Размышление о гравитационной энергии, двигателе⁠⁠

Не энергия поступает, а скорость, ведь гравитация даёт ускорение,

ну что вы, поступает именно энергия

скорость - это зависимая величина, закона сохранения скорости нет, а вот импульса, энергии, момента импульса, заряда и т.д. есть

в данной системе гравитацию нельзя рассматривать как некоторый внешний источник энергии

вернее можно, но только в качестве начального параметра - т.е. гравитация как источник потенциальной энергии

как пример - часы-ходики - за счет гравитации опускается гиря и приводит в действие часовой механизм (по сути потенциальная энергия гири переходит в кинетическую энергию

скорости же нельзя просто так складывать и вычитать, только при переходе из одной инерциальной системы в другую, а при взаимодействии объектов скорость вычисляется исходя из законов сохранения энергии, импульса, момента импульса и т.д.

А когда происходит смешение скоростей происходит эффект, что кинетическая энергия возрастает нелинейно.

наоборот, в обратную сторону - меняется/передается энергия, меняется скорость

то, что скорость меняется "нелинейно" - это просто следствие квадратичной зависимости энергии от скорости

Но считаем мы не энергию, а скорости и массу. Так как редуктор передаёт не тепло и внутренюю энергию, вобщем скорость и масса.

скорость и масса - это кинетическая энергия

высота и масса в гравитационном поле - это потенциальная энергия

этими вещами и манипулируем

В той же вашей таблице, что вы приводили

const = v1^2 + v2^2

и из этого все и исходит

а делать v = v1 + v2 неправомерно с физической точки зрения

В том то и дела ошибок нету!

если нету и в вашей системе извне энергия не поступает, то вы изобрели вечный двигатель, тогда возникают вопросы к первому закону термодинамики

как я понял по описанию - энергия извне не поступает

Хах но про класс вы сказали ржачно объяснили, да им наплевать на объяснения им бы чтоб дитё заучило(в большинстве случаёв)

объясните, почему вы считаете, что для расчета вашей системы не применяется закон сохранения энергии?

ну там углавая скорость.

как только возникают угловые скорости, то надо еще применять законы сохранения момента импульса

джоули это только полезно в химических и других нагревательных процессах

закон сохранения работает всегда и везде, а не только в химических и нагревательных процессах

простой пример (опять же я его приводил выше)

2 тела с начальными скоростями столкнулись, вычислить скорости после столкновения

используются закон сохранения импульса и энергии, закон сохранения импульса один использовать нельзя, просто потому что тогда останется 1 неизвестная (например скорость второго тела)

Вобщем вы допустили что такой случай можно получить теоретически, а это главный итог я про то, что при столкновении 1м/c 1кг с телом 0м/с 1кг при неупругом ударе телу передаться 1м/c в секунду

при неупругом ударе (при абсолютно неупругом ударе) после соударения оба тела будут двигаться вместе, т.е. можно рассматривать их как одно тело суммарной массы, т.е. для задачи с одинаковыми массами получим

m * v_01 + m * v_02 = (m + m)v

m * v_01^2 / 2 + m * v_02^2 / 2 = (m + m)v^2 / 2

решая получим (когда одно тело стоит то хватит и одного из уравнений, поскольку член с нулевой скоростью сокращается)

m * v_01 = 2m * v
v = v_01 / 2

так что никаких v = v1 + v2 нет

это уже ваш максимум понимания, думаю дальше вам не осилить.

ну я же пытаюсь!
вроде все что мне в классе объясняли применил верно

где у меня ошибка в вычислениях?

Скоко не говорю, а слова в воздух.

а где в моих рассуждениях ошибка?

вашу ошибку я вам постарался донести, а именно то, что вы неправильно рассчитываете скорости

Я лиш донёс до тебя информацию о сложении импульсов и передачи их телу, и как увеличивать импульс тела.

ну если мы работаем с импульсами, то должны применять законы сохранения импульса и энергии, причем таким образом, чтобы они выполнялись оба одновременно

я написал систему уравнений - их нее рассчитываются скорости

если все сделать аккуратно, то будет видно, что в обсуждаемой системе дополнительная скорость (ну или энергия, если угодно) не появляется

Игнорить сохранения импульсов нельзя!

конечно нельзя, как и закон сохранения энергии - это я показал в той системе уравнений со скоростями

если рассматривается лишь одно тело (без взаимодействия с другими телами) то можно использовать только закон сохранения энергии, импульс ни на что не влияет - я это показал ранее при переводе потенциальной энергии в кинетическую и обратно

А нам как раз и нужны импульсы, а не твои джоули!!

:)

как я написал выше считать импульс без энергии нельзя

на самом деле если считать, то в уравнении будет неизвестная, от которой не избавиться

вы в своих вычислениях использовали по сути закон сложения скоростей исходя из закона сохранения импульса

v_итог = v1 + v2

но как я опять написал выше - такой частный случай еще надо получить, а он в данной системе не получается, поскольку не успевает тело провзаимодействовать 2 раза с телами которые в него ударяются разгоняя (второе тело просто не догоняет уже разогнанное тело)

так что нельзя взять только один закон сохранения и положить на другой - в природе так не работает

т.е. какие отличия?

совершенно разные вещи - импульс - это импульс, энергия - это энергия

энергия сохраняется потому что время однородно

импульс сохраняется потому что пространство однородно

даже известная формула

E = mc^2 неверно понимается

на самом деле это E0 = mc^2 (энергия покоя равна массе на квадрат скорости света), а полная энергия - это

E^2 = m^2c^4 + p^2c^2 (вот и импульс вылезает)

Как думаеш какие различия импульса от кинетической энергии?

тут 2 независимых уравнения

m1v01 + m2v02 = m1v1 + m2v2 (закон сохранения импульса)

m1v01^2 + m2v02^2 = m1v1^2 + m2v2^2 (закон сохранения энергии)

если известны начальные условия, т.е. массы m1, m2 и начальные скорости v01, v02, то решив систему из этих уравнений можно найти конечные скорости v1, v2

и сложение скоростей - это лишь частный и зачастую редкий случай

и что?

в данном случае обычный закон сохранения энергии (переход кинетической в потенциальную и обратно)

E_кин = mv^2 / 2

E_пот = mgh

v = sqrt(2gh)

h = v^2 /  2g

и что из этого следует?

как вы собираетесь передать импульс от второго тела третьему, если третье находится выше и двигается с той же скоростью?

грубо говоря

1кг на скорости 10м/сек врезается в покоящийся 1кг, в результате 1кг останавливается, а второй начинает двигаться со скоростью 10м/сек (абсолютно упругий удар)

за первым килограммом двигается другой на скорости 10м/сек, но он не сможет догнать разогнанный килограмм, потому что оба они двигаются с одной и той же скоростью

поэтому удара этого килограмма в разогнанный не произойдет

чтобы удар произошел надо первые 2 килограмма бросить одновременно - но тогда приходим к задаче в которой мы кидаем 2кг для ускорения 1кг

так - а если последовательно, то как 2 тело сможет догнать 3 тело?

ведь система получается такая:

1 тело летит вверх, бьет по 3 телу и передает ему свой импульс

2 тело летит вслед за 1 телом, но 3 тело уже не догонит (из-за временной задержки)

при этом 2 тело бьет остановившееся 1 тело и за 3 телом вслед летит 1 тело

так?

где же двойной или последовательно двойной удар 1 и 2 тела по третьему получается?

т.е. мы сейчас рассматриваем не воду, а некоторые тела,  упруго взаимодействующие

и вся система выглядит так:

1) некоторое устройство тратит энергию на подбрасывание 2 тел массой 1 кг

2) 2 тела на некоторой высоте ударяют в 1 тело массой 1кг

3) 3 тело подлетает очень высоко, падает и передаёт всю энергию устройству из п.1)

правильно?

он поднимиться на достаточную высоту чтобы поднять и первый и второй литр

а как он подымать будет?

имеется в виду, что 2 литра толкнут 1 литр и он упадет с большей высоты и получит большую энергию?

я думаю, что если 2 литра толкают 1 литр, то вода закончится :)

и кстати почему все таки абсолютно упругий удар воды о воду, а не абсолютно неупругий?

я думаю, что если 2 литра толкают 1 литр, то вода закончится :)

и кстати почему все таки абсолютно упругий удар воды о воду, а не абсолютно неупругий?

ну тогда надо использовать закон сохранения энергии и рассматривать насос как черный ящик, так закон сохранения импульса не нужен

если хочется использовать закон сохранения импульса - тогда при абсолютно упругом ударе вся энергия будет передана от тела 1 телу 2

т.е. литр воды со скоростью 10м/сек толкнет другой литр воды и тот пойдет со скоростью 10 м/сек, а первый литр остановится (это если совсем утрировать)

т.е. для основной задачи этот момент можно даже не рассматривать и считать что двигается только 1 тело (1 литр воды), поскольку из промежуточной передачи энергии ничего не вытекает

или вы предлагаете как-то сделать так чтобы 2 литра воды толкало 1 литр воды? но тогда проблемы с ломоносовским законом сохранения массы будет просто

так, я совсем запутался

опишите минимальную систему

1. есть сосуд

2. есть турбина и электродвигатель

3. есть насос, питаемый от электродвигателя

4. насос подымает воду

5. вода падает и крутит турбину

при этом насос разгоняет воду (передаёт ей импульс) так, чтобы она поднялась на высоту 10м

но на высоте 5м происходит сброс разогнанной воды (т.е. до полной потери скорости) вниз на турбину

в результате вода разгоняется за счет перепада высот + дополнительно имеет скорость, от разгона насоса

я правильно понял?

P.S.

просто я не понимаю откуда в нашем случае с телами появляется 2 тела, передающих импульс третьему телу, в не 1 тело передающее импульс второму телу

поясните откуда 2 тела появилось, которые отдают импульс третьему телу, я не понял, если честно

кстати, а почему используется абсолютно упругий удар?

В том то и дело что у вас по цифрам одни корни и квадраты

а как по другому? другой физики пока нет

э... не понял

т.е. рассмотреть надо вот такую систему (абстрактную):

1) на земле есть шарик массой 1 кг
2) шарик подбрасывается с такой скоростью чтобы пролететь 10м

3) на высоте 5м шарик ударяется в другой тоже массой 1кг и передает ему импульс, чтобы шарик летел вниз (не важно как, рассматриваем абстрактную систему)
4) определить скорость шарика на уровне земли

так что ли?

P.S.

но даже по цифрам что у вас очень похоже, что надо делать v = sqrt(v1^2 + v2^2) :), а не v = v1 + v2

а зачем мне использовать закон сохранения импульса, когда в данном случае достаточно использовать закон сохранения энергии

кроме того я не понимаю, где тут вообще закон сохранения импульса использовать

у нас что, одна вода толкает другую воду?

и опять же закон сохранения импульса никак не влияет на закон сохранения энергии

ну рассчитаю я скорость падения воды на 5м (для этого кстати достаточно закона сохранения энергии), а дальше то что?

на земле все равно получим при суммировании ту же энергию, что передал насос воде

поэтому и вопрос - зачем использовать закон сохранения импульса?

вся выкладка тут такая:

пусть у нас есть максимальная высота прокачки насоса h_max, масса подымаемой воды m, h - высота с которой вода будет падать

E_насос = m * g * h_max

E_h = m * g * h

E_отсаток - E_насос - E_h = m * g * (h_max - h)

m * v0^2/2 = m * g * (h_max - h)

v0 = sqrt(2 * g * (h_max - h))

E_земля = E_кинет + E_потенц = m * v0^2/ 2 + m * g * h = m * (sqrt(2 * g * (h_max - h)))^2 / 2 + m * g * h = m * (2 * g * (h_max - h) / 2 + g * h) = m * (g * h_max - g * h + g * h) = m * g * h_max = E_насос

итого

E_земля = E_насос

и где тут закон сохранения импульса нужен?

Мы на пять метров подёма тратим меньше энергии чем показалбы расчёт потенциально энергии!

с чего бы это?

чтобы поднять 1 литр воды на 10 метров ваш насос должен потратить 1кг * 9,8м/сек^2 * 10м ~ 100Дж энергии, меньше он принципиально потратить не сможет

1 литр воды падая с 10м даст те же 100Дж

1 литр воды падая с 5м даст 50Дж, но и обладать скоростью на этой высоте будет в 50Дж итого упав вниз даст те же 100Дж

1 литр воды падая с 2м даст 20Дж, но и обладать скоростью на этой высоте будет в 80Дж итого упав вниз даст те же 100Дж

а...

ну это сразу не работало

там лучше рассматривать работу, а не скорость, а с передаточным числом по сути будет

A1~ m1 * k

A2 ~  m2

где k = m2 / m1

т.е. работа то как раз будет одна и та же

это как с лебедкой или велом на горке - сдохну, но заеду на горку на повышенной передаче за 1 вращение педалей или легко на пониженной передаче за 100 вращений педалей - энергии я потрачу одинаково (ну в идеале конечно)

Пипец... И ведь реально полно желающих- всерьез полемизировать с неадекватом...

я в начале написал - очень непонятно написано, я не понял
поэтому и уточняю - если можно по шагам/этапам что происходит в системе

вот тут вопрос - поясните PLZ где какая скорость - у нас есть ковш и вода в ковше как я понял - вы имеете в виду скорость поднятия ковша (на что уходит 10 сек) и скорость падения воды с ковша (на что уходит 1 сек) - правильно?

для начала (это про вообще способ получения энергии) - КПД турбины около 90% (в лучшем случае, это из реальной жизни ГЭС), так что сразу - 10% энергии

а теперь о главном:

насос тратит энергию чтобы кинуть воду на 10м (хоть на 1000м - это не важно), т.е. тратит энергию для сообщения кинетической энергии воде чтобы перевести ее в потенциальную (10м) - т.е.

E = mgh = m * 100

через 5м вы роняете воду вниз, т.е. преобразуете кинетическую + потенциальную энергию в потенциальную, т.е.

E1 = E - mgh1 = m * 100 - m * 50 = m * 50

падая вниз за счет гравитации будет получено

E2 = mgh1 = m * 50

таким образом

E1 + E2 = E

т.е. никакой дополнительной энергии приобретено не будет

P.S.

можно конечно это все вычислить и через скорости, но будет получен тот же результат

mv^2/2 = mgh

смысл будет тот же

P.P.S.

рассмотрите для удобства не промежуточные, а крайние случаи

1) насос кидает воду на 10м и шланг поворачивается на высоте 10м

в результате с 10м вода будет падать с начальной нулевой скоростью и на уровне земли будет обладать энергией, которую сообщил ей насос (в идеальном случае, когда нет потерь)

2) насос кидает воду на 10м, но шланг сразу поворачиваем к земле (т.е. с уровня 0 на уровень 0)

в результате с 0м вода будет падать с максимальной скоростью и будет обладать энергией, сообщённой насосом

ну а промежуточные варианты - будут таким же :)

нет.

Это бред полнейший.

Дорога вам в школу, а от меня отстаньте в таком случае.

Учебник физики возьми уже.

Ну йобанарот!

Ладно, последний раз попытаюсь объяснить:

Представь себе весы с двумя чашами.

Одна чаша - потенциальная энергия.

Вторая чаша - кинетическая энергия.

Если поднять первую чашу, вторая опустится ниже.

Если поднять вторую, опустится первая.

Невозможно поднять обе чаши, как невозможно и опустить их одновременно.

Если одна выше, то другая обязательно ниже.

Если одна на высоте 10 см, то другая на высоте 0 см.

Если одна на высоте 8 см, то другая на высоте 2 см.

Если одна на высоте 5 см, то другая на высоте 5 см и они обе находятся чётко в центре.

Так понятно?

Если ты пытаешься сказать, что придав объекту ускорение большее чем g можно получить от этого какую-то энергию, то ты тоже ошибаешься. Прежде чем получить энергию от объекта, падающего в направлении земли и обладающего ускорением большим чем g, нужно во время всего падения прикладывать к нему силу, дающую это ускорение, на что пойдут затраты энергии, при идеальных условиях равные той, что можно получить.

Не выдумывай бред, займись наукой.

Пипец... И ведь реально полно желающих- всерьез полемизировать с неадекватом...

Мда, бреда я на сегодняшний день начитался.

нет.

Реально возьмите учебник по физике и читайте, пока не поймёте.

откуда берётся энергия на поднятие воды?

ок. Энергия, необходимая для поднятия воды будет равна энергии получаемой от падения воды, но при этом тратится энергия на другие вещи, как трение во время вращения механизма, сопротивление проводов в насосе, и прочее, в зависимости от механизма.

Это не будет работать.

С тем-же успехом можно просто крутануть колесо на палке и надеяться на то, что оно не просто будет вращаться вечно, но и к нему можно будет подключить генератор.

Отличная позиция - написать херню и сказать: ищите ошибки сами.

откуда берётся энергия на поднятие воды?

Даже отвечать не буду.

ок, хорошо, считаем, что у нас система в которой ускорение свободного падения постоянно

Это бред:

энергию=сила+скорость

Энергию можно представить как функцию от скорости, а можно и как функцию силы. При этом понадобятся дополнительные множители. И в любом случае, энергия - это не сила+скорость.

Дальнейшие рассуждения, основанные на этом первоначальном тезисе, неверны. Можно и не проверять дальше.

откуда поступает энергия на ваш двигатель?

энергия не берётся из ничего.

Учебник школьный по физике за 7-й класс почитайте.

что именно не вижу? может что пропустил - укажите куда смотреть

Даёт, но она же и забирает.

На то, чтобы поднять 4 литра воды уйдёт вся та энергия, которая будет выработана опусканием 4 литров воды, а если учесть ещё и трение, и сопротивление воды вращению турбины, и трение воды текущей вниз по каналу - то двигатель остановится очень быстро.

вкратце - энергия не получится из ничего. крутиться долго не будет. встанет.

Общество оценило.4 литра для тебя многовато,а полтарашка в самый раз.

ну в данной установке нет вечного двигателя, потому что течение реки вне системы

другое дело, что для получения энергии не надо лепить какие-то дополнительные свистелки и перделки к турбине

Соболезную

Еще раз прошу, скинь контакт своего барыги.

Нда... Не все таблетки одинаково полезны...

Отсыпь, а?

нет, поскольку сила зависит от расстояния до массы

но при больших массах и небольших расстояниях можно считать, что ускорение постоянно

так что в системе на земле высотой 1 метр можно считать, что ускорение свободного падение одно и тоже

например на высоте 350км (орбита МКС) ускорение свободного падения ~8.8м/сек^2 против 9,8м/сек^2 на поверхности Земли

Вы хреново понимаете закон сохранения энергии.

в вашей системе объекты двигаются по замкнутому циклу внутри гравитационного градиента, т.е. в одном месте потенциальная энергия переходит в кинетическую (т.е. та самая ваша гравитация работает), в другом кинетическая переходит в потенциальную (т.е. тратится энергия)

в результате работа идеальной системы будет строго равняться 0

но система не идеальная - в ней присутствует трение, тепловое излучение и т.д., а значит система энергию будет терять (т.е. ту начальную, которая была) и когда потеряет ее всю - система остановится, т.е. будут скомпенсированы все силы

P.S.

чтобы вам получать энергию из гравитации вам надо

1) или источник вне системы (например, проточная вода)

2) или мощное гравитационное поле (законы сохранения локальны, так что искривлением пространства-времени можно немного поиграться) - типа черной дыры, да и тогда (пример излучения в аккреционных дисках вроде как больше 2mc не унести или даже меньше, не помню уже)

P.P.S.

если вам кажется, что в замкнутой система можно использовать гравитационную энергию, то представьте мысленный эксперимент в котором ваша система будет работать миллиарды лет, вычислите выработанную энергию и посчитайте через E=mc^2, т.е. в вашей системе должна теряться масса Земли, что выглядит как-то странновато ибо получается прямой преобразователь вещества в энергию (а такое опять таки только в чёрных дырах бывает и то не во всех теориях)

для преобразования кинетической энергии воды в электрическую энергию не нужны никакие дополнительные элементы кроме турбины и электромагнита :)

зачем понижать КПД генератора?

что за литры, силы, скорости и энергии?

зачем вам вообще ковши?

что вы вообще получить хотите?

Ну ок. Не нравится набор неизвестных величин в рассуждениях: сила скорость энергия. Они не выражены в общепринятых величинах. А раз так, то непонтяно что имеется ввиду и расчет неверные.

Например

каждый литр за падение на расстояние одного ковша будет давать 1 силу и 1 скорость, то 4 литра 4 силы и 4 скорости=8 энергии

Непонятно как получились 8 энергий и что получится относительно ковша в 1 литр и расстояния между ковшами в 1 метр.

читайте занимательную физику Перельмана, там точно такой аппарат рассмотрен, задолбали уже

Вечный двигатель невозможен, ищите ошибку в ваших рассуждениях. Мутно вы написали.