Физическая теория |
|
|
|
|
Патент на изобретение |
|
|
|
|
|
|
Законы наличия энергии
УВАЖАЕМЫЕ
УЧЕНЫЕ–ФИЗИКИ И ИНЖЕНЕРЫ,
А ТАКЖЕ РУКОВОДИТЕЛИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПАНИЙ
И ВСЕ ГОСПОДА, РАБОТАЮЩИЕ НАД ПРОБЛЕМАМИ ЭНЕРГЕТИКИ И ЭКОЛОГИИ!
ВОЗМОЖНО, ВАМ БУДЕТ ИНТЕРЕСНА
ПРЕДЛАГАЕМАЯ ИНФОРМАЦИЯ О РЕВОЛЮЦИОННОМ ПРОРЫВЕ
В ФИЗИКЕ И ТЕХНИКЕ.
Этот прорыв аналогичен открытию И.Ньютоном одноименных трех законов,
согласно которым: действие силы на тело приводит к ускоренному движению тела,
а не к равномерному движению тела, как ошибочно считалось до И.Ньютона.
Равномерное движение сыграло злую шутку также и со сторонниками
закона сохранения энергии.
С уважением, инженер-физик А.Ю.Болдин,
Россия, Москва, 2003 год.
НАИМЕНОВАНИЕ ОТКРЫТИЯ
«РАСШИРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО ПОНЯТИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
И УСТАНОВЛЕНИЕ ОБОБЩЕННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАКОНОВ
МАТЕРИАЛЬНОГО МИРА»
ФОРМУЛА ОТКРЫТИЯ
Установлено следующее.
1. Установлено расширенное значение физического понятия механической работы силы над телом, отличающееся тем, что в общем случае механическая работа связана не только с перемещением тела, на которое действует сила. В общем случае механическая работа определяется как произведение величины силы на период времени, в течение которого сила действует на тело.
2. Установлены обобщенные энергетические законы материального мира, отличающиеся тем, что во взаимосвязи с п.1 эти законы констатируют отсутствие абсолютного закона сохранения энергии. Причем :
один из обобщенных законов гласит : в общем случае работа силы над телом идет на изменение кинетической энергии тела или (и) состоит в противодействии иным силам, препятствующим изменению кинетической энергии тела ; а
другой обобщенный закон гласит : в общем случае ненулевая работа силы над телом сопровождается в источнике силы любым расходом энергии; т.е. в зависимости от типа силы расход энергии произволен не только в большую сторону, но и в меньшую сторону вплоть до нулевого расхода энергии в источнике силы.
3. Основные следствия из п.1 и п.2.
3.1. Установлено расширенное значение физического понятия механической мощности силы,отличающееся тем, что в общем случае механическая мощность прямо не связана с кинематикой тела, на которое действует сила. В общем случае механическая мощность силы определяется через величину самой силы.
3.2. Кинетическая энергия любого тела определяется как произведение массы тела на линейную скорость тела.
3.3. В замкнутой системе тел со сконцентрированными массами, которые двигаются без внешних сил трения и сопротивления, сохраняется суммарная кинетическая энергия по п.3.2. Этот закон сохранения кинетической энергии выполняется независимо от вида соударений между телами в замкнутой системе.
4. Некоторые прикладные следствия из п.п.1,2,3.
4.1. Установлены более точные и полные (по сравнению с традиционными) механические и энергетические закономерности, описывающие равномерное движение, при котором сила трения или сопротивления среды уравновешивает движущую силу при достижении высокой скорости перемещения. В частности, для механизмов, имеющих редуктор любого вида, при определении мощности, несмотря на корректность умножения линейной (угловой) скорости на величину силы (момента силы), последняя величина требует уточненных способов измерения.
По энергетическим соображениям является ошибочным традиционное (стандартизованное для двигателей) измерение искомой величины с помощью динамометров, показывающих формальную силу торможения трением или иным сопротивлением при высоких скоростях равномерного движения, когда реальная распределенная энергия многократно меньше формально наблюдаемой. Искомую величину движущей силы (вращающего момента) необходимо определять только исходя из равенства такой силе торможения, которая имеет постоянное по своей сути значение независимо от скорости равномерного движения (пример - сила тяжести поднимаемого противовеса). Истинную механическую мощность на валу высоко оборотного двигателя по уточненной методике можно определять с помощью оборотопонижающего редуктора (с известным коэффициентом полезного действия), на выходном валу которого установлена грузоподъемная катушка с тросом и противовесами, перемещаемыми равномерно.
Измеренные таким способом реальные вращающие моменты (и реальные механические мощности) существующих двигателей окажутся в несколько раз меньше паспортных данных, причем паспортные данные проявятся как ошибочно завышенные тем сильнее, чем выше скорости вращения существующих двигателей. В итоге, перестанет быть парадоксальной, например, такая типичная ситуация: трактор, предназначенный для пахоты тремя конскими плугами, с учетом небольших потерь в трансмиссии должен был бы оснащаться двигателем с мощностью, по логике, не намного больше трех лошадиных сил; на практике же для выполнения требуемых функций подобный трактор приходится оборудовать двигателем, имеющим мощность (по действующим стандартам) порядка тридцати лошадиных сил.
4.2. В динамике движущихся сред распространенное выражение (rv2/2) представляет собой не общеизвестную формулу кинетической энергии одного единичного объема с массой (r) , а представляет собой сумму кинетических энергий по п.3.2 для общего числа (v) единичных масс (r) , перемещающихся в струйке со скоростью (v) , причем коэффициент (1/2) характерен лишь для некоторых частных случаев прикладной динамики поступательно движущихся сред.
