От чего отталкивается снаряд в рельсотроне? ● 2
Вставка
- Опубліковано 30 бер 2022
- Продолжение нашего давнего ролика про рельсотрон, с обсуждением главного вопроса: от чего отталкивается движущаяся перемычка этого устройства?
Ключевые слова: магнитное поле, сила Ампера, закон Ампера, закон Био-Савара-Лапласа, сила Лоренца, railgun
Рельсотрон ● 1 • От чего отталкивается ...
Рельсотрон ● 2 • От чего отталкивается ...
Наш канал с дополнительными материалами
t.me/getaclass_channel
Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ
www.nsu.ru/
Судя по бритой голове, эксперименты с рельсотроном опасны. Не повторяйте ошибок учителей, соблюдайте технику безопасности!
даже шрам на голове осталось, очень опасно
А этот, в цветастой рубашке, ... какой... хитрый... человек ! 😁 Вопросы задаёт, да всё каверзные...
Вы , это обсуждайте ... гуманнее, а то у Андрея голова в шрамах... !? 😁
P/S: Прихожу с работы вечером и отдыхаю..., просматривая увлекательные занятия по физике.
Спасибо Вам, за душевную работу!
Формат прикольный, спасибо. Я, честно и очень мягко говоря, не любитель всяких вот этих "ток шоу", но у вас получилось достаточно неплохо показать научную дискуссию, пофиг что по сценарию, но смысл научной дискуссии передан хорошо. И приятно вас обоих в кадре видеть, а то вы вечно как-то отдельно снимаете ролики.
Почему "прикольный", а не "классный, клёвый, крутой"?
@@williamspostoronnim9845 я же дальше написал почему - я вообще не любитель формата ток-шоу где сидят что-то друг другу доказывают, но в данном случае получилось прикольно.
Много раз наблюдал, как в силовых сетях при коротком замыкании подскакивают кабеля. Думал, что это что-то вроде теплового удара, но нет, автомат выбивало быстро, разогреться ничего не успевало. Теперь стало понятно, в чём на самом деле дело, спасибо.
Огромное спасибо дорогие мужчины! Ваши ролики - залог будущего нашей страны, наглядные пособия для молодёжи в понимании физических процессов, как залог интереса к творческому процессу.
Андрей Иванович, это вы где так поранились? 😱
Аккуратнее там с экспериментами 🥰
P/S: Ждем такой демонстрации дискуссии на ТЮФе :)
Это вполне может быть и не следы эксперимента а последствия диспута.
Привет вектор
Ой как мне нравится когда они вдвоем рассказывают, интересно смотреть!
Формат отличный и вопросы правильные. Вместе даже интереснее.
Огромное спасибо! Не даёте забыть и окончательно отупеть
Прекрасное пояснение !!!
красота-то какая!
Как я уже писал это эффект Губера. И это легко проверить если катнуть трубочку в другом направлении она тоже покатится набирая скорость. И таких роликов довольно много на ютьюбе. Можно поискать по запросу Эффект Губера. Есть даже статьи в уважаемых журналах на эту тему. Это всё хорошо но к рельсотрону это не имеет отношения. На этом же принципе работает так называемый двигатель Мильроя или как его в интернетах кличут шарикоподшипниковый двигатель :))
Ну я так смело говорю «принцип» на самом деле ни кто доподлинно не знает почему трубочка катится. Есть несколько правдоподобных гипотез но не более того!
У некоторых экспериментаторов это не работает в вакууме например.
Два ... Есть над чем подумать. Занимательная физика.
12:00 аналогия с пружиной.
Точнее был бы пример с трубой высокого давления и поршнем.
Давление распирает систему во всё стороны, но двигаться может только ко поршень внутри трубы.
+Лев Евграфов. Хм... Тогда уж лучше подошёл бы пример не с пружиной и не с поршнем, а с обычной огнестрельной пушкой. Порох сгорает, распирает систему во все стороны, но подвижным элементом является снаряд, вот он и вылетает из ствола. Пример с поршнем, на мой взгляд, менее нагляден: в системе есть два подвижных элемента - снаряд и поршень, которые движутся в одну сторону. Это не меняет общую картину сил, приложенных к системе, но может запутать учеников.
@@Gladiusspb здрасьте Вам . Я в школе не учился но прокомментировать ваш комент готов. Во первых ваш оппонент говорит не дело это мышление механик типо меня . А Ващ довод. Понятно что Газы расширяют или тупо закупоривают тыл для того что бы направить энергию в нужное русло. Это вообще не объясняет взаимодействие магнитных полей. И что за схема отображения направления движения магнитного пола я туплю . Получаеться что схема сама себя душит
@@Gladiusspb
"В ходе научной дискуссии группа физиков выяснила, что лучше с чем можно сравнить рельсотрон - пушка"
Забавно, что именно и только электромагнитное поле глазу и доступно. Ведь глаз регистрирует фотоны.
Фотоны ли, или фотоэффект? Да и вообще глаз регистрирует изменение хромопротеина. 😅
Классный формат видео! Добрый, душевный, понятный!
мне понравился формат вашей дискуссии
Спасибо за ролик! Отличный формат! Смотреть интересно!
Отличное обсуждение!
Спасибо Дружище!
