИЗИКИ И КАРТИНЫ МИРОЗДАНИЯ.
Так как буду цитировать приведу ссылку на эту книгу чтообы не быть голословным. new-physics.narod.ru/...s.rar
На этом форуме его труды тоже отмечены в отдельной теме.
Собственно было не понятно на чем стоит теория Коновалова, хотелось это осмыслить.
В качестве аргумента был приведен такой мысленный эксперимент:

Представим себе, что в
невесомости тело массой m мы привязали к неподвижной оси вращения на
длинной нити, немного натянули нить и толкнули тело в направлении
перпендикулярном нити с почти нулевой скоростью. Будем считать, что в
начальный момент наша система имела нулевую кинетическую и
потенциальную энергию из-за незначительной скорости начального
вращения вокруг оси. Постепенно нить наматывается на ось вращения, ее
длина уменьшается, а линейная скорость движения массы увеличивается.
Что мы будем наблюдать при уменьшении радиуса вращения, например, в 2
раза? Очевидно, что линейная скорость вращающейся массы станет
значительной и как угодно большой при достаточной начальной длине нити.
Очевидно, что энергия нашей системы увеличилась до значительной
величины. Теперь надо выяснить, откуда она появилась и что это за энергия.
В противном случае легко создать вечный двигатель, который ловит
пролетающие предметы, раскручивает их и отбрасывает с большой
кинетической энергией.

Даллее афтор приводит объясенение на основе сохранения момента импульса, но оно мне не нравится так ось и масса связаны не жестко.

Я пытался себе представить за счет чего увеличивается линейная скорость массы.
Пробывал нарисовать схему сил действующих на массу, но как-то не нашел той силы которая должна разгонять наш грузик.
Мой вывод был в том что линейная скорость не увеличивается,
а увеличивается частота вращения (угловая скорость) грузика вокруг оси по мере наматывания нити на ось.
Угловая скорость увеличивается только за счет уменьшения длины нити при тоже линейной скорости грузика
Грузик проходит больший угол за тоже время при меньшем радиусе.

Вопрос:
Уважаемые форумчане, как по вашему ведет себя грузик наматываясь на ось, увеличивается ли его линейная скорость и за счет чего?
Приветсвуются рисунки со схемами распределения сил.

[fastandy]

Здравствуйте, у меня напрашивается вопрос по задачке к Вам вот если у нас есть условие в котором сказано что потенциал и кинетическая енергия равны 0 ("Будем считать, что в
начальный момент наша система имела нулевую кинетическую и
потенциальную энергию из-за незначительной скорости начального
вращения вокруг оси") но в условии это бред так как потенциал = max то кинетическая = min а в сумме = 0 и наоборот но сумма все равно 0. тем более у нашей точки есть степени свободы. и нить имеет ограниченную длину. Насколько я понимаю этот форум  посвящен задачам определения механизма преобладания исходящей энергии к входящей. И что самое важное при нормальных условиях наших атмосферных.

[imaier]

Здравствуйте, у меня напрашивается вопрос по задачке к Вам вот если у нас есть условие в котором сказано что потенциал и кинетическая енергия равны 0 ("Будем считать, что в
начальный момент наша система имела нулевую кинетическую и
потенциальную энергию из-за незначительной скорости начального
вращения вокруг оси") но в условии это бред так как потенциал = max то кинетическая = min а в сумме = 0 и наоборот но сумма все равно 0. тем более у нашей точки есть степени свободы. и нить имеет ограниченную длину.

Автор той книги утверждает что потенциальная энергия это выдумка чтобы сходились уравнения сохранения энергии. Под потенциальной энергией он понимает другое - потенциальная энергия отталкивания. Поэтому предлагаю не зацикливатся на таких мелочах, а просто принять условие зачачи: грузик наматывается на ось, будет ли расти его линейная скорость по мере приближения к центру, за счет чего?

Насколько я понимаю этот форум  посвящен задачам определения механизма преобладания исходящей энергии к входящей. И что самое важное при нормальных условиях наших атмосферных.

А мне кажется эти вопросы тут тоже обсуждать не запрещается, тем более что этот вопрос является следствием недопонимания альтернативной теории физики для которой тут заведена отдельная тема x-faq.ru/ind...topic=1409.0.

[viknik]

.  Движение грузика  складывается из  двух  составляющих:  движение   по инерции с постоянной скоростью  перпендикулярно нити   и   ускоренное  движение  к центру  под  действием   постянно укорачиващейся нити.  Суммарная скорость  грузика  в результате оказывается направленной  под  острым  углом  к нити  и   величина  скорости будет постянно расти  при наматывании  нити на ось.    Имеем  движение  по сходящейся к центру спирали.   

[imaier]

  Дело в том, что наматывание нити на ось предполагает, что ось имеет определённый диаметр и физическая ось вращения массы в каждый момент времени смещается по боковой поверхности цилиндра оси и является образующей этого цилиндра, а не находится на оси цилиндра(движение массы по окружности). За счёт этого в параллелограмме сил, действующих на массу сила натяжения нити имеет направление отличное от движения по окружности и из-за укорачивания нити имеет бОльшее значение (траектория "доворачивается" внутрь окружности). Т.е. равнодействующая силы инерции и силы натяжения больше, чем при движении по окружности, соответственно скорость увеличивается..

Я попробовал нарисовать схему распределения сил как я это понимаю после вашего объяснения, но некоторые вопросы остались.

Во первых на этой картинке нету параллелограмма сил. Тут есть единсвенная сила - это сила натяжения нити. Она действует на вектор импульса тела в строго перпендикулярном направлении, тем самым изменяя его направление, но не модуль. Вектор импульса тела на рисунке не обозначен, но он направлен в том же направлении что и вектор линейной скорости массы. Поскольку меняется только направление вектора импульса, а не его модуль, то, соответственно, и модуль вектора линейной скорости тоже не должен меняться.
Во вторых сила натяжения нити она чему ровна? Я предполагаю она состоит из центростремительной силы и еще небольшой составляющей возникающей из-за укорочения нити.

AK, так ли я нарисовал схему? Где должен быть параллелограмм сил? Чему равна сила возникающей из-за укорочения нити? Направлена она точно вдоль оси натяжения нити, а как ее рассчитать идей нету.

[viknik]

А Вы попробуйте нарисовать параллелограмм  скоростей,  а не сил.  Одна из сторон  этого параллелограмма  будет  постоянно расти  под действием силы натяжения нити,  значит и суммарная скорость тоже будет расти.

[imaier]

.  Движение грузика  складывается из  двух  составляющих:  движение   по инерции с постоянной скоростью  перпендикулярно нити   и   ускоренное  движение  к центру  под  действием   постянно укорачиващейся нити.  Суммарная скорость  грузика  в результате оказывается направленной  под  острым  углом  к нити  и   величина  скорости будет постянно расти  при наматывании  нити на ось.    Имеем  движение  по сходящейся к центру спирали.   

Не понял откуда берется острый угол. Чтобы скорость росла - должна быть приложена сила направленная в туже сторону что и вектор скорости, а на моем рисунке сила натяжения нити перпендикулярна вектору скорости.

А Вы попробуйте нарисовать параллелограм  скоростей,  а не сил.

Я не понимаю откуда параллелограм сил/скоростей тут должен взяться 

[viknik]

Острый угол   вместо прямого  получился в результате  движения   грузика по спирали,  а не по окружности.  У единственной силы  поэтому  появилась  как бы попутная движению  составляющая,  которая и приводит к увеличению скорости грузика.   

[asni]

Уместно сказать,что амеры проводили эксы в открытом космосе..... когда со спутника кабель распускали радиально от планеты и на расстоянии 5-6 км от спутника он вдруг изогнулся под 90 градусов по ходу движения саттелита.... это чтобы знали,что это уже есть в истории землян..... и не раскатывали губу на поиметь  что либо.
А вот почему.... походу скорости разные и есть другие законы в движении тел на орбите.

[imaier]

Острый угол   вместо прямого  получился в результате  движения   грузика по спирали,  а не по окружности.

Опять ничего не понял. Между чем и чем угол?

У единственной силы  поэтому  появилась  как бы попутная движению  составляющая,  которая и приводит к увеличению скорости грузика.   

То есть вы утверждаете что сила натяжения нити и вектор скорости не перпендикулярны друг другу в любой момент времени?

Вот такой еще пример: представьте что в движется космический корабль с некоторой линейной скоростью V у которого есть двигатель на правом борту скажем, в какойто момент времени этот двигатель включается и развивает усилие F. Как изменится его линейная скорость?
Я предполагаю что никак. Траектория искривится, а на линейную скорость корабля это никак не скажется.
Даже если развиваемое усилие будет изменятся, то это опять же повлияет только на траекторию, но не на линейную скорость корабля.