Шары ньютона для чего они нужны: Колыбель Ньютона »

Колыбель Ньютона | это… Что такое Колыбель Ньютона?

Колыбель Ньютона

Шарики Ньютона (маятник Ньютона) — механическая система, придуманная Исааком Ньютоном для демонстрации преобразования энергии различных видов друг в друга: кинетической в потенциальную и наоборот. В отсутствие противодействующих сил (трения) система могла бы действовать вечно, но в реальности это недостижимо.

История

Эту популярную игрушку-сувенир, придуманную английским актёром Саймоном Пребблом в 1967 году, а сегодня часто встречаемую на письменных столах в кабинетах и офисах, можно поместить и в музей физики. Можно бесконечно долго играть с ней, глядя на качающиеся шарики (как смотреть на текущую воду или огонь). Но знание того, что она иллюстрирует законы сохранения импульса и сохранения энергии не только не помешает, но и придаст особый смысл наблюдению.

Если отклонить первый шарик и отпустить, то его энергия и импульс передадутся без изменения через три средних шарика последнему, который приобретёт ту же скорость и поднимется на ту же высоту. Он в свою очередь передаст свой импульс и энергию по цепочке снова первому шарику. Крайние маятники будут колебаться, а средние шарики будут покоиться. Если бы не было потерь механической энергии вследствие работы сил трения и упругости, то колебания продолжались бы вечно, но они затухают, так как в реальных механических системах всегда действуют диссипативные силы.

Интересным является то, что первый шарик передаёт импульс последнему не непосредственно, а через средние шарики, которые остаются неподвижными. Картина напоминает распространение упругой волны в твёрдом теле, то есть передачу упругих возмущений и энергии упругой деформации без переноса вещества (например, звук).

Рассмотрим простой случай, когда движущийся шар сталкивается с таким же покоящимся шаром («Колыбели Ньютона» всего из двух шариков). Столкновение упругое и центральное (именно такое наблюдается в идеальной «Колыбели Ньютона»). Чтобы найти скорости шаров после упругого столкновения, надо записать уравнение закона сохранения импульса для такой системы и уравнение закона сохранения энергии и решить полученную систему уравнений. Результат известен: движущийся шар останавливается, а покоящийся приобретает скорость первого.

В колыбели Ньютона первый шарик передаёт импульс второму шарику и останавливается. Мы не видим, как второй шарик получает импульс от первого, не «видим» его скорость. Но, если присмотреться: шарик чуть заметно «вздрагивает», то есть он движется с полученной скоростью, но на маленьком пути «из-за тесноты». Но он успевает на этом коротком пути отдать импульс третьему шарику и остановиться. То же с третьим шариком и т. д. Последний шарик не имеет перед собой, кому передать свой импульс, поэтому свободно движется, поднимаясь на высоту h, затем возвращается, и всё повторяется в обратном направлении.

Изготовление

«Колыбель Ньютона» можно изготовить самостоятельно. Шарики надо подвешивать на двух под углом друг к другу нитях, чтобы плоскость колебаний шариков сохранялась постоянной, и удары были центральными.

В мире

Самая большая Колыбель Ньютона в мире находится в г. Kalamazoo (штат Мичиган, США). В ней 16 боулинг-шаров, массой 6,8 кг каждый, подвешенных на нитях длиной 6,1 м на высоте 1 м от пола.

Варианты

Квантовый

При помощи интерферирующих лазерных лучей создаются тысячи «трубок»-ловушек. В каждую трубку, созданную лазерным лучом, помещаются приблизительно 150 атомов (в трубке они могут двигаться только в одном измерении). Затем атомы лазером же охлаждаются до миллиардных долей градуса (в Кельвинах). После лазером половине атомов придаётся один импульс, а половине – противоположный. В результате получается вариант, когда даже после 10 000 столкновений каждый атом колеблется с исходной амплитудой^[1]

Эволюция маятника Ньютона

http://www. diary.ru/~fizik-romantik/p158123288.htm

Примечания

1. ↑ Маятник Ньютона поколебал ученых

См. также

• Маятник Фуко
• Маятник

Ссылки

• Статья, Колыбель Ньютона в школьном музее физики

Как называется вечный двигатель с шариками

Содержание

1. Колыбель Ньютона
2. Колыбель Ньютона – отличный сувенир для снятия стресса
3. Вечный двигатель: возможно ли? Все попытки создать Perpetuum Mobile
4. Невозможное возможно
5. Вечная история
6. Конец вечности
7. Великие комбинаторы
8. Подозрительные типы
9. Это интересно
10. Видео

Колыбель Ньютона

Принцип работы колыбели Ньютона

Если к шарикам не прикасаться, то они все время находятся в неподвижном состоянии. Чтобы увидеть движение маятника, нужно привести в действие крайний шар, тогда шар на другом краю будет совершать колебания с такой же скоростью и амплитудой, как и предыдущий. Движения происходят по конкретной траектории и с постоянной частотой. Это демонстрирует закон сохранения импульса, а также превращение потенциальной энергии в кинетическую и наоборот.

Маяник Ньютона устроен так, что начальный шар передаёт импульс второму шарику, а затем замирает. Нашему глазу на первый взгляд незаметно, как следующий шарик приминает импульс от предыдущего, мы не можем проследить его скорость. Но, если взглянуть пристальнее, можно заметить, как: шарик немножко “вздрагивает”. Это объясняется тем, что он совершает движения с посланной ему скоростью, но поскольку расстояние очень маленькое и ему некуда разогнаться, то он может на своем коротком пути передать импульс третьему шарику и и в итоге остановиться.

Представим маятник, состоящий всего из двух сфер. В этом случае шар в движении сталкивается с соседом, который пребывает в состоянии покоя. Соприкасание упругое и центральное (так как оно наблюдается в идеальной к олыбели Ньютона ). Чтобы сосчитать скорости шаров после упругого столкновения, необходимо воспользоваться уравнением закона сохранения импульса для такой схемы и уравнением закона сохранения энергии, а потом развязать полученную систему уравнений. Итог известен: шар, который двигался останавливается, а тот, что пребывал в состоянии покоя, обретает скорость первого.

Колебания похожи на распространение упругой волны в твёрдом теле, или же на посыл упругих возмущений и энергии упругой деформации без переноса вещества, как это происходит со звуком. Этот закон будет работать, если давать ускорение двум или трем телам одновременно.

История изучения принципа маятника

Исследование и использование маятниковых устройств для демонстрации закона воздействия между несколькими телами, было сначала описано учёным Мариоттом в 17-м столетии. Кроме Ньютона, принцип маятника использовали и другие физики. Среди них Христиан Гюйгенс, который изучал столкновение, а также физик Аббе Мэрайотт, он изучал закон воздействия тел друг на друга.

Есть много разногласий, как же все таки появилась современная колыбель Ньютона. К примеру, Мариуса Морина считают учёным, который первым сконструировал и дал название популярной сегодня конструкции. Он сделал для своей компании деревянную версию маятника. Сувениры -шар ы б ы ли успешно проданы и положили начало ринку таких игрушек. Парой лет потому режиссёр и скульптор Ричард Лонкрейн усовершенствовал шары, сделал их хромовыми, благодаря чему дизайн бил признан очень успешным.

Версия меньшего масштаба состояла из пяти 6-дюймовых хромовых шариков-подшипников стали, каждый из которых весил 33 фунта. Эта модель била практически такая же эффективна как настольная версия. В Соединённых Штатах Америки в Мичигане установили самую большую модель колыбели Ньютона. Она состоит из 16 шаров для боулинга, которые весят 6.8 кг каждый. Они крепятся на прочных тросах длиной 6.1 метра и возвышены на 1 метр над землей.

Влияние кол ы бели на нервную систему

— успок аивает нервы ;

— помо гает привести мысли в порядок ;

— отвл екает от проблем ;

Многие приобретают ее для офиса, устанавливают в кабинете или на рабочем столе. Маятник спасает в ситуациях, когда в разгар трудового дня никак не получается сконцентрироваться на главном из-за больших умственных нагрузок. За движением шаров можно наблюдать бесконечно. Отзывы довольных обладателей доказали, что энергия от движения маятника преобразовывается в интенсивный поток мыслей, интересных идей и в замечательное настроение на целый день.

Источник

Колыбель Ньютона – отличный сувенир для снятия стресса

Всем привет!
В сегодняшнем обзоре пойдет речь о маятнике (колыбель, шары) Ньютона, кому интересно прошу под кат
Начнём с небольшой предыстории.
Я очень увлекаюсь такой наукой как «психология», а как известно психология тесно связана с психиатрией — отраслью медицины, назначение которой распознавание и лечение психических расстройств, а маятник Ньютона это самый простой и эффективный способ снять стресс даже на рабочем месте, а ещё это очень красивый сувенир который отлично украшает рабочее место, создавая атмосферу гармонии и порядка.
Я давно хотела его приобрести для украшения рабочего стола, но появилась возможность взять его обзор и я не стала её упускать 🙂

Колыбель Ньютона (маятник Ньютона) — механическая система, названная в честь Исаака Ньютона для демонстрации преобразования энергии различных видов друг в друга: кинетической в потенциальную и наоборот. В отсутствие противодействующих сил (трения) система могла бы действовать вечно, но в реальности это недостижимо.
При отклонении первого шарика данной системы и последующим его возвратом к изначальному положению, его энергия и импульс передадутся без изменения через три средних шарика последнему, который приобретёт ту же скорость и поднимется на ту же высоту. Он в свою очередь передаст свой импульс и энергию по цепочке снова первому шарику. Крайние маятники будут колебаться, а промежуточные будут неподвижны. Из-за потерь механической энергии вследствие работы сил трения и упругости колебания маятников затухают, так как в реальных механических системах всегда действуют диссипативные силы.

Чтобы найти скорости шаров после упругого столкновения, надо записать уравнение закона сохранения импульса для такой системы и уравнение закона сохранения энергии и решить полученную систему уравнений. Результат известен: движущийся шар останавливается, а покоящийся приобретает скорость первого

Теперь можно перейти и к самому товару.
Основа пластмассовая, шарики и стойка металлические, шарики подвешены на леске.

Товар пришел вот в такой коробке

При транспортировке коробка помялась, но несмотря на это товар целый.
После того как открыла коробку началось самое интересное, леска на которых висят шарики очень сильно запуталась и местами она даже была связана и вечер был посвящен ее распутыванию.
Внешний вид

На опорах есть высечки для лески.

Шарики как я уже писала выше металлические.

Вес и диаметр шариков

Низ пластмассовый на резиновых ножках

Как действуют шары Ньютона?
Для того чтобы увидеть, как этот сувенир работает, достаточно взять один из крайних шариков, отвести его в сторону, а затем отпустить. После того как он ударится об своего соседа, с противоположной стороны произойдет зеркальное отображение данного движения, причем в том же ритме и с той же скоростью. Шарики посередине остаются неподвижными, а крайние будут колебаться до тех пор, пока силы упругости и трения не приведут к медленной остановке движения. Ритмичность движения и звуков как раз и создает эффект расслабления и стимулирует медитацию человека. Как долго будут двигаться шары Ньютона? Продолжительность работы такого оригинального подарка напрямую зависит от веса и размера шариков: чем больше их диаметр и чем они тяжелее, тем дольше будет длиться данный процесс, и наоборот.

Видео

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Источник

Вечный двигатель: возможно ли? Все попытки создать Perpetuum Mobile

Представьте, что ваш телефон никогда не разряжается, автомобилисты не знают слова «заправка», а искусственные органы работают дольше настоящих… Конечно, сегодня даже дети знают, что за все нужно платить, а в школе учат, что ничто не возникает из ничего. Но несколько сотен лет назад ученые утверждали, что пассажиры поездов непременно умрут от удушья в разреженном воздухе, а при виде автомобилей у коров случатся выкидыши.

Времена меняются. Что такое вечность? Время существования Вселенной? Энергии в ней хоть отбавляй. Неужели нельзя построить двигатель, использующий скрытые резервы мироздания, с гарантийным сроком «до следующего Большого взрыва?»

Недостижимая мечта любого инженера. Философский камень механики. Инструмент ловких мошенников и атрибут множества фантастических произведений. Знакомьтесь: вечный двигатель.

Невозможное возможно

Игрушка «Пьющая птичка», наклоняющаяся к бокалу с водой. Действие основано на испарении жидкости в бокале и охлаждении головы птички. С высыханием бокала движение прекращается.

Вечное движение возможно. По крайней мере, оно не противоречит квантовой механике и первому закону Ньютона (материальная точка сохраняет состояние покоя или равномерного движения до тех пор, пока внешние воздействия не изменят этого состояния). Не так давно астрономы университета Миннесоты обнаружили в космосе «великое ничто» — пустое пространство протяженностью около миллиарда световых лет. Если представить себе, что в нем отсутствуют всякие взаимодействия, то камень, брошенный там, двигался бы с постоянной скоростью вплоть до смерти Вселенной. То есть фактически вечно.

Однако когда речь заходит о вечном двигателе, обычно имеется в виду система, вырабатывающая больше энергии, чем потребляющая (теряющая ее на трении, сопротивлении воздуха и т. п.), благодаря чему ее можно использовать для каких-либо бытовых нужд. До изобретения паровых или электрических приводов единственным универсальным и мобильным источником энергии были мускулы. Пружинные и маятниковые механизмы годились лишь для приложения малой силы в течении длительного времени (часы). Самыми мощными стационарными двигателями были водяные и ветряные мельницы.

Это сильно ограничивало механиков. Например, в средние века не составляло труда соорудить потолочный вентилятор или эскалатор, но кто бы смог безостановочно крутить их сутки напролет? Вполне логично, что люди мечтали о «халявном» источнике энергии. Их фантазия была ограничена технологиями того времени, поэтому по нынешним меркам вечные двигатели древности выглядели трогательно и примитивно.

Вечная история

Бхаскара II: ртуть в колесе.

Первый вечный двигатель был придуман почти 9 веков назад. Индийский математик и астроном Бхаскара II предложил крепить к колесу сосуды с ртутью, изогнутые таким образом, чтобы во время вращения она перетекала из одного конца емкости в другой. По его замыслу колесо крутилось бы постоянно. Вероятнее всего, для ученого это был лишь символ вечного круговорота бытия (сансары, «протекания»).

Бхаскара вряд ли считал свою философскую модель вечным двигателем, однако арабские и европейские исследователи отнеслись к этому вопросу абсолютно серьезно. Несбалансированное колесо стало классикой «вечного двигателестроения». В 13 веке французский архитектор Виллар де Оннекур воспользовался той же схемой, заменив ртуть молоточками. На практике такое колесо найдет точку равновесия и остановится, не сделав даже полного оборота.

Вечные двигатели да Винчи (кодекс Форстера II, стр.90-91) и их современные модели

Леонардо да Винчи заинтересовался идеей вечного двигателя, создал несколько чертежей… и объявил о том, что ни один такой аппарат работать не будет. Он критиковал все попытки изобретателей создать очередное «волшебное колесо», однако мысль о принципиальной невозможности вечного двигателя стала аксиомой лишь двести лет спустя — когда в 1775 году Парижская академия наук перестала принимать патентные заявки на подобные устройства.

О, исследователи вечного движения, сколько суетных планов создали вы при подобных исканиях! Станьте лучше алхимиками!

Вместе с тем Леонардо оставил чертежи водяной мельницы, вращаемой поднимаемой ею же водой, не снабдив их критическими комментариями. Считал ли он возможным вечный двигатель на воде — неизвестно.

Увлечение несбалансированными колесами уступило место моде на замкнутые схемы «устройство А вращает устройство Б, которое двигает устройство А». Философ, астролог и алхимик Марк Антоний Зимара (1460—1523), незнакомый с водяной мельницей да Винчи, описал ветряную мельницу, на которую дули огромные меха, приводимые в движение вращением этой самой ветряной мельницы.

Марк Зимара, как и Дон Кихот, сражался с ветряными мельницами.

В 1610 году нидерландский изобретатель Корнелиус Дреббел построил первые механические часы с автоподзаводом от перепадов атмосферного давления. Машина, представлявшая собой золотой глобус и показывавшая не только часы, но и даты с временами года, по меркам того времени казалась настоящим «вечным двигателем». За Дреббелом закрепилась слава мага и алхимика.

Трудно сказать, насколько качественно она была исполнена (к примеру, часы Atmos разрабатывались лучшими швейцарским инженерами в течение нескольких десятков лет). Но, учитывая, что Дреббел был невероятно талантлив (построил микроскоп с двумя линзами, подводную лодку для английского флота, изобрел инкубатор для цыплят с термостатом, автоматически регулирующим температуру, а также пытался создать воздушный кондиционер), разумно предположить, что его часы могли работать без поломок многие месяцы, если не годы.

Конец вечности

Последний, самый яркий период классического вечного двигателестроения пришелся на середину 18 века, а именно — на жизнь Иоганна Эрнста Элиаса Бесслера (1680—1745), придумавшего себе псевдоним Orffyreus (криптограмма Bessler).

Это был очень странный человек — хвастливый, надоедливый, занудный, с дурным характером и замашками параноика. По дошедшим до нас свидетельствам, он работал часовщиком. В 1712 Бесслер заявил, что овладел секретом вечного движения. Вначале он попытался показать безостановочное колесо с небольшим грузом жителям маленького немецкого городка Гера, но провинциалов это зрелище не впечатлило.

Бесслер стал разъезжать по стране, публиковать научные трактаты и строить более крупные модели своего двигателя. По каким-то причинам он не хотел делать компактные модели, а конструировал деревянные колеса диаметром около 4 метров. Его кипучая деятельность привлекла интерес ученых. Демонстрационные образцы мега-колес тщательно исследовались, но никаких признаков шарлатанства не обнаружилось.

Колеса Бесслера, собранные им в замке Вайсенштайн.

Было решено провести полномасштабный эксперимент. 12 ноября 1717 года в присутствии представителей власти одно из вращающихся колес диаметром 3,5 метра было размещено в комнате замка Вайсенштайн, а все окна и двери наглухо заперты. Две недели спустя комнату открыли. Колесо все еще крутилось. Тогда помещение было запечатано вплоть до 4 января 1718 года. Год спустя люди вошли в комнату и увидели, что колесо продолжает вращаться с той же самой частотой.

Это было уже интересно. Лондонское королевское общество захотело купить изобретение. Бесслер с ходу запросил двадцать тысяч фунтов (гигантские по тем временам деньги). Колесо решили проверить еще раз, но Бесслер внезапно впал в ярость и разломал свое творение — якобы для того, чтобы другие ученые не смогли украсть его идеи.

Изобретатель продолжил путешествия по стране, демонстрируя различные модели колес: вращающиеся только в одну сторону и останавливаемые лишь с очень большим усилием, а также вращающиеся в любую сторону и останавливаемые без всякого труда. В 1727 году служанка Бесслера заявила, что его механизмы приводились в движение человеком из другой комнаты. Проверить эти показания так и не удалось, но репутация инженера была навсегда подорвана. Бесслер умер, свалившись с сооружаемой им ветряной мельницы. Он оставил после себя непонятные шифрованные заметки и вынудил потомков гадать — был ли он безумцем, эксцентричным гением или гениальным фокусником?

Великие комбинаторы

Жульнический «двигатель» Редхеффера (современная уменьшенная копия)

В 19 веке увлечение вечными двигателями несколько спало — наука шла вперед, поэтому такие устройства все чаще становились инструментом обмана. Так, американец Чарльз Редхеффер из Филадельфии за 1 доллар показывал всем желающим сложную маятниковую машину вечного движения — правда, через зарешеченное окно. Местные жители подкупили одного механика, чтобы тот сделал копию двигателя Редхеффера — но с потайной пружиной внутри.

Увидев клон своего детища в действии, Чарльз запаниковал и бежал в Нью-Йорк, где его разоблачил знаменитый изобретатель Роберт Фултон. Последний заметил, что машина работает прерывисто и нашел ременной привод, ведущий от нее в соседнюю комнату с человеком, крутящим рычаг.

Машина Кили. Ему предлагали сотрудничать с Эдисоном или Тесла, но Кили, естественно, отказывался.

Еще один американец — Джон Кили (1827—1898) — заявил, что энергию можно извлекать из эфира за счет вибраций камертона. Его обвиняли в мошенничестве и даже в колдовстве, но ловкач умудрился 27 лет дурачить инвесторов, выманивая у них деньги на построение промышленного образца двигателя. Лишь после того, как Кили угодил под трамвай, выяснилось, что его макеты работали на сжатом воздухе. Мошенник нарушил много законов — но только не термодинамики.

Изобретение Морея. Он, как и Тесла, якобы смог получить энергию из ничего.

Но далеко не все такие случаи имели криминальный характер. Вполне серьезный ученый Томас Генри Морей (1892—1974) неоднократно демонстрировал всем желающим работу прибора, собиравшего «лучистую энергию из вакуума» и преобразовывавшего ее в электричество.

Машина работала несколько дней подряд. Эксперты изучали ее вдоль и поперек, но никто не мог найти источника энергии. Промышленники захотели купить ее, Морей отказался, и единственный рабочий экземпляр был уничтожен. Позднее ученый жаловался, что в него несколько раз стреляли, его семье угрожали, а лаборатории периодически громились. Секрет устройства, собиравшего космическую энергию (в чем бы он ни заключался), изобретатель унес с собой в могилу.

Изобретатель Джозеф Ньюман охотно продает свои машины. Они работают на батарейках и выдают больше электричества, чем получают. Замкнуть цикл (чтобы избавиться от необходимости в батареях) изобретатель почему-то не хочет.

Грань между гениальностью и помешательством провести очень сложно. Другой физик — болгарин Стефан Маринов заявил, что посетил коммуну христианской секты «Метернита» (Линден, Швейцария), члены которой получили «вдохновение свыше» и построили генератор бесконечной электрической энергии под названием «Тестатика». Он работает уже много лет, перекрывая энергетические потребности всей общины. Вскоре после этого откровения Маринов спрыгнул с лестницы в библиотеке университета Граца.

А в 2006 году ирландская компания Steorn объявила о создании принципиально нового двигателя «бесплатной энергии» Orbo, главным элементом которого стали обычные магниты. Один из первых экземпляров пообещали установить на водяном насосе в некоей кенийской деревне. Демонстрация Orbo перед комиссией ученых, намеченная на июль 2007 года, не состоялась «по техническим причинам». Позже компания всё же пыталась выпустить своё чудо-творение на рынок, представляла его на суд учёных (которые объявили, что оно не работает) и закрылась в 2016 году. Многие считают, что эпопея с «вечным двигателем» была просто маркетинговым ходом.

EmDrive — ещё один пример «невозможного» двигателя, с медным резонатором в виде усечённого конуса и магнетроном. В большинстве исследований не удалось обнаружить заявленного эффекта

Подозрительные типы

Физики делят вечные двигатели на два типа.

Любая машина, получившая энергию, производит эквивалентную ей работу и (или) тепло. Если работы или тепла больше, чем энергии, мы имеем дело с вечным двигателем первого типа — самым популярным среди изобретателей. Представим, что какой-то мрачный гений поставил несбалансированное колесо на чудо-подшипник. Достаточно один раз толкнуть его — и оно должно крутиться, ускоряясь до тех пор, пока не разлетится на части. Это называется «нарушением закона сохранения энергии».

Двигатель второго типа полностью преобразует окружающее тепло в работу, игнорируя второе начало термодинамики. Сегодня высказываются предположения о том, что создание некоего подобия такого устройства все же возможно, если речь идет о преобразовании не просто тепла, а темной энергии или темной материи, из которой создана наибольшая часть нашей Вселенной.

Вечные двигатели в фантастике можно тоже поделить на четыре категории.

«Водопад» Эшера (1961). Вода вращает колесо, поднимается наверх и снова участвует в работе.

Самый простой вид вечного двигателя основан на неких магических эффектах. К примеру, в романах Уэллса упоминается чудо-материал «кейворит» с сильными антигравитационными свойствами. Если изготовить колесо, половина которого сделана из кейворита, оно будет крутиться с постоянным ускорением. В мирах фэнтези вечный двигатель не востребован, ведь вместо конструирования громоздкого механизма всегда можно сотворить перманентное заклинание (уборка помещения в диснеевском «Ученике волшебника», либо горшочек, варящий бесконечное количество каши в сказке Андерсена).

Вечный двигатель второго вида — «невозможный механизм» — действует с заведомым нарушением законов природы и имеет чисто умозрительный характер. Хорошим примером такой парадоксальной конструкции служит водяная мельница нидерландского художника Мориса Эшера (1898—1972).

К третьему — «субъективному» виду вечного двигателя относится агрегат, работающий так долго, что для практического опровержения его «вечности» не хватит даже нескольких человеческих жизней. Источником энергии здесь обычно служат какие-либо «вечные» природные явления.

«Атмос». Заплатите свыше тысячи долларов и сэкономьте на батарейках.

Этот вид возможен не только в фантастике. Например, часы «Атмос» швейцарской фирмы Jaeger-LeCoultre работают от суточных колебаний температуры воздуха. Они заполнены этилхлоридом, который расширяется при нагреве и заводит пружину. Для минимизации трения крутильный маятник совершает лишь 1 оборот в минуту (в 150 раз медленнее, чем у обычных часов). Перепада в 1 градус достаточно, чтобы часы шли два дня. Теоретически, эти часы могут пережить не одного владельца. Но на практике гарантийный срок обслуживания разных моделей «Атмоса» составляет 20—30 лет.

Ещё один вид устройств, которые можно принять за вечный двигатель, — преднамеренно усложненные механизмы длительного действия, выполняющие какую-либо примитивную задачу. Обывателю трудно понять цель и принципы их работы.

Столкнувшись с таким «вечным двигателем», можно на 99% быть уверенным, что его «изобретатель» — жулик. Чрезмерные усложнения конструкции нужны лишь для того, чтобы запутать наблюдателя и скрыть реальный источник движения (обычно — мощная пружина, спрятанная в пустотелой оси какой-либо шестеренки).

Бесконечное движение шарика по желобу «вибрационного механизма». «Изобретение» художника Рейдара Финсруда можно увидеть в его галерее в Осло.

Это интересно

Часы Артура Беверли.

В университете Отаго (г. Данидин, Новая Зеландия) находятся механические часы, построенные Артуром Беверли в 1864 году. Они заводятся от перепадов атмосферного давления и суточных температур. Часы работают уже 143 года. Этот эксперимент считается самым длительным в мире, однако термин «субъективный вечный двигатель» здесь неприменим. Их останавливали несколько раз для чистки, устранения поломок, а также в тех редчайших случаях, когда среднесуточная температура и давление были стабильны. Самыми старыми в мире работающими часами считаются куранты собора в Солсбери (Великобритания), установленные примерно в 1386 году.

Айзек Азимов не одобрял идею получения энергии из ничего. Он считал, что человечество будет развиваться, «сжигая» звезды. Вечно это длиться не может, однако писатель вышел из положения с присущей ему элегантностью: в рассказе «Последний вопрос» два пьяных техника задали суперкомпьютеру вопрос о том, как можно обратить энтропию вспять и продлить жизнь Вселенной (получив, таким образом, бесконечную энергию). Суперкомпьютер думал триллионы лет, постоянно эволюционируя, а в конце света, после тепловой смерти Вселенной, нашел ответ и сказал: «Да будет свет». Это можно понять следующим образом: энергия вечна, только вечно использовать ее нельзя. Рано или поздно все придется начинать с начала.

Существуют игры, позволяющие почувствовать себя сумасшедшим ученым, — например, The Incredible Machine (TIM) или Armadillo Run. Последняя якобы более реалистична, однако и в том, и в другом случае программы просчитывают физику таким образом, что умелый игрок может сконструировать вечный двигатель.

TIM и Armadillo Run.

Ничто не вечно, даже двигатели. Благородные безумцы древнего мира проектировали устройства, принципов действия которых они не понимали, и убеждали себя в том, что их машины будут работать вечно. Им на смену пришли ловкачи, проявлявшие чудеса изобретательности лишь в области сокрытия реальных источников энергии их двигателей. Сегодняшние непризнанные гении стремятся быть «ближе к народу», предлагая самый ходовой ресурс — бесконечное количество электроэнергии. А пока они доводят свои генераторы до ума, вы можете за несколько долларов купить на их сайте видеоролик, показывающий тестовую модель в работе. Раньше это было дешевле — посмотреть на колесо, крутящееся в амбаре, стоило лишь пару медных монет.

Наибольшая часть искренних попыток изобрести вечный двигатель приходится на людей без особых познаний в физике, но обладающих «золотыми руками» и страдающих от «творческого зуда». Интересно, что около трети из них — пенсионеры. В подавляющем большинстве случаев их проекты основаны на идеях вековой давности, причем авторы не ограничиваются одним «изобретением». Озарение приходит к ним чуть ли не каждый день, поэтому революционные чертежи поступают в патентное бюро не единицами, а килограммами.

В каком-то смысле вечный двигатель действительно существует — в виде его вечных поисков. Он работает по замкнутому циклу: то, на чем обожглись средневековые естествоиспытатели, сегодня вновь красуется на испытательных стендах. Но, может быть, это и к лучшему, ведь однажды именно так был придуман паровой насос, а Архимед перед тем, как крикнуть «Эврика!», собирался всего лишь помыться.

Источник

Видео

🌑 ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ из Тик Ток который ВЗОРВАЛ интернет Как же он все таки работает? Игорь Белецкий

Вечный двигатель на шариках

🌑 ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ из Тик Ток Разгадка Что же внутри? Как это работает? Free energy Игорь Белецкий

Вечный двигатель на шарике с магнитом — РАЗОБЛАЧЕНИЕ!!!

Прорыв в создании вечных двигателей — УРА

гравитационное колесо на шариках перпетуум мобиле Вечный двигатель

Конструктор с шариками Вечный Двигатель Marble Run

🌑 ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ который реально работает? Неужели? На 3D принтере. Free Energy Игорь Белецкий

Маятник Ньютона. А Вы знали что так тоже можно?

Маятник Сфера (Kinetic Orbital) (Видео обзор) podarki-odessa.com

Как сделать простую колыбель Ньютона

Колыбель Ньютона — классический научный проект, демонстрирующий импульс. Он также может использоваться как забавная научная игрушка для детей и взрослых! И пссс… это идеально подходит для научной ярмарки!

У меня особое отношение к этому проекту, потому что много лет назад я участвовал в научной ярмарке. В версии, которую я построил, использовались настоящие шарикоподшипники (преимущество того, что дедушка был изобретателем с механической мастерской), но вы можете узнать как построить простую Колыбель Ньютона дома используя материалы из магазина товаров для рукоделия прямо здесь и сейчас.

Пока я разрабатывал этот проект для своей книги STEAM Play & Learn  и пытался придумать самую простую версию, я экспериментировал с множеством материалов для сфер. Я попробовал деревянные бусины и ГИГАНТСКИЕ пластиковые бусины, и вот что я обнаружил, ни один из них не работал… почему? Что ж, ответ кроется в науке, стоящей за этим проектом. МАССА имеет решающее значение для импульса. Узнайте больше об этом в разделе Let’s Talk STEAM здесь.

Этот пост содержит партнерские ссылки.

Колыбель Ньютона — проект из моей книги STEAM Play & Learn.   STEAM Play & Learn ориентирован на дошкольников, но многие проекты, особенно этот и другой проект по электронике в книге, подходят для детей всех возрастов. Вы можете ознакомиться с моей книгой на Amazon здесь:

Безопасность:   Мраморами можно подавиться. Пожалуйста, контролируйте это занятие с любым ребенком, который кладет что-то в рот.

ПРИМЕЧАНИЕ. Для работы этого проекта необходимо использовать шарики. Деревянные бусины недостаточно плотны, чтобы передавать через них энергию.

Материалы

• Большие палочки для творчества
• (6) Мрамор
• Строка
• Ножницы
• Клей
• Лента
• Карандаш
• Пистолет для горячего клея/клей

Инструкции

• Шаг 1 Склейте (4) поделки по углам, чтобы получился квадрат. Повторите с (4) другими палочками для рукоделия. Дайте высохнуть. Это будут стороны рамки.
• Шаг 2  Разрезать струну на (6) равных частей длиной примерно 8 дюймов
• Шаг 3  Приклейте шарик горячим клеем к центру одного из кусков веревки. Повторите, чтобы получить (6) отдельных шариков, каждый из которых приклеен к центру нити.
• Шаг 4 Сделайте (6) меток вдоль двух палочек каждые ½ дюйма. Убедитесь, что метки расположены по центру палочек.
• Шаг 5  Приклейте один конец нити клейкой лентой с шариками вдоль одной из палочек для рукоделия на каждой отметке. Отложите.

• Шаг 6 Используя горячий клей, соберите раму. Возьмите две стороны и приклейте горячим клеем ремесленную палочку перпендикулярно каждому углу. Завершающим кадром будет куб.
• Шаг 7 Приклейте палочку с лентой/шариками к одной стороне рамы.
• Шаг 8 Приклейте вторую отмеченную палочку к противоположной стороне рамки.
• Шаг 9 Прикрепите клейкой лентой свободный конец каждой нити шариком, прикрепленным к отмеченной палочке для рукоделия. Аккуратно потяните за струны, чтобы убедиться, что они выровнены. Шарики должны быть выровнены как по горизонтали, так и при взгляде сверху.

Потяните один из крайних шариков вверх и отпустите! Смотрите, что происходит!

Let’s Talk STEAM

Наука

Колыбель Ньютона — игрушка, названная в честь очень известного ученого сэра Исаака Ньютона. Он демонстрирует научную идею, называемую импульсом. Импульс — это сила объекта при его движении.  Когда вы качаете один из шариков на конце, он сталкивается с шариком рядом с ним, и сила этого столкновения распространяется на каждый из других шариков, пока не достигнет последнего, который качается вверх. Когда этот шарик откидывается обратно, сила снова проходит через шарики. Подробнее об импульсе и столкновениях читайте здесь.

Это демонстрация научного принципа, называемого сохранением импульса . Этот принцип гласит, что когда два объекта сталкиваются, их импульс до столкновения равен их импульсу после столкновения. В колыбели Ньютона сила удара распространяется на каждый из шаров, пока не достигнет последнего шара, который качается вверх.

Импульс также напрямую связан с массой объекта: Импульс = масса * скорость

При разработке этого проекта я экспериментировал с различными продуктами для сфер. Я надеялся, что пластиковые бусины сработают, так как ими будет намного проще пользоваться. Проблема в том, что у них очень маленькая масса, и поэтому их импульс был не очень сильным, когда они раскачивались. Вам нужно использовать материал для сфер, который является плотным и действительно может передавать энергию через него

Плотность — это мера количества массы на единицу объема объекта. Более плотные объекты имеют большую массу. Чем больше масса объекта, тем сильнее будет сила импульса при его раскачивании. Вы можете проверить это сами в рамках проекта научной ярмарки! См. наш раздел «Как превратить это в проект научной ярмарки » ниже.

Инженерное дело

Эта игрушка «сделай сам» поддерживается жесткой рамой. Каркас — это конструкция, которая прочно удерживает что-либо на месте. В этой игрушке шарики часто двигаются, и она не будет работать, если рамка вокруг шариков также движется.

Колыбель Ньютона также демонстрирует концепцию под названием допусков . В машиностроении продукты должны создаваться очень точно. В противном случае изделие развалится при использовании. В «Колыбели Ньютона» шарики нужно подвешивать очень аккуратно рядом и в линию, иначе игрушка не сработает.

Другие идеи

Получайте удовольствие, играя с этим! Попробуйте поднять и отпустить два шарика одновременно. Что случается?

Сначала раскрась палочки и узнай о капиллярном действии! Если вы замочите палочки для рукоделия в воде, окрашенной пищевым красителем, цвет будет распространяться по дереву по мере впитывания воды. Вы можете узнать, как это сделать здесь. Дайте высохнуть, а затем сконструируйте окрашенную в технике «колыбель Ньютона».

Как превратить Колыбель Ньютона в проект научной ярмарки

Давайте превратим эту тему в реальный эксперимент! Вот как вы можете принести это на научную ярмарку:

1. Задайте себе вопросы  В этом проекте происходит много интересных вещей, которые вы можете исследовать. Несколько идей для вопросов: какие сферические материалы лучше всего демонстрируют импульс (шарики, шарикоподшипники, деревянные бусины, жевательные резинки)? Можете ли вы придать деревянным бусинам большую массу, чтобы заставить их работать в этой демонстрации? Как? Насколько жесткой должна быть рама, чтобы проект работал? Влияет ли количество сфер на то, как это работает? Что произойдет, если у вас есть больше сфер в линии? Что произойдет, если у вас будет меньше?
2. Исследования Проведите поиск в Интернете и в библиотеке, чтобы попытаться предсказать ответ на свой вопрос. Например, почитайте об импульсе, массе и плотности. Попробуйте предсказать, из каких материалов можно сделать идеальную модель колыбели Ньютона.
3. Сформулируйте гипотезу  Гипотеза – это ваш прогноз ответа на вопрос на основе вашего исследования. Это может быть или не быть правдой.
4. Эксперимент! Проверьте свою гипотезу, проверив переменные и задокументировав их. Обязательно записывайте каждый эксперимент и то, что происходит; это называется ваши данные.

Примеры:

Поэкспериментируйте со сферическими материалами  Попробуйте использовать большие деревянные бусины и, если возможно, шарикоподшипники. Как разные материалы влияют на работу модели?

Эксперимент с массой Попробуйте использовать один материал для сфер и добавить массу, чтобы посмотреть, повлияет ли это на действие. Можете ли вы добавить что-то плотное к нижней стороне сфер и изменить импульс?

Эксперимент с номером  сферы  Будет ли модель работать, если 10 сфер? Как насчет 2? Какое идеальное количество сфер использовать для получения наиболее последовательной реакции?

Поэкспериментируйте с тем, как высоко вы поднимаете шарики  Что произойдет, если вы едва поднимете шарики и бросите их? Как это меняет импульс?

5. Сделай вывод На основании своих экспериментов сделай вывод. Верна ли была ваша гипотеза?
6. Поделитесь своими находками Создайте презентацию с вашими находками. Включите ваше исследование, гипотезу, данные, которые вы собрали, и ваши выводы. Не забудьте включить изображения и образцы!

Колыбель Ньютона станет интересным проектом научной выставки! Чтобы узнать больше идей для научной ярмарки, ознакомьтесь с этим списком

Хотите больше STEAM?

Если вы хотите увидеть больше проектов из моей книги, перейдите сюда.

Вы также можете следить за новостями в Instagram, используя тег #steamplayandlearn. Если вы попробуете какие-либо посты из книги, обязательно пометьте их #steamplayandlearn!

Вы любите воспитывать творческих детей?

Присоединяйтесь к более чем 22 179 родителям и педагогам, которые хотят общаться с детьми и развивать их творческий процесс с помощью волшебных, простых проектов, которые вы можете делать ВМЕСТЕ.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать идеи для проектов, а также предложения для некоторых наших творческих продуктов.

Если вы хотите ознакомиться с нашей политикой конфиденциальности перед подпиской, перейдите сюда.

Колыбель Ньютона

Колыбель Ньютона или шары Ньютона, названные в честь сэра Исаака Ньютона, представляют собой устройство, которое в принципе демонстрирует сохранение импульса и энергии, хотя этого недостаточно для объяснения результата.

Описание и назначение

Состоит из ряда маятников (обычно пять), упирающихся друг в друга. Каждый маятник прикреплен к раме двумя нитями одинаковой длины, расположенными под углом друг к другу. Если бы эти нити были разной длины, шары были бы неуравновешенными. Такое расположение струн ограничивает движения маятников одной и той же плоскостью.

Поведение маятника следует из сохранения импульса и энергии только в случае двух маятников. В самом деле, если есть r маятников, то есть и r неизвестных скоростей, которые нужно вычислить из начальных условий. Дополнительным условием наблюдаемого результата является то, что ударная волна должна распространяться по цепочке без дисперсии.

Принцип, демонстрируемый устройством, закон ударов между телами, был впервые продемонстрирован французским физиком аббатом Мариоттом в 17 веке. [1] [2] Сэр Исаак Ньютон признал работу Мариотта, среди других, в своих Принципах.

В педагогических целях устройство-колыбель иногда используется для представления концепции «действие-противодействие» (третий закон Ньютона) со словами, сказанными о ритме щелкающих маятников, когда они выполняют один цикл качания и щелкающих колебаний . Это не очень четкое представление действия-противодействия. На самом деле законы сохранения легко вывести из второго и третьего законов Ньютона.

k=1,2,3,4,5 ;

Сохранение импульса (1)

Сохранение энергии (2)

(Упрощение: V _1R = V _2R = . … = V _KR = V _R )

(1), (2) =>

Решение (n/k) = 1

Изобретение и дизайн«67» английского актера Саймона Преббла. Его оригинальная версия с деревянной рамой была сначала продана лондонским Harrods, а позже скульптор и будущий кинорежиссер Ричард Лонкрейн создал хромированный дизайн для магазина Gear на Карнаби-стрит. Считается, что популярная игрушка-трещотка начала 70-х годов была изготовлена ​​в Испании с использованием литья под давлением пластика, первоначально изготовленного для производителя Newton’s Cradle, Scientific Demonstrations Ltd, незадолго до того, как компания начала самоликвидироваться. Из-за дефицита и высокой стоимости стальных шарикоподшипников компания намеревалась использовать вместо них пластиковые шарики высокой плотности.

Самая большая подставка в мире была разработана Крисом Боденом и принадлежит The Geek Group в Каламазу, штат Мичиган. Он выставлен на всеобщее обозрение и используется для демонстрации науки и техники.