Считаю справедливым замечание одного из комментаторов, что продемонстрированный эффект может быть также объяснен и эффектом Губера. Различие состоит в том, что от эффекта Губера трубка будет катиться в ту сторону, в которую её предварительно толкнули, а электромагнитный эффект будет толкать трубку всегда в одном направлении независимо от начального направления движения. Хорошо бы провести уточняющий эксперимент.
И очень хочется получить ответ современной физики на вопрос, поставленный в конце ролика!
От себя могу предложить более простую ситуацию, немного проливающую свет на возможный ответ.
Есть два неподвижных заряда на некотором расстоянии друг от друга. В какой-то момент мы быстро смещаем первый заряд в направлении второго. Это приведет к тому, что первый заряд окажется там, где кулоновское электрическое поле второго заряда будет сильнее. А значит, сила, действующая на первый заряд сразу же станет больше. А вот кулоновская сила действующая на второй заряд, оставшийся неподвижным, не сразу станет больше, поскольку электромагнитное поле распространяется не мгновенно. Получается, что в течение какого-то времени окажется "нарушенным" третий закон Ньютона (пока изменение электрического поля не дойдет до второго заряда). Похоже, что в парадигме теории "близкодействия", нужно усложнять законы механики и согласиться с тем, что поле способно обладать импульсом и энергией, чтобы не нарушились законы сохранения.
Отличный формат! Молодцы!
Спасибо. В школе стеснялся некоторые вопросы задать. Хороший формат
Идеально! Большое спасибо.
Оч круто. А то это всегда объясняется фразой "потому, что")))
А вот сейчас стало понятно)))
Замечательный формат, ребята, получается довольно интересный диалог. Благодарствую, познал множество нового, даже не все понял, придётся пересмотреть).
Формат хороший !
Приятно видеть опять вас двух вместе.
Вы молодцы, очень интересно!!!
Товарищи, 7:20 тут все просто, в условиях задачи рельсы закреплены, силами можно пренебречь. Если бы все лежало на круглых не закрепленных рельсах, то вся конструкция разъехалась
Шутка по поводу летающего витка была самой разумной мыслью из всех.
На частицы действует сила Кулона, которая отталкивает эти частицы, как одноимённый.
В результате на первую частицу будет действовать результирующая электромагнитная сила, направленная по диагонали вниз, частица будет закручиваться, вторая также начнёт подкручиваться по часовой стрелке и при этом будет продолжать смещаться, попадая под действие поля 1 частицы.
Но классическое описание реальных электронов навряд ли подойдёт, ибо тут уже микромир
не могу с вами согласиться. Сила кулона конечно есть и по ней третий закон кулона выполняется со. всей очевидностью. вопрос про силу Лоренца. Что было до и после указанной на картинке ситуации не важно(?), так как третий закон Ньютона должен выполняться в любой момент времени.
Классическое описание тут подходит, как нельзя лучше, так как в этой задаче можно электроны заменить на заряженные шарики и суть задачи не изменится.
P.S. Электроны ведут себя вполне классически, когда свободно летят. Например ЭЛТ, где применяется поток электронов (старые телевизоры), работают без всякой квантовой механики.
@@melickon силы Кулона здесь тоже нет, строго говоря, так как электрическое поле переменное. А закон Кулона верен только для покоящихся зарядов в инерциальной системе отсчета.
@@melickon вы делаете замену электронов на заряженный шарики, тем самым выходите из микромира своим допущением. Если этого не делать, то эта система не совсем классическая.
Авторы видео как раз и спросили, как рассмотреть этот случай, вот я и предположил, может с помощью квантовой физики.
Насчёт того, что это свободные электроны я согласен, так как их энергетический спект уже непрерывный.
@@michaelpovolotskyi3295 поэтому я и написал, что действует результирующая электромагнитная сила
@@user-sy7yr6pv7y квантовая механика тут не при чем (говорю, как дипломированный специалист по этой дисциплине)
Приятно смотреть, спасибо!
С рельсотроном всё понятно и доступно мне.
Классный формат!
О! Давно жду ответ на этот вопрос
Хороший формат!
Очень крутой формат
Круто ,спасибо)))))))))👍❤
Приблизительно вывод подходит к работе , но неточно достоверно...
видеть воочию происхождение движение полей это одно , а невидя размышлять это другое , хотя очень близко к пониманию , но несовсем ...
Да забавно видеть обоих вместе;)
Добрый день! Снимите видео-ролик на тему полного привода автомобилей. Про ее эффективность в разных ситуациях (движение по прямой, повороты, распределение мощности по осям). Еще можно про муфты - принцип их работы, плюсы, минусы. Было бы очень интересно.
Рельсотрон чуваки действует вообще не так! Как вы в опыте показали. И это по тому, что у вас трубочка катится, а в рельсотроне ничего не катится, пустяк, а надо ж всё меняется :))
«В конце 50-х годов швейцарский инженер Ж.Губер обнаружил, что если к паре железнодорожных колес, соединенных стальной осью, подвести по рельсам ток, на них начинает действовать небольшая сила. Сила возникает только когда колеса катятся по рельсам и всегда направлена в сторону их движения.
Она не зависит ни от места подключения источника к рельсам, ни от того, постоянный или переменный ток подводится к колесам.
С повышением скорости движения колес сила заметно уменьшается, а с увеличением силы' тока - растет.»
Вы поаккуратней с опытами чудаки, а то сами не понимаете что показываете :))
Описанный эффект основан на другом принципе, никак не связанном с эффектом, используемом в рельсотроне.
Данный эффект основан на термическом расширении колес и рельса в точке их контакта
Поэтому, если изготовить рельсы и колёсную пару из константана (сплав с нулевым коэффициентом термического расширения), эффект не наблюдается.
В рельсотроне же используется именно эффект "давления" магнитного поля на границы контура.
Снаряд, кстати, не обязательно должен проводить электрический ток. В некоторых конструкциях используется "поршень" из плазмы.
@@user-yv5kb6fw1q Вы их демонстрацию эксперимента смотрели? Так вот там показан не рельсотрон а катящаяся трубочка по рельсам. Поэтому я и написал то что написал. Но я не понимаю, что вы хотите сказать? Вы хотите сказать, что они показали в эксперименте рельс орон? Или вы просто ничего не смотрели? Если не смотрели зачем писать мне столь длинные послания :))
А если смотрели то причем тут рельсотрон?
P.S
Да ни кто точно не знает на чём основан этот эффект вы озвучиваете только одну из гипотез.
@@user-ij1gj1vc9o Нк, если ты про то, что они этот эффект не позаботились исключить, то да. Эксперимент не чистый. Как и не проверили, что трубка под собственным весом с рельсов не скатывается.
@@user-yv5kb6fw1q Ну эффект то доказанный он точно есть. На его основе работает так называемый, шарикоподшипниковый двигатель. Ну или двигатель Мильроя.
Я думаю парни хотели как то наглядно что то состряпать, но вышло просто то что вышло.
То есть трубочку надо было б в разные стороны покатать там глядишь бы и дошло :))
Кратко по поводу заключительного вопроса: третий закон Ньютона в данном случае не выполняется, так как мы не учитываем импульс, передающийся электромагнитному излучению.
Всё это толкается виртуальным фотонами 😁
Но вся масса виртуальных фотонов в основном остаётся в ближней зоне?
К вопросу в конце.
Магнитное поле это релятивисткий эффект. В СТО законы Ньютона выполняются в релятивисткой форме. Формула силы имеет другой вид.
Я понял суть рельсотрона и двигателя на подшипниках! Ток течет по проводу не только прямо. Но ещё и вращаясь вокруг провода. Поэтому ток своим вращением устремляет трубу во вращательное движение!
Интиресный формат конечно.
Если бы такой дядька вёл у меня физику в школе, то возможно, я знал бы больше чем часть школьной программы
По поводу заключительного вопроса. При размышлении о электромагнитном взаимодействии отдельно взятых частиц строго необходимо не только пользоваться релятивистской механикой, но и сами поля рассматривать динамично, с учётом сокращения Лоренца и передачи части импульса и энергии электромагнитным волнам. Это связано с тем, что отдельно взятые частицы создают достаточно сильное магнитное поле вокруг себя, чтобы его нужно было учитывать, только при скоростях, близких к скорости света. Иначе всё сводится к кулоновскому взаимодействию.
Т.е. это довольно сложная задача, решать которую лучше всего с помощью компьютерных моделей, на бумаге будет слишком много громоздких вычислений.
Магнитное поле появляется и без всяких релятивистских скоростей. Решением этой задачи должны быть не расчеты траектории частиц, а объяснение, что случилось с третьим законом ньютона в момент движения, показанный на картинке.
@@melickon если нет больших скоростей, то тогда должно быть большое количество медленно движущихся зарядов, суммарное магнитное поле которых уже можно учитывать. Тут же рассматриваются лишь два заряда.
А третий закон Ньютона не выполняется, потому что он является переформулированным законом сохранения импульса, а импульс в данной системе будет частично передаваться электромагнитному излучению.
@@pavelrozhkov3239 Не важно сколько зарядов и какая скорость. Да, для отдельного электрона сила будет ничтожна, но она будет(?) и ее и нужно объяснить.
Про то, что третий закон ньютона, это закон сохранения импульса, я слышу в первый раз в жизни.
Импульс, уносимый электромагнитным излучением?! Это требует рассмотрения и доказательства.
@@melickon
В физике вполне разрешено делать упрощения и допущения, если они никак не влияют на ответ. Вы же не будете рассчитывать движение мяча с помощью релятивистской механики.
Тут же я пояснил, что релятивистская механика как раз нужна, так как достаточно значительные эффекты от магнитного поля одной частицы будут проявляться только на больших скоростях.
Третий закон Ньютона гласит, что тела взаимодействуют друг с другом силами, равными по модулю и противоположными по направлению. Сила равна производной импульса по времени, а так как сумма векторов сил двух взаимодействующих тел по третьему закону Ньютона равна нулю, то и сумма изменений импульсов этих тел во времени равна нулю, следовательно и производная по времени суммарного импульса тел равна нулю - закон сохранения импульса.
Электромагнитное поле вполне может иметь и энергию, и импульс. Они выражены в виде плотности энергии и векторе Пойнтинга. В поставленной задаче движение электронов не симметрично относительно какой-либо оси, поэтому вполне должно происходить излучение электромагнитных волн, которым и передаётся часть импульса, таким образом выполняя закон сохранения импульса и, соответственно, третий закон Ньютона.
@@pavelrozhkov3239 прошу прощения, но вы совершенно неправильно интерпретируете третий закон. По вашему выходит, что сумма сил всегда равна нулю (если и не брать производную). Тогда как же это тела ускоряются?!
Именно такой вопрос задали девушке, которая сдавала вступительный экзамен, которая сидела рядом со мной :)
По моим скромным познаниям, для излучения электромагнитного поля, необходимо, чтобы заряд двигался с ускорением. Для движущегося равномерно заряда, есть сопутствующая система отсчета, в которой он покоится. В таком случае не ясно, откуда может браться энергия для излучения. Так же, совершенно не ясно, как до нас могут долетать заряженные частицы из глубин космоса, ведь они должны были бы остановиться по дороге, потеряв всю свою кинетическую энергию на излучение.
Думаю, что эксперимент наталкивает на аналогию, которая характеризуется в гидродинамике уравнением Бернулли. Ведь, мы можем наблюдать, в начальный момент времени, когда трубочка неподвижна,- потенциальную энергию тока, в момент времени, когда трубочка движется,- кинетическую энергию тока. И соответственно, должно выделить полную энергию тока. А, это значит, что для явлений электродинамики, необходимо рассмотреть общее уравнение, которое было бы сродни уравнению Бернулли и уравнениям Ньютона.
На вопрос: почему перемычка движется по рельсам дает ответ опыт с петлей, когда она раздувается. В этой петле один сегмент сделан подвижным (это перемычка), а остальная часть зафиксирована (это рельсы). Вот и все. Если у Вас не возникает вопрос почему раздувается петля, то не должен и возникнуть вопрос почему перемычка движется по рельсам.
спасибо.
Честно говоря данное видео имеет *концептуальные* *ошибки* в рассуждениях. Вектор B на поворотах будет иметь более сложную форму. Простая *аналогия* это на шланг/ *трубу* с *водой* одеть П-образную насадку, которая моментально слетит. Авторы дали наглядный ответ в видео про "Парадокс изогнутой трубы", проведя эксперимент с фольгой и пуская по ней ток, *установили* , что поток создает *большее* давление на внешнюю стенку.Потому именно при повороте тока с рельсы на перемычку, и создается две рассталкивающие силы. Видео про распределение давлений и скорости потока: ua-cam.com/video/R80cV8pryOM/v-deo.html. А доказать что пермычка отталкивается именно от рельсов также не сложно, сделав по две пары рельсов соединенных гибким проводом.
Было бы понятно, если б палочка была ионным проводником, но как это работает для металлов? Как электроны передают движение массе? Поидеи, палочка должна продольно зарядиться: с одной стороны положительное электричество, с другой отрицательное.
13:05 "а поле глазу недоступно". Ну формально-то именно небольшой диапазон колебаний этого поля как раз и доступен глазу.
Ну что если немножко усложним задачу? Давайте представим что в левую част схемы подключено другой источник:
1. Вариант - оба источника подключены к рельсам с одним и тем же плюсом - параллельно. Куда будет двигаться снаряд?
2. Вариант - источники подключены последовательно.. Каким будет полная сумма всех действующих сил на снаряд и в целом системе?
Рассмотрите магнитные поля каждого проводника отдельно. Получается что подвижным проводником внутри контура создаётся поле «из доски», в это время из неподвижных проводников наводится поле «из доски» то есть знак одинаковый, а за пределами контура в неподвижном проводнике наводится поле так же «из доски», а в подвижном проводнике «в доску». Стало быть внутренней Части контура знаки одинаковы и действуют силы отталкивания из-за одинаковых знаков магнитного поля, а за контуром на этом же участке действует сила притяжения разных знаков магнитного поля и проводник устремляется за пределы контура.
К вопросу Андрея.
Дело в том, что магнитное поле, создаваемое зарядом q, вычисляется по формуле
B = q*VxR,
где скорость V вычисляется в системе координат неподвижной относительно точки, в которой вычисляется поле. Это по определению.
Очевидно, система координат важна. Например, в с.к, связанной с самим зарядом, V всегда = 0, а значит и B=0.
Поэтому поле в точке 2 (созданного зарядом q1) нужно вычислять в с.к., движущейся вместе с зарядом q2. А это значит, что вектор V1 в этой с.к. уже будет наклонен под 45 градусов (если модули скоростей обоих зарядов равны).
Аналогично поле в точке 1 (созданного зарядом q2) нужно вычислять в с.к., движущейся вместе с зарядом q1.
Поэтому и V2 тоже будет наклонен под 45 град, причем в ту же сторону. А поскольку радиус-вектора R1=-R2, то B1=-B2, а значит и силы будут F1=-F2. Так, что закон Ньютона остается верным. Слава Богу!
Мы нигде координаты не меняли, всё из неподвижной системы считали. Если для каждого заряда переходить в его СО, то про магнитное поле можно вообще не вспоминать, так как заряд в своей системе отсчёта не движется, q[V;B]=0 так как V=0, обычно так не делают, а считают в общей СО и сила на заряд будет E+[V;B], где V - скорость в этой фиксированой СО, в которой мы B и E рассчитывали. Так что в этом месте рассуждение не мухлюет (в частности заряд 2 по вертикали ускорения таки не имеет)
Кстати отвечая на Ваш вопрос Я вспоминал свои детские опыты с рельсотроном. И Я запускал шарик по рельсам(оно как то устойчивее). Так вот у Меня к ВАМ ВОПРОС почему при подключении напряжения к рельсам с лежащим на нём шариком. Шарик сначала чуть ПОДСКАКИВАЛ ВВЕРХ и только потом по ним катился?
По всей видимости наблюдается отсроченное взаимодействие зарядов, потому что в моменте как изображено на рисунке, второй заряд не воздействует на первый, но если мы прокрутим их полёт дальше, то увидем, что первый заряд будет воздействовать на второй, а второй на первый уже не будет, то-же самое справедливо если мы отматаем рисунок назад.
Интересно было бы настоящий поезд на таком принципе создать. Кстати, ещё мысль возникла: если уголки не прямыми сделать, а закольцевать, и пустить по ним не трубочку (она упадёт), а похожую по форме на тележку ж/д вагона конструкцию, то будет ли всё это двигаться, с ускорением ли, и в какую сторону, особенно, если источник тока, + и -, подключить к этим двум концентрическим кольцам в нескольких местах?
По кольцу ездить не будет.
@@user-sc9it9zd4g , почему?
@@vanekruss Потому что по кольцу ток от точки ввода питания пойдёт по двум ветвям. Итоговое поле будет нулевое.
@@user-sc9it9zd4g Можно поставить разрыв (достаточный, чтобы не искрило), заместить его диэлектриком, чтобы тележка не падала и она будет крутиться до посинения и выгорания. (искры видели же при движении трубочки)
@@user-sc9it9zd4g можно в минимальный разрыв кольцу поставить диод... и ток потечет только по одной ветке...!☝☝☝😂😂😂
На мой взгляд система стремится занять наиболее выгодное энергетическое состояние, т.е. с минимальной энергией, чтобы протекал как можно меньший ток. Таким образом , движение трубочки по рельсам и обуславливается постоянным увеличением сопротивления цепи и уменьшением тока. Чтобы подтвердить это предположение, необходимо провести данный эксперимент в состоянии сверхпроводимости - охладить систему в жидком азоте , хотя бы....
Объясняете с расчетом, что зритель догадывается сам. Можно сказать, что объяснение содержит много информации но сложно обнаружить нить повествования
На вскидку, надо, как в парадоксах Зенона, учитывать фактор времени, а так же изменения траекторий.
Финальный вопрос: нестационарная ситуация, тогда будет существовать поток энергии(вектор Умова-Пойтинга), который и будет осуществлять динамический вклад
Извините, но мне кажется, сначала нужно было положить трубочку и показать, что она никуда не катится под действием силы тяжести. А то это можно и из деревянных рельс устроить такой "рельсотрон".
Неужели ты думаешь, что тебя пытаются обмануть
@@user-tv5ep6rb8u не соглашусь, это важный вопрос методологии. Слишком многое часто считает аксиоматическим, что может вести ко глупым ошибкам (хоть и не здесь)
@@daniilborsh аксиома применима в других случаях, тут вопрос доверия. Можно обмануть в любом случае. Тем более в видео ролике.
@@user-tv5ep6rb8u Нет, конечно. Я этих дядечек уважаю. Я говорю о том, что так называемого "вау" эффекта не получилось. Ну и сразу хочется явление перепроверить. В общем, не уделили внимание мелочи.. Но у них такое наблюдается :-) Вообще, люди науки, хоть даже преподаватели, которые с народом близко общаются, как правило всё же далековаты от обывателя. У которого, как правило, свои соображения... И эти соображения могут вообще идти в разрез с научным подходом...
А нельзя ли рассмотреть так? Рельсы создают поле, как на рисунке, а поперечины, как подвижная так и так и поперечина с блоком питания тоже создают свое поле. Но внутри контура направление силовых линий поля создаваемого рельсами и перемычками совпадает, а снаружи противоположно. Тогда внутри контура напряженность больше, и трубке не надо отталкиваться от противоположной части контура - ее толкает суммарное поле рельс и перемычки внутри контура. А снаружи контура поле перед трубкой частично скомпенсировано.
К последнему вопросу.
Магнитная сила направлена перпендикулярно скорости, а значит работы не совершает. По этому третий закон Ньютона может не выполнятся.
Почему этот принцип вы отвергли в подшипниковом двигателе? Там вы утверждаете, что вращение происходит из-за тепловой деформации шариков, а тут из-за силы Ампера?
Привет. При просмотре ролика появился вопрос: при удаление снаряда по рельсам не увеличивается ли энергия магнитного поля? По сути это одновитковая соленоид с постепенно расширением объёма магнитного поля.
Пардон. Но электрический ток в металлах - это движение электронов. А электроны имеют отрицательный заряд, соответственно, они не могут двигаться в сторону "минуса" источника тока.
Означает ли это, что любой контур, построенный из мягкого провода, стремиться принять форму окружности?
На счёт вопроса в конце ролика, возможно ли что с точки зрения трёхмерности частиц, первая будет оказывать действие на вторую частицу?
Сначала надо было положить снаряд на обесточенные рельсы чтобы продемонстрировать что он никуда не покатился и установка горизонтальна. незачет
По поводу последнего вапроса про заряды...Думаю тока там не это просто два одноимённо заряженные частицы и они будут отталкиваться по 3 закону Нютона. А ток это когда есть разность потенциалов и заряженные частицы(электроны, ионы и т.д.) двигаются между электродами, а уже это движение (ток) вызывает электромагнитное поле.
Третий закон Ньютона будет выполняться, если учесть импульс поля. Т.е. любая задача, в которой присутствует магнитное поле, должна учитывать релятивистскую поправку второго порядка (в задачах на излучение - поправки более высокого порядка). Магнетизм имеет как квантовую, так и релятивистскую природу, и это помнить нужно всегда. Подробные примеры, кажется, были в учебнике Фейнмана. А подробно разъяснены в Ландавшице, том II «Теория поля», глава про поле движущихся зарядов.
Как по мне, вы несколько переусложнили отталкивание перемычки в контуре. На перемычку, разумеется, действует магнитное поле от контура, "распирая" сам контур. Ну а поскольку перемычка механически не закреплена, ей ничто не мешает двигаться и расширять контур. А уже перекатывание перемычки по рельсам создаёт ответную силу на рельсы, как раз противоположную движению снаряда.
А вообще я хотел бы здесь хоть пару формул, интересно посмотреть на взаимодействие разных параметров системы. Как будет меняться ток и магнитное поле.
Здравствуйте. У меня появился вопрос в области механики. У нас есть фрикционная муфта в виде двух плоских дисков на валах. Какое радиальное смещение валов нужно установить, чтобы при сцеплении дисков, ведомый диск не вращался? Считаем, что во всех точках соприкосновения диски прижимаются с одинаковой силой.
Свободным является только один проводник, по этому он и двигается, а иначе разошлись бы все. Два паралельных проводника с противоположными токами отталкиваются друг от друга, а если токи одной направленности, то проводники притягиваются (по правилу левой руки)
Проводники постоянного тока одного направления притягиваются я, а противоположного отталкиваются. Результируюшая сила этого отталкивания и создаёт движение трубки. Если рельсы запитать токами одного направления, то возникнет момент пары сил. Трубка повернётся и упадёт между рельсов. А главное объяснение движения в разнице давления эфира за трубкой и перед трубкой, возникающие при подаче тока. Движение это всегда наличие разности потенциалов в среде! Ищите среду будет и движение!
Похоже мы увидели прообраз фотонного двигателя... Трубка отталкивается о т магнитного поля, а в противоположном направлении должны улетать кванты электромагнитной энергии. Закон сохранения импульса соблюден.
Рельсотрон с уклоном
Что будет если торец рельс сделать отдельной металлической палочкой, отскочит ли торец, при старте ролика на рельсах?
Мужики, а Вы ватерпас к своему рельсотрону прикладывали? Он точно горизонтальный?
Качественно, причина в том, что электрическое поле движущегося заряда сжимается в направлении перпендикулярном движению (продольная составляющая уменьшается). И, по идее, если все посчитать, то суммарная сила от электрического и магнитного полей будет одинакова. Просто, в принципе, не совсем корректно рассматривать только одно из полей для динамической системы.
Может тут также как в подшипнике под напряжением? Тепловое расширение части трубы ведь также создаёт вращательный момент? Его нужно учитывать?
Я вижу, Вы знаете о пушках-рельсотронах. Да, это система из двух протяженных продольных контактов-рельсов и снаряда межу ними. Если на рельсы подать электрический импульс, то индукция разгонит снаряд до космических скоростей. Такие пушки разрабатывают во многих странах. Однако импульс, создаваемый рельсотроном, можно использовать не только для выстрела, но и для движения. Соответственно: давно уже и мы и американцы устанавливаем на космических аппаратах импульсные двигатели, которые в нужный момент выстреливают плазмой - создают достаточное усилие для перехода с одной орбиты на другую. Найдите, например, научную статью из журнала МАИ «Абляционный импульсный плазменный двигатель», или обзор Института сильноточной электроники СО РАН по электрореактивным двигателям. Описаны там двигатели для космических аппаратов, крупные, струя плазмы возникает там в вакууме при испарении пластиковой заглушки, расположенной между электродами. А вот у «летающих тарелок» и аппаратов, известных как «темные треугольники» - рельсотронные ускорители плазмы работают в атмосфере уменьшены до размеров стерженька шариковой ручки, представляют собой коаксиальные электроды (напоминают прямоточный реактивный двигатель), эти с терженьки собраны в плоские панели, которые ячеистой конструкцией напоминают плазменные панели обычных телевизоров. Расстояние между контактами незначительно - перемычкой между ними становится обычная искра электрического разряда (иногда рельсотрончики делают коаксиальными - похожи на прямоточные реактивные). Работают все ячейки синхронно: выстреливают струйками плазмы - искрами электроразрядов, ускоренных силой индукции. Скорость вылетающей плазмы огромна, а количество рельсотронов, собранных в панели, доходит до сотен тысяч. Суммарный двигательный импульс в итоге получается внушительным. Разряды идут с мегагерцевой частотой, каждый импульс ударяет о воздух, который в свою очередь, завихряется в тороидальные кольца. В вихревой струе, за счет вращения воздуха, падает температура - влага из воздуха вымораживается в виде снежинок, на которых искрится свет, созданный электроразрядами двигательной панели. Получается на вид - своеобразный «твердый луч», который при покачивании аппарата способен изгибаться за счет искривления траектории отлетающих вихревых колец. Впрочем, эта технология не без недостатков, что и определило её долгую засекреченность и неиспользование на гражданке. От импульсных плазменных двигателей - СВЧ излучение (вред пилотам и влияние на электроприборы внутри и по линии полета). Грузоподъемность низка (но один ядерный заряд - потянет))). Радиосвязи нет - летают только по программе. Ранее был узкий профиль применения - редкие шпионские миссии. Потому их и видели редко. Потом стали неактуальны (из-за спутников-шпионов и открытости границ), постепенно началось рассекречивание. Но недавно появилось новое применение - точечная доставка ядерных зарядов к центрам принятия решений и шахтам баллистических ракет (по заложенной программе и алгоритмам уклонения от ПВО). Это все очень серьезно, поскольку снизился порог начала атомной войны. Появилось искушение: можно быстро и гарантировано устранить ядерные силы противника. Поэтому в США так озаботились - провели в мае 2022 закрытые слушания в Конгрессе, их испугало присутствие российских "летающих тарелок" и "треугольников" над территорией США и стран НАТО.
Есть параллель с роликом "энергия течёт не по проводам". Вот и взаимодействие передаётся не по проводам (рельсам), а по "воздуху" (полю).
@@Evgeny_Pilyavsky , мера механической работы.
@@Evgeny_Pilyavsky , так не по проводам же. ГЭС вращает генератор, при переносе электронов в генераторе с одного проводника на другой из генератора выходит ЭМ-поле, которое входит в эту рельсу и в планку. см. вектор пойнтинга.
@@Evgeny_Pilyavsky , поле создаётся работой генератора, в котором электроны переносятся с одного электрода на другой. Энергия не в проводе передаётся, но провод конечно нужен для передачи тока электронов под каким-то напряжением относительно другого провода.
А если расмотрететь рельсы и сам снаряд, как систему с увеличивающимся контуром. Тогда получится, что в начале площадь конура небольшая и ЭДС индукции будет небольшая, по мере разгона увеличивается площадь контура, в этом случае начнёт увеличиваться ЭДС индукции, и как следствие, обратный ток в рамке, который взаимодействуя с током источника будет создавать силу, которая и будет толкать снаряд вперёд. Причём чем больше будет площадь котура, тем сильнее будет взаимодействие полей. Однако, индуцированный ток не сможет увеличиваться до бесконечности, так как при увеличении расстояния увеличивается сопротивление рельсов, и вконечном итоге перемычка будет двигаться без ускорения.
Данный ролик замечателен тем, что подводит к некоторым контринтуитивным электродинамическим эффектам. Хочу предложить к обсуждению еще один.
Недавно участник одной из дискуссий на Дзене доказывал противоречивость современной электродинамики и теории относительности следующим утверждением: "неподвижный магнит оказывает воздействие на движущийся заряд, но никто не смог отклонить заряженный грузик с помощью движущегося магнита". Подчеркну - речь идет не о замкнутом проводнике, в котором могут наводиться токи, взаимодействующие с магнитом, а о точечном заряде.
Особенно "остро" этот вопрос стоит для магнита в виде очень длинной плоской линейки с равномерной намагниченностью перпендикулярной её плоскости. Если некий заряд будет двигаться равномерно и прямолинейно вдоль такой линейки, то в течение всего времени на него будет действовать постоянная сила Лоренца.
А что будет, если теперь, наоборот, такая линейка будет двигаться равномерно и прямолинейно мимо неподвижного заряда? Когда мимо заряда проходит начало или конец такой линейки, можно в принципе говорить о том, из-за изменения магнитного поля (dB/dt) в области расположения заряда могут возникнуть вихревые электрические поля, способные оказать на него воздействие. А вот в другие моменты времени, когда заряд будет располагаться где-то посередине относительно линейки - в области расположения заряда уже никакого dB/dt не будет, а значит, не возникнет и электрическое поле. Но это не согласуется со случаем, когда движущимся является заряд (там сила Лоренца действует в течение всего времени, пока заряд движется мимо линейки). А ведь два эти случая с точки зрения теории относительности эквивалентны - достаточно выбрать систему отсчета, связанную либо с зарядом, либо с линейкой.
Итак, верно ли утверждение: "неподвижный магнит оказывает воздействие на движущийся заряд, но никто не смог отклонить заряженный грузик с помощью движущегося магнита"?
И еще один вопрос в качестве "прикупа". Чтобы не связываться с длинной намагниченной линейкой, имеющей начало и конец, замкнем её в кольцо большого диаметра. И теперь будем крутить это кольцо вокруг его оси. Очевидно, что в этом случае напряженность магнитного поля во всех точках пространства не будет изменяться во времени. Спрашивается, будет ли в какой-то из точек пространства существовать электрическое поле, способное воздействовать на неподвижный заряд?
Если двигать магнитный диполь он будет создавать электромагнитное поле. Электрическая компонента будет действовать на заряд и приведет его в движение. Если взять намагниченный тор, то эффект тоже будет, так как вращение придаст ускорение зарядам и будет излучение. Вообще все эти параллогизмы возникают из-за того, что уравнения Максвелла не очень просты, и часто хочется чем-то пренебречь, чтобы задача легко решалась. Но не всегда такое пренебрежение законно.
Так все-же от чего отталкивается перемычка? В моем понимании отталкивание идет от угла тока т.е. там где ток меняет свое направление на 90 градусов, там происходит уплотнение магнитного поля= силы значительно возрастают. Т.е.отталкивание происходит от небольшой зоны рельса рядом с перемычкой.
Мне кажется, дело в том, что вообще в магнитных полях 3 закон Ньютона неприменим, там не совсем инерциальные системы отсчёта пооучаются
Магнитное поле можно увидеть -- есть такие листочки для этого и жидкости тоже.. А вот к какой скорости стремится трубочка это вопрос -- её только трение сдерживает? СПАСИБО!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Уже спрашивал в других видео спрошу и тут.
Что мешает сделать "ускоритель" работающй по принципу асинхронного двигателя ?
Конечно для такого "метателя" надо будет уже не простую болванку а либо кольцо-трубка либо спираль в теле из немагнитного материала снаряда.
Но КПД такого ускорителя будет в разу выше чем куча управляемых магнитов последовательно разгоняющих простой кусок "гвоздя".
Это несколько удорожит цену снарядов но не сильно, в любом случае цена на порядок ниже будет чем классические пороховые снаряды-патроны.
Если что-то толкает снаряд, то и снаряд толкает это что-то. Магнитное поле не торчит, оно всегда замкнуто. Заряды разбегутся, левый из доски а правый в доску.
Ещё вопрос: что если взять длинные рельсы, вместо источника постоянного тока поставить источник переменного, а снаряд вообще убрать? Тогда между рельсами образуется ёмкость, которая будет перезаряжаться с частотой источника, при этом в источнике и в близких к нему частях рельсов будет течь ток. Значит на источник будет действовать сила, направленная от рельсов. А где противоположная сила?
Нам со школы вдалбливают что в незамкнутой цепи тока нет. Но это же конденсатор...
Интересный вопрос.
а финальный вопрос...... я не особо ученый, но мне думаеться что относительно друг друга траектории остануться перпендикулярными, однако исходное направление частиц будет искажено, а вот мера искажения уже зависит от веса частиц относительно друг друга, есть вероятность что одна частица попадет в поле другой, либо что они войдут в такой себе танец вокруг общего центра и будут двигаться вокруг перемещающегося центра ( словно парные звезды ), есть же и вероятность что одна частица будет поглощена полем другой, опять же все зависит от их зарядов. Так же вероятно что после небольшого искажения траекторий частици разбегутся получив дополнительное ускорение от воздействия внешнего поля..... в общем много вариантов зависящих от исходные зарядов и требующих определенных расчетов, но расчеты со столь мелкими частицами дело головастиков в лабораториях а не обывателей, потому точного ответа не дам ибо это надо дядькам из лабораторий подобное расчитывать, а мне влом и я тупенький для подобного) не мой уровень словом.
по поводу отталкивания противоположно заряженных и притягивания имеющих одно направление тока проводников. Можно ли брать в рассмотрение четыре направления (ведь окроме части по которой подается ток и части по которой отводиться ток (части которые рассматриваются и находятся перед перемычкой-снарядом) есть отрицательное направление тока от неподключенных концов направляющих. Если магнитное поле рассматривать как материю, тогда в случае где разнонаправленные проводники отталкиваются, (между ними образуется напряженность, расширяющееся магнитное поле, то есть поле меж ними более плотное) а однонаправленные притягиваются ( между ними образуеться разрежение, понижение плотности) выплывает возможность приплести дифузионное перемещение материи (направленное перемещение материи от более плотного к более разряженному), и именно вместе с этим перемещением перемещаеться и сам снаряд.
Это так, глупенький вопрос от меня ) а так то это вполне вписывается в рабочую модель. по крайней мере само себе это обьяснение не противоречит, и зависит от иных, более провереных факторов.
разве что брать в рассмотрение что обе направляющих запитаны от разных источников питания. тогда это совсем иное. и все же, в таком случае ничего не мешает использовать скажем четыре направляющи...интересно, как в таком случае можно будет реализовать сей процесс.. (почему четыре, так потому что при непарном колчестве направляющих две однонаправленные будут рядом, что нивелирует наличие двух направлящих, и они будут работать как одна более широкая, хотя это можно использовать банально для увеличения пропускной способности проводников.)
Перемычка будет перемещаться и под действием переменного тока? Или нет?
Доброе время суток. Мне вот интересно: у вас провода прикручены к краю рельсы и трубочка начинает движение от этого края примерно в сантиметре от проводов. А если провода зацепить по середине рельса, затем четка напротив соединения поставить трубочку и подать ток. Она куда покатится? Или будет стоять на месте или покатится в ту сторону которую вы поможете ей? Хотел бы получить ответ. Спасибо.
Спасибо за лайк!!!! Но ответа так и нет. И вопрос 2: так может двигатель на подшипниках это тот же рельс, только закольцован?