Подобно этому, в проводнике с электрическим током при изменении силы тока пропорционально изменяется скорость свободных электронов, и в результате, квадратично изменяется сумма кинетических энергий по п.3.2 электронов, ударяющих атомы проводника. Таково подлинное объяснение закона Джоуля-Ленца, связывающего количество тепла в проводнике с величиной силы тока. При повторяющихся взаимодействиях реальный физический смысл имеет именно результирующая энергия, получаемая суммированием реальных кинетических энергий для последовательности движущихся единичных масс. Т.е. при определении результирующей энергии необходимо кинетическую энергию (которая для единичной массы рассчитывается по однозначной формуле, являющейся единственным реальным мерилом кинетической энергии) единичной массы умножать на количество единичных масс, проходящих в единицу времени, т.е. в конечном счете умножать на скорость движения. Хотя бы по одному этому аспекту, общеизвестная формула (mv2/2) не имеет смысла кинетической энергии единичной массы. Ведь данная формула выливается (при необходимом умножении ее на скорость (v) ) в тепловое действие электрического тока в зависимости от силы тока (от скорости (v) каждого электрона с массой (m) ) в третьей степени, что экспериментально не подтверждается.
Аналогичная ситуация наблюдается в молекулярно-кинетической теории газов и в т.п. явлениях. Ввиду подтверждения на практике (в системах многих движущихся тел) выражение (const .mv2) обладает истинным физическим смыслом – общей энергии системы многих движущихся тел. Если кто-то утверждает, что энергетически описал систему многих движущихся тел, и ссылается на совпадение с практикой, а ключевое выражение (const .mv2) в его понятиях – есть, наоборот, одинокая кинетическая энергия одного движущегося тела, то этот кто-то не может и (или) не хочет отличить систему тел от одного тела, провести точный научный анализ и внести исправления в свои понятия. Историческая ретроспектива свидетельствует, что этот кто-то остается на своих изначальных позициях десятилетиями и столетиями. Поэтому здесь имеет место самая непростительная пермонентная ошибка и (или) афера с его стороны. Описанный в данном подпункте казус очень показателен. И это лишь одна из многочисленных “ловушек” Природы и “лакмусовых бумажек” Истины для обнаружения верхоглядов и карьеристов (людей, которые сами себя и остальные несведующие считают “профессионалами”, а объективно являются подлинными дилетантами, у которых Наука вместо осмысления, творчества и служения делу связана с зубрешкой чужих идей, с быстротой математического счета и сводится к денежной кормушке на высоких должностях с целью паразитирования) в физической науке.
4.3. Установлено, что само движение электрических зарядов автоматически приводит к существованию магнитного поля, но это существование не сопровождается расходом какой бы то ни было энергии. Например, скорость уединенного электрона, движущегося в вакууме, не уменьшается со временем. Потери (или сопоставительно замедленный рост) кинетической энергии электрических зарядов могут происходить только по двум причинам (если исключить прочие заведомо внешние тормозящие воздействия). Во-первых, в результате столкновений зарядов с посторонними телами, что в электрическом проводнике соответствует ненулевому удельному электрическому сопротивлению. Во-вторых, под действием ЭДС самоиндукции в индуктивностях, причем данный фактор исчезает при постоянном электрическом токе.
При наличии хотя бы одного (из указанных сопротивлений, составляющих общий баланс потерь, в который принципиально не входит поддержание магнитного поля движущимися зарядами) сопротивления перемещениям зарядов для его компенсации необходимо подталкивать заряды. Это делается чаще всего с помощью разности потенциалов электрического поля, окружающего заряды, т.е. с помощью прикладывания электрического напряжения. Это действительно требует подвода энергии. Затраты энергии также неразрывно связаны с отдачей самих электрических зарядов во внешние цепи, т.е. с производством электрического тока внутри соответствующих устройств, в электротехнике называемых источниками питания. Таким образом, вся энергия источника питания уходит на преодоление сопротивления движению зарядов (благодаря полному напряжению электро-движущей силы) и (или) на отдачу электрического тока. Причем свойственное току поддержание магнитного поля не сопровождается сопротивлением движению зарядов, а значит, не отнимает ни малейшей доли от энергии источника питания.
В подтверждение установленного есть практические примеры, когда неизменный электрический ток течет при нулевом напряжении (вследствие отсутствия постороннего сопротивления движению зарядов) и вообще происходит не из источника питания, т.е. подвод энергии полностью отсутствует. Но даже без подвода энергии извне электрический ток, формирующий магнитное поле, остается постоянным. И вместе с током остается постоянным магнитный поток. Т.е. магнитное поле существует непрерывно, со своей стороны обладая конкретной энергией.
То что например свободный электрон, движущийся прямолинейно в вакууме, создавая магнитное поле (в виде концентрических окружностей в любой плоскости, перпендикулярной к траектории), не замедляется при этом – имеет ясное электромагнитное и механистическое объяснение. Уменьшающееся магнитное поле в плоскостях позади электрона наводит вихревое электрическое поле, которое вдоль траектории стремится ускорить электрон. Но точно такое же по величине и противоположное по направлению действие на электрон оказывает вихревое электрическое поле, наводимое увеличивающимся магнитным полем в плоскостях впереди по траектории электрона. В результате равенства нулю равнодействующей силы, электрон находится в состоянии равномерного прямолинейного движения в полном соответствии с первым законом И.Ньютона. Это подтверждает и практика в многочисленных корректных и объективных случаях.
4.4. Установлено, что сила магнитного взаимодействия ферромагнетиков, пропорциональная площади взаимодействия и квадрату магнитной индукции в зазоре, не зависит от электрической мощности питания, которую могла бы потреблять возможная возбуждающая обмотка ферромагнетиков. Т.е. ограничения для данной силы со стороны небезызвестного закона сохранения энергии (на самом деле, частного, а не всеобъемлющего) отсутствуют, и касательно электрических мощностей определяющими для данной силы являются совсем другие обстоятельства.
ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ОТКРЫТИЯ
Введение.
Более двух столетий назад в физике разгорелся спор между, так назовем, интуитивистами и формалистами. К числу первых можно отнести изобретателей вечного двигателя и физиков, считавших мерой движения тел - произведение массы тела на линейную скорость тела:
mv=P - по пророческим высказываниям И.Ньютона «количество движения» (правильно осовременивая, придем к словосочетанию «энергия движения», т.е. «кинетическая энергия»), позднее волюнтаристски названное "импульс тела”. К числу вторых относятся высмеиватели изобретателей вечного двигателя и физики, считавшие мерой движения тел - математическое выражение :
mv2/2=T - в старых терминах “живая сила” (которая на самом деле больше походит на “мертвую”), позднее самозванчески присвоившая себе физическое понятие «кинетическая энергия».
Из нижеследующего изложения будет видно, что интуитивисты были очень близки к пониманию объективных энергетических законов материального мира, но не смогли создать строгую научную теорию. Со своей стороны формалисты построили внешне стройную теорию, но в ее основание заложили ошибочные постулаты.
Известно, что победу (но не окончательную, как выясняется) в указанном споре одержали формалисты. Они сформулировали общеизвестные ныне энергетические законы официальной физики, систему которых далее в настоящем тексте будем называть для краткости «старая энергетика». Систему обобщенных энергетических законов материального мира, представляемую в данных материалах, будем называть для краткости «новая энергетика».
Новая энергетика в своей области устраняет недостатки и объединяет достоинства интуитивного осмысленного и формального поверхностного подходов в физике. Причем, представления старой энергетики, справедливые для некоторых явлений материального мира, получаются как частные случаи новой энергетики.
Сущность новой энергетики впервые была раскрыта в заявке Российской Федерации на изобретение «Электромашинный умножитель электрической мощности» – патент № 2126585 с датой приоритета 28.01.1997 года, а также излагалась в материалах заявки на соответствующее открытие, поданной 08.06.1998 года в Международную Ассоциацию авторов научных открытий (город Москва). Настоящий текст представляет собой переработанную компьютерную версию книги «Третий взгляд на проблему вечного двигателя» (г. Москва, 1998 год, 40 стр., Болдин А.Ю. – ISBN 5-901088-01-8).
Дальнейшее изложение будет построено на изучении конкретных примеров из практики и на противопоставлении старой энергетики и новой энергетики в каждом примере. По ходу изложения будут сформулированы основные постулаты новой энергетики.
Пример 1.
На поверхности Земли стоит человек с вытянутой вперед рукой ладонью вверх. Плавно положим на кисть руки человека предмет массой m=2кГ (акцентироваться на весе самой руки не будем). Попросим человека не допускать движения руки с предметом вниз. Рассмотрим данный опыт с двух позиций.
Старая энергетика.
Человек прикладывает к предмету силу Fр мышечного напряжения руки, направленную вверх и по величине равную силе тяжести (mg) предмета. Благодаря этому предмет находится в состоянии покоя. Считается, что работа А силы F зависит от произвольного перемещения S предмета, а именно, равняется скалярному произведению векторов F и S. В данном примере для работы Ар руки применима формула с обычным произведением величин Fр.S=Ар. Пока человек удерживает предмет: S=0, откуда: Ар=0. Этот результат согласуется с формальным поверхностным подходом старой энергетики, по которому кажущимся единственным признаком совершения работы силой является присутствующее соответствующее движение предмета.
Новая энергетика.
Человек прикладывает к предмету силу Fр мышечного напряжения руки, направленную вверх и по величине равную силе тяжести (mg) предмета. Благодаря этому предмет находится в состоянии покоя. Любой, кто лично проделывал данный опыт, знает: удержание тяжелого предмета на вытянутой руке требует от человека расхода энергии; и тем большего расхода, чем дольше приходится удерживать предмет. Абсолютно таким же расходом энергии сопровождается (аналогичная, но легко замечаемая со стороны) мышечная деятельность человека, например, при поднятии тяжестей вытянутой вперед рукой. Однако, объяснение усталости мышц человека вследствие работы можно найти в старой энергетике только для последнего случая (когда присутствует заметное движение вверх), но не для рассматриваемого опыта.
Кроме аспекта трат энергии во времени (и трат соответствующего “сгорающего” топлива во времени) существует второй аспект. При общем подходе работа силы является одинаково полезной (ненулевой и положительной по знаку) как при перемещении предмета силой, так и при недопущении силой перемещения предмета от противоположной другой силы. Удержание тяжелого предмета в изучаемом примере – это подлинно полезная и необходимая работа. Ведь стоит только силе Fр перестать действовать, как сразу же ситуация в опыте резко изменится - автоматически предмет начнет свободно падать. Работа удерживающей силы Fр (в дополнение к полезности в научном смысле) становится дословно полезной в обыденной жизни, если последствием не предотвращенного падения тяжелого предмета может стать, например, травма ноги близкого человека. И вообще, значительную долю жизненных трагедий составляют катастрофы, когда различные силы, до рокового момента противостоявшие силе тяжести (и к действию которых люди бессознательно привыкли или на которые люди нацелено полагаются), вдруг перестают работать, а высвобожденная сила тяжести делает свое (в этих случаях) “черное дело”.
В том числе с учетом вышесказанного в новой энергетике вводится отличная от старой формула для определения механической работы А силы F :
A=F.t , (1)
где: F - величина (модуль вектора) силы; t - время (продолжительность) действия силы F на тело при произвольной кинематике тела. В энергетическом описании по своей сути работа любой силы математически может быть только со знаком плюс. В кинематическом и в прочих смыслах работу конкретной силы допустимо именовать лишь характеристически “положительной” или “отрицательной” (наравне с иными литературными прилагательными-синонимами, содержащими оценку происходящего).
В противоположность механической работе, меняющийся математический знак (“+” или “-”) может быть приписан другим физическим понятиям, которые как раз и выполняют (помимо иных функций) функцию базиса для присвоения нужного знака решению в задачах механики. Имеется в виду, что одних сил и скоростей (понятия векторов и их проекций с законными здесь любыми знаками: “+” или “-”) достаточно для получения исчерпывающей информации о направлениях и знаках (или вообще полной информации обо всем – во многих задачах механики) при проведении физического анализа. Вопрос же о математических знаках механической работы и энергии еще будет затронут ниже.
В рассматриваемом Примере 1 сила Fр мышечного напряжения руки (и сам человек) совершает однозначно определяемую работу: Ар=Fр.t=mg.t , которая действительно является ненулевой и пропорциональной времени воздействия руки на тяжелый предмет.
Старая энергетика.
Для старой энергетики единственный путь приблизиться к реальности и истине (получить Ар?0 при удержании рукой предмета в неподвижности) - это в формуле Ар=Fp.S подразумевать под S не только координатно обнаруживаемое перемещение предмета, но и принципиально возможное перемещение предмета. Последнее ищется на основании внешнего восприятия условий опытов (в одном случае человек с вытянутой вперед рукой стоит на ровной поверхности Земли: S~1,5м ; в другом случае рука человека находится над обрывом глубиной, например, в сто пятьдесят метров: S~150м ; и т.д.). Соответственно, выражение Ар=Fp.S может иметь различные значения. А это неприемлемо, учитывая, что работа силы руки сущностно энергетически одинакова в подобных опытах. Кроме того, к примеру величина: Ар=Fр.S=mg.S=2кГ.g.1,5м=30Дж является просто константой, не соответствующей наличию зависимости работы человека от времени удержания предмета. Ничто не спасает старую энергетику от застревания в научном тупике.
Пример 2.
В открытом космосе в состоянии невесомости и покоя находится ракета. В начальный момент времени включим на номинальный режим реактивный двигатель малой тяги, с тем чтобы в течение длительного времени масса ракеты уменьшалась малозаметно. При работающем двигателе ракета будет находиться в состоянии равноускоренного набора скорости. Определим механическую мощность реактивного двигателя.
Старая энергетика.
Работа силы (в данном случае силы Fд тяги двигателя) равна: Ад=Fд S, где S - как и везде в старой энергетике - перемещение тела, т.е. ракеты, под действием силы. При равномерном движении тела мощность Nд равна: Nд=Aд/t=Fд S/t=Fд v, где v - постоянная скорость движения тела. При неравномерном по скорости движении (в том числе при равноускоренном движении) под v и Nд понимаются меняющиеся мгновенные значения, а формула для мощности должна оставаться такой же.
Строгое применение указанной формулы к рассматриваемой ракете, набирающей скорость, приводит к абсурдному выводу о постоянно нарастающей мгновенной мощности реактивного двигателя. Это уже свидетельствует о сущностной ущербности самой формулы и её истоков. Не поняв что надо серьезно задуматься, старая энергетика данное затруднение обошла путем “мелкой” подмены понятий : было решено в качестве (v) в указанную формулу подставлять вместо скорости движения ракеты – постоянную скорость vс истечения реактивной струи газов относительно ракеты. Тем самым, гордясь своей “изобретательностью”, изворотливые плуты формалисты пришли к приемлемому равенству : Nд=const .
С другой стороны, такое "волевое решение" привело к искусственному завышению (на несколько порядков) паспортных мощностей реактивных двигателей относительно, например, [Л.с.] - лошадиных сил.
В некоторых технических устройствах применение формулы (N=F v) старой энергетики – всё же обосновано для равномерного движения. Так, в редукторах с определенным передаточным отношением выполняется издревле известное и названное «золотое правило механики» о сохранении плечевых произведений силы на перемещение. Но даже это правило сама же старая энергетика умудрилась извратить, например, при описании движения автомобилей и при определении мощности двигателей внутреннего сгорания (ДВС). В результате, паспортные механические мощности ДВС и других двигателей относительно лошадиных сил завышены в среднем в 10 с лишним раз. Более подробный анализ этого вопроса будет чрезмерно утомительным и вообще является второстепенным в принципиальном противостоянии старой и новой энергетики.
Новая энергетика.
Работа силы (в данном случае силы Fд тяги двигателя) равна: Ад=Fд t . Независимо от отсутствия или наличия и вида движения ракеты – механическая мощность Nд равна :
Nд=Aд/t=Fд t/t=Fд . (2)
Т.е. в новой энергетике мощность - это энергетическая мощностная сторона действия силы как таковой (в дополнение к общеизвестному динамическому и статическому действию силы).
С точки зрения последнего принятая размерность силы FдU[H] – «Ньютон». С энергетической точки зрения наименование размерности механической мощности Nд=Fд (сводящейся к величине силы) должно основываться на символе [H] , но с обязательным указанием на мощностной ( «power» ) характер размерности. Поэтому целесообразно ввести специальную размерность NдU[Hр] – «Ньютон мощностной», также учитывая его существенные отличия в новой энергетике от известной размерности механической мощности «Ватт» : [Вт]=[Н м/с] , который имеет конкретную свою область применения и с позиций новой энергетики, но который не так связан с «Лошадиными силами» как считается. В целом, кажущийся порядок в действующих размерностях различных энергетических величин еще только предстоит навести, в том числе путем установления истинных их соотношений.
По теме Примера 2, реактивный двигатель работает на номинальном режиме с постоянной тягой Fд, поэтому автоматически получается разумное равенство для механической мощности реактивного двигателя : Nд=Fд=const . Это еще один аргумент в пользу новой энергетики.
Пример 3.
В задаче Примера 2 введем обозначения: m - масса ракеты; q - ускорение ракеты; S - перемещение ракеты за время t ; v - скорость ракеты, набранная к концу периода времени t ; Fд - сила тяги реактивного двигателя. Определим кинетическую энергию ракеты к концу периода времени t .
Старая энергетика.
Работа силы Fд идет на увеличение кинетической энергии ракеты: Ад=Тк-То , где То=0 - кинетическая энергия ракеты в начальный момент времени, когда ракета еще покоилась. Тогда кинетическая энергия к концу времени t равна :
Tк = Aд = Fд S = mq S .
В кинематике равноускоренного движения существует следующее выражение : S=v2/(2q) . Его подстановка дает :
Тк = mq v2/(2q) = m v2 / 2 .
Эта общеизвестная формула уже содержит противоречия, подтачивающие “непогрешимость” по поверхностному взгляду «фундамента и целиком здания» старой энергетики. Прошу обратить внимание :
с одной стороны : v=q t (q=const) и Aд=Nд t (см. Пример 2, где Nд=const) , т.е. (v) и Ад=Тк линейно зависят от времени t ;
с другой стороны : Ад=Тк=?=mv2/2=(mq2/2) t2 , т.е. Ад и Тк якобы квадратично зависят от времени t .
Список похожих нелепостей старой энергетики будет продолжен далее.
Новая энергетика.
Работа силы Fд идет на увеличение кинетической энергии ракеты :
Ад=Ек-Ео , (3)
где Ео=0 – кинетическая энергия ракеты в начальный момент времени, когда ракета еще покоилась. Тогда с учетом (1) кинетическая энергия к концу времени t равна :
Ек = Aд = Fд t = mq t = m v , (4)
т.е. Ад и Ек действительно линейно зависят от времени t .
Параллельно в равенствах (4) можно увидеть общеизвестное выражение, связывающее «импульс силы» (Fд t) с «импульсом тела» (m v) или с его приращением. В официальной физике это простое динамическое соотношение. В новой энергетике это важный энергетический закон, определяющий кинетическую энергию тела (бывший импульс тела) через механическую работу силы (бывший импульс силы) над ускоряемым телом, причем что самое важное – кинетическая энергия Е тела оказывается прямо пропорциональна массе (m) тела в первой степени и прямо пропорциональна линейной скорости (v) тела в первой степени.
Истинность именно такого определения (4) кинетической энергии будет дополнительно доказана в следующих примерах. Рассмотрим центральные соударения двух тел, двигающихся без трения и сопротивления вдоль одной прямой линии, т.е. одномерные задачи механики. Кинематика состояния системы тел после столкновения, исходя из состояния системы тел до столкновения, описывается обязательно с помощью классического «закона сохранения импульса замкнутой системы тел», который выполняется во всех подобных случаях. Это всем известно на протяжении последних столетий, что только придает вес настоящей трактовке кинетической энергии в виде «импульса тела» и делает перспективной всю концепцию новой энергетики.
Пример 4.
Соударение тела 1 массой m1=m0 , двигающегося со скоростью v1=v0 , с другим телом 2 массой m2=m0 , которое покоится (v2=0) . Для анализа используем готовые результаты из учебников касательно состояний системы тел после ударов.
Старая энергетика.
Суммарная кинетическая энергия Т в “живых силах” до удара :
T = T1+T2 = 0,5 m1 v12 + 0,5 m2 v22 = m0 v02 / 2 .
а) Абсолютно упругий удар. После удара тело 1 остановится (v1у=0) , а тело 2 станет двигаться со скоростью v2у=v0 . Суммарная кинетическая энергия после удара :
Tу = T1у + T2у = 0,5 m1 (v1у)2 + 0,5 m2 (v2у)2 = m0 v02 / 2 = Т ,
т.е. не изменилась.
б) Абсолютно неупругий удар. После удара тело 1 и тело 2 будут двигаться вместе с одинаковой скоростью : v1у = v2у = vу = v0/2 . Суммарная кинетическая энергия после удара :
Tу = 0,5 (m1+m2) (vу)2 = 0,5 * 2 * m0 * v02 / 4 = m0 v02 / 4 = Т/2 ,
т.е. уменьшилась в 2 раза по сравнению с состоянием системы до удара.
В прошлом, последний неожиданный результат потребовал объяснения от старой энергетики. Такое объяснение нашлось, и более того, было выдано за "несомненное" достоинство “живых сил”. Старая энергетика убедила себя и всех остальных в том, что половина начальной кинетической энергии системы уходит на нагревание демпфирующего элемента (находящегося между телами и обеспечивающего абсолютно неупругий удар) и через него уходит на нагревание самих тел системы, т.е. превращается во внутреннюю тепловую энергию тел. Или другими словами - при неупругом взаимодействии сохраняется полная энергия системы, складывающаяся из кинетической энергии и внутренней энергии тел.
Воспроизведенная формальная логика (избирательная и ошибочная, см. ниже) старой энергетики ввела в заблуждение не только физиков, но к сожалению и философов-материалистов (в том числе Ф.Энгельса). Это был первый, но не последний случай, когда «мать наук»-философия оказывалась на второстепенных ролях и занимала примиренческую позицию в отношении физического идеализма, ныне и давно процветающего в официальной физике. На пагубность такого пути для философии и для самой физики указывал ещё В.И.Ленин в своих философских трудах. Его суждения (как в конце концов будет понято всеми) были пророческими и выражающими истину, т.к. не отклонялись от объективного научного подхода в познании материального мира.
Новая энергетика.
Суммарная кинетическая энергия Е в «импульсах тел» до удара :
Е = Е1 + Е2 = m1 v1 + m2 v2 = m0 v0 .
а) Абсолютно упругий удар. После удара тело 1 остановится (v1у=0) , а тело 2 станет двигаться со скоростью v2у=v0. Суммарная кинетическая энергия после удара :
Еу = Е1у + Е2у = m1 v1у + m2 v2у = m0 v0 = Е ,
т.е. не изменилась.
б) Абсолютно неупругий удар. После удара тело 1 и тело 2 будут двигаться вместе с одинаковой скоростью : v1у = v2у = vу = v0/2 . Суммарная кинетическая энергия после удара :
Еу = (m1+m2) vу = 2 m0 v0 / 2 = m0 v0 = Е , (5)
т.е. в новой энергетике кинетическая энергия системы двух тел сохранилась и при абсолютно неупругом ударе, чему есть разумное объяснение.
При неупругом взаимодействии с телом 2 (также как при упругом) тело 1 тормозится только инерцией массы тела 2 , но одновременно соответственно неизбежно разгоняет стоявшее тело 2. В противном случае ничего не происходило бы в демпфирующем (или наоборот упругом) элементе, находящемся между телом 1 и телом 2 на одном из них. В остальном же, эти тела двигаются без постороннего трения и сопротивления. Поэтому сохранение кинетической энергии системы двух тел полностью соответствует физической логике. В тоже время, возможное нагревание тел в ходе неупругого взаимодействия (причем именно при сохранении кинетической энергии) в новой энергетике - это первое и не последнее, но абсолютно реальное "чудо", перечень которых ещё будет продолжен далее. Такие изыски Природы ничуть не более удивительны, чем например, “чудеса” существования пространства и времени или наличия во вселенной даже не бесчисленного количества, а хотя бы одного единственного атома, причем подчиняющегося объективным законам материи.
Отдельный анализ, который для краткости не станем приводить в настоящем документе, показывает : абсолютно неупругий удар на самом деле можно организовать различными способами с помощью различных демпфирующих элементов ; при прочих равных условиях все способы характеризуются различным уровнем нагревания тел, вплоть до нулевого в сравнении с формальной величиной Т/2=Т-Ту (предполагаемой “живыми силами”) ; а также есть практические возможности сведения к нулю величины потенциальной энергии обратимых деформаций в механизмах соответствующих демпфирующих элементов. Таким образом, в рассмотренном Примере 4-б) старой энергетикой желаемое ею было выдано за действительное. Т.е. фактического увеличения внутренней энергии может не быть совсем, и становится ещё более необъяснимым и неправдоподобным уполовинивание суммарной кинетической энергии, если определять её по вредному совету старой энергетики в “живых силах”.
Чтобы упростить последующие рассуждения и сделать вообще неуместной ссылку на внутреннюю энергию (конфисковать у старой энергетики эту «соломинку», за которую хватаются формалисты в примере на абсолютно неупругое столкновение двух тел) , далее будем исследовать только абсолютно упругие удары, когда заведомо невозможен прирост внутренней энергии системы тел в состоянии конца взаимодействия.
Пример 5.
Соударение тела 1 массой m1 , двигающегося со скоростью v1 , с телом 2 массой m2 (много большей, чем m1), которое покоится (v2=0).
Состояния системы двух тел до удара и после удара показаны на рис.1, который повторяет схемы опытов, описанных ещё И.Ньютоном. Т.к. m2>>m1 , то при абсолютно упругом ударе направление движения тела 1 изменится на противоположное при почти не изменяющемся модуле скорости тела 1. Оценим теперь скорость тела 2 после удара v2у , применив для решения задачи как всегда закон сохранения импульса. Импульс системы до удара :
Е = Е1 + Е2 = m1 v1 + m2 v2 = m1 v1 .
Импульс системы после удара :
Еу = Е1у + Е2у = m1 v1у + m2 v2у = – m1 v1 + m2 v2у .
Из обязательного равенства Е=Еу получаем : m2 v2у = 2 m1 v1 , откуда :
v2у = ( 2 m1 / m2 ) v1 .
Возьмем для конкретности m2 = 1000 кГ, а величины m1 и v1 будем варьировать в трех опытах согласно табл.1. Там же приведены значения v2у , найденные по только что полученной формуле. Кстати, значения v2у одновременно характеризуют в точности (см. Дополнения к Примеру 5, в которых предложены исчерпывающие решения задач ударов тел) : на сколько модуль скорости v1у меньше модуля скорости v1 в каждом опыте. Из табл.1 видно, что этой разницей можно пренебречь, тем более из-за её не влияния на суть проводимого анализа и на выводы из него.
Итак, проверим сохранение кинетической энергии внутри замкнутой системы двух тел - в данном примере, напомним - единственного вида энергии по итогам абсолютно упругих ударов.
Таблица 1
Опыт |
|
m1 , кГ |
V1 , м/с |
|
m2 , кГ |
V2y , м/с |
I |
|
2 |
5 |
|
1000 |
0,02 |
II |
|
10 |
5 |
|
1000 |
0,10 |
III |
|
2 |
25 |
|
1000 |
0,10 |
Таблица 2
Опыт |
|
T1 = m1 V12 / 2 , Дж |
|
T2y = m2 V2y 2 / 2 , Дж |
T1y = m1 V12 / 2 , Дж |
I |
|
25 |
|
0,2 |
25 |
II |
|
125 |
|
5,0 |
125 |
III |
|
625 |
|
5,0 |
625 |
Таблица 3
Опыт |
|
Е1 = m1 V1 , [кГ м/с] |
|
Е2y = m2 V2y , [кГ м/с] |
Е1y = - m1 V1 , [кГ м/с] |
I |
|
10 |
|
20 |
- 10 |
II |
|
50 |
|
100 |
- 50 |
III |
|
50 |
|
100 |
- 50 |
Старая энергетика.
На основании табл.1 рассчитаны кинетические энергии Т тел до и после удара, см. табл.2. Поскольку удары абсолютно упругие, то в каждом опыте должно было бы наблюдаться равенство суммарных кинетических энергий до и после удара :
Т = Ту ,
Т1 + Т2 = Т1у + Т2у .
На первый взгляд , так оно и есть (конечно с поправкой на сделанное округление скоростей после удара, более чувствительное для v1y = - v1 ) по данным табл.2 :
( Т1 + Т2 ) = Т1 ;
( Т1у + Т2у ) » Т1у = Т1 , т.е. равно предыдущей строке.
Однако, строго говоря, величина Т1у обязана быть с отрицательной функцией знака перед “живой силой” в отличие от положительной величины Т1 , и совпадения между ними принципиально не получается. А т.к. суммарная кинетическая энергия всей системы тел в “живых силах” фактически сводится к энергии именно одного тела 1 (об этом говорят числовые значения из табл.2, и в этом большая конкретная ошибка “живосильного” описания энергии) , то соответственно телу 1, в “живых силах” как раз нарушается закон сохранения суммарной кинетической энергии. Ведь энергия движения тела 1 (главное - в “живых силах” она же - суммарная кинетическая энергия примерно) поменяла свою направленность на абсолютно противоположную, см. рис.1, причем что особенно странно, сделала это как будто бы «сама по себе» без видимых (в табл.2 относительная малость значений Т2у ) причин и последствий в замкнутой системе тел. Попытки формалистов унизить кинетическую энергию до скаляра (вместо статуса вектора) и шаблонные ссылки на скалярность энергии движения являются не более чем околонаучной демагогией, призванной скрыть те кричащие противоречия здравому физическому смыслу, которые при пристальном рассмотрении проявляются в результатах с “живыми силами” во всех задачах столкновений тел (не исключение и текущий Пример 5).
К такому же выводу о неадекватности “живых сил” в случае ударов - приводит анализ отдельно опыта I в табл.2. Тело 1 летит на тело 2 с энергией 25 Дж. Чтобы остановить тело 1 и отбросить его обратно, требуется сопоставимая энергия от второго тела, но никак не мизерная энергия 0,2 Дж, приобретаемая телом 2 по расчетам с квадратами скоростей в Т. Аналогичная ситуация наблюдается в опытах II и III, см. табл.2.
Но по-настоящему убийственно для старой энергетики следующее. В опытах II и III тело 2 получает от тела 1 одинаковую кинетическую энергию 5 Дж. Сделаем вид будто бы не замечаем, что в опыте II для этого потребовалось повышенное количество – аж целых 125 Дж начальной энергии тела 1, просто запомним эту цифру. Сейчас интерес в другом. В сравнении, в опыте III начальная энергия тела 1 в 5 раз (на 500 Дж) больше, чем 125 Дж тела 1 в опыте II , а тело 2 приобрело в опыте III почему-то совпадающую с опытом II кинетическую энергию 5 Дж. В связи с такой нелогичностью энергий уместен подытоживающий неприятный для формалистов вопрос : поскольку упомянутые излишние 500 Дж не вложились в энергию тела 2, а их превращение во внутреннюю энергию системы заведомо невозможно при абсолютно упругом ударе (т.е. больше никак нельзя повлиять на тело 2, и получается что прикладываемые к нему излишние «Джоули» пропадают без следа) , то единственно правильное – озадачиться : не являются ли все подобные излишние «Джоули» и вообще сами «Джоули» существующими только на бумаге и плохо соответствующими условиям реальности, и взаимосвязано “живые силы” не перестают ли быть однозначным истинным критерием кинетической энергии (тем более что у них появилась серьезная альтернатива в виде «импульсов тел» Е в роли кинетической энергии) ?
На поставленные вопросы обнадеживающие ответы для старой энергетики дать затруднительно, а объективно говоря, просто невозможно.
Новая энергетика.
На основании табл.1 рассчитаны кинетические энергии Е тел до и после абсолютно упругого удара, см. табл.3. Равенство суммарных кинетических энергий до и после удара в каждом опыте выполняется абсолютно :
Е = Еу ,
Е1 = Е1у + Е2у .
Причем, вся система тел как имела до удара суммарную кинетическую энергию, направленную влево на рис.1 (положительная проекция на ось Х), так и после удара сохранила такую же положительную направленность суммарной кинетической энергии.
В опыте I при взаимодействии тело 2 сначала остановило тело 1, переняв весь его импульс 10 [кГ м/с], а затем отбросило тело 1 с взаимными добавочными импульсами по 10 [кГ м/с] для каждого тела, т.е. после удара тело 2 обладало окончательным импульсом 20 [кГ м/с]. Аналогичный разумный расклад энергий внутри опыта II и внутри опыта III. В сравнении, при переходе от опыта I к опыту II начальный импульс тела 1 возрос в 5 раз, и во столько же раз увеличился импульс тела 2. Наконец, в опытах II и III значение Е2у одинаково, и вызвано оно одинаковым адекватным значением Е1 , см. табл.3. Все это более чем логично – это единственно правильно.
Важно отметить и повторить следующее. В опыте II по сравнению с опытом I в 5 раз увеличилась масса тела 1 (см. табл.1), а в опыте III по сравнению с опытом I в 5 раз увеличилась скорость тела 1, что одинаково отразилось на кинетической энергии самого тела 1 и на кинетической энергии тела 2, см. табл.3. Это ещё раз говорит о равнозначности влияния первой степени массы тела и первой степени скорости тела на кинетическую энергию тела и, соответственно, на последствия ударных взаимодействий между телами.
Объемы документации, предоставляемой вниманию читателей, не позволяют проиллюстрировать, что в большинстве механических явлениях материального мира - реально наблюдаемые проявления кинетической энергии (энергии движения) тел определяются законом (4) новой энергетики. В частности, при вращении твердых тел реальный физический смысл имеют лишь «моменты импульсов» масс и связанные с ними величины. По аналогии с равенством (5) в новой энергетике при вращении твердых тел всегда выполняется закон сохранения «моментов импульсов», как кинетических энергий вращающихся тел.
Примеры 3, 4 и особенно Пример 5 доказывают явную ошибочность всеохватывающего принятия формального математического выражения Т=mv2/2 в качестве кинетической энергии. Данное математическое выражение, выведенное из постулата старой энергетики A=FS , совершенно непригодно в частности для описания динамики и соударений тел. Это автоматически свидетельствует и о, по меньшей мере, не универсальной применимости самого постулата A=FS .
Вторым основным постулатом старой энергетики является закон сохранения энергии замкнутой системы : полная энергия не может возникать из ничего и исчезать в никуда, а только вся или её части переходят из одних видов энергии в другие виды энергии ; энергия замкнутой системы может повышаться лишь под действием внешних сил. Докажем теперь, по меньшей мере, не универсальную применимость и этого второго постулата старой энергетики. Параллельно приведем обобщающие постулаты новой энергетики, именно которые обладают универсальностью применения и которые в ряде частных случаев сводятся к формулировкам старой энергетики, там где последние всё же соответствуют чертам действительности.
Пример 6.
Пусть на поверхности Земли лежит тело малых размеров с массой m=2кГ. Внешняя вертикальная сила Fв=20 Н поднимает тело на высоту h=5м , а затем отпускает тело, которое летит вниз с ускорением (g) свободного падения на поверхность Земли (сопротивлением воздуха пренебрегаем). Дадим энергетическое описание данного опыта.
Старая энергетика.
Старая энергетика по идее могла бы сказать, что сначала при поднятии телаработаласила Fв, преодолевая силу тяжести, а потом при падении тела работала непосредственно сила тяжести (mg). Эти работы старая энергетика записывает, как A=Fh , что по большому счету неправильно, но здесь дело даже не в форме выражения для работы силы. Утверждение о явной работе силы тяжести при падении тела было подсознательно неприемлемо для формалистов, посчитавших что это будет «сдачей позиций» неприятелю – интуитивистам, которые догадывались о реальности полезной работы силы тяжести без каких-либо затрат энергии (отсюда, многочисленные попытки интуитивистов построить вечный двигатель первого рода).
Формалисты, создавая старую энергетику, заодно хотели с ее помощью публично окончательно разгромить и опорочить интуитивистов. Исхитрившись, формалисты изобразили рассматриваемый опыт в выгодном для себя свете по понятиям старой энергетики : внешняя сила Fв, поднимая тело, увеличивает энергию замкнутой системы Земля-тело ; на высоте 5м тело получает соответствующую потенциальную энергию ; затем при падении тела происходит лишь превращение потенциальной энергии тела в кинетическую энергию тела.
Как видим, старая энергетика виртуозно исключила работу силы тяжести, при этом назвав силу тяжести "внутренней консервативной силой замкнутой системы". Такая «кликуха» была выдумана формалистами как средство для самоуспокоения и в неосознанной надежде, что одной подобной игры слов достаточно для объяснения явственного принципиального отличия : почему сила тяжести и аналогичные силы существуют, действуя без затрат энергии ; в отличие от других усилий, возникающих только при расходе разных топлив. Введя формальное и неправильное разделение этих сил и усилий на ,соответственно, внутренние консервативные и внешние, старая энергетика не вскрыла, а скрыла проблему, и сама не ведая того, завела себя в тупик. Неумение замечать и нежелание разбираться в своих неточностях (иногда кажущихся мелочами, но в которых зачастую и «зарыт дьявол», а иногда размером с «бревно в собственном глазу») в конце концов всегда приводит к краху. Всё это свойственно старой энергетике и её судьбе. Покажем, что неотступное применение самой же старой энергетики приводит не к чему иному, кроме как к губительным для неё же противоречиям.
С этой целью сначала рассмотрим вспомогательный опыт : на поверхности Земли в заданной точке находится тело той же массы m=2кГ, и внешняя (но теперь горизонтальная) сила той же величины Fг=20 Н , не выходя из горизонтальной плоскости, меняет положение тела с полной величиной перемещения S=5м. Сила Fг совершила работу по перемещению тела :
Aг = Fг S = 20H 5м = 100 Дж ,
а у самого тела никакой потенциальной энергии и другой нет.
Вернемся к основному опыту Примера 6. В процессе поднятия тела на высоту h=5м вертикальная сила Fв совершила работу по перемещению тела в пространстве :
Aв= Fв h = 20H 5м = 100 Дж ,
которая математически ничем не отличается от работы Аг. И по старой энергетике якобы одновременно увеличилась энергия системы Земля-тело на величину возникшей у тела потенциальной энергии :
Uв=mgh= 2кГ g 5м » 20Н 5м = 100 Дж ,
что явилось следствием воздействия внешней силы Fв на замкнутую систему.
Таким образом, в активе силы Fв, ответственной за всё в старой энергетике, числятся : работа по перемещению тела плюс работа по образованию потенциальной энергии в замкнутой системе. Т.е. сила Fв совершила полную работу:
Авп=Aв+Uв=100Дж+100Дж=200Дж = 2 ( Fв h ) ,
которая, содержа общий множитель «2», во столько раз больше и работы Аг на том же самом по величине перемещении 5м. Мы видим, что в старой энергетике по идее должно было быть подобное соотношение работ. Но тогда опровергается нарочитая однозначность определения работ сил (через единственный общий множитель «1» помимо косинуса угла), являющаяся наоборот столпом старой энергетики. Как только теперь выясняется, формалисты (сами ничего не поняв) по факту скрыли этот аспект противоречий.
Корень же обсуждаемых логических ошибок старой энергетики (приведших её к неспособности корректно описывать даже такие простые опыты) : в придании серьезного физического смысла на самом деле чисто конструктивному понятию потенциальной возможности (“энергии”) у тела двигаться от силы после освобождения ; и в навязчивом желании сделать величину “потенциальной энергии” такой какая нужна формалистам, хотя в действительности она всегда равна нулю как посторонняя нефизическая сущность ; а также в заведомом отбрасывании правильного посыла, что энергия системы возрастает только в процессе падения ранее поднятого тела и только за счет материальной работы силы тяжести, несмотря на задарность действия самой силы тяжести (и аналогично для других задарных сил материального мира).
Обнаруженная неразбериха с общим множителем у работы силы в старой энергетике возникает, как следствие допущения и даже настаивания формалистов на одновременном совместном задействовании и величины потенциальной энергии и формульной единственности общего множителя «1», тогда как в действительности их применение взаимоисключено : настаивая на наличии потенциальной энергии тела, Вы обязаны ввести общий множитель «2» в работе внешней силы, что ведет в дальнейшем к глупостям во всём остальном ; настаивая на единственности общего множителя «1» (что здесь вправду разумно) , Вы обязаны в выражении Авп=Aв+Uв=1( Fв h ) одно из слагаемых считать равным нулю, а т.к. нельзя сделать нулевой работу Ав перемещения тела ввиду её явной реальности, то не остается ничего иного, кроме тождественного приравнивания к нулю именно величины гипотетической потенциальной энергии : Uв ? 0 , причем именно в положении тела на высоте h=5м над поверхностью Земли. Что и требовалось доказать.
Это же получается из честного анализа ещё одного наукообразного выверта старой энергетики, претендующего на великомыслие : якобы “работа консервативной силы при перемещениях тела по замкнутой траектории равна нулю” (данная формулировка в устах формалистов должна была укрепить впечатление, будто бы консервативные силы реальной работы не совершают, что и “объясняет” их очевидную задарность существования, а заодно должна была подтвердить “научное отрицание” любого вечного двигателя первого рода). Вариантом замкнутой траектории движения тела в поле консервативной силы и является основной опыт Примера 6, когда подверженное силе тяжести тело с поверхности Земли сначала поднимается вертикально на высоту 5 метров, а затем опускается перпендикулярно к земной поверхности в исходную точку.
Сейчас надо вспомнить в общем виде формулу для работы согласно старой энергетике : работа силы равна скалярному произведению вектора силы на вектор перемещения тела, т.е. равна алгебраическому произведению модуля силы на модуль перемещения и на косинус угла между векторами. Когда внешняя сила перемещает тело вверх, направленной вниз силе тяжести (mg) даже старой энергетикой приписывается работа Ат , правда со знаком «минус» (наличия которого по думам формалистов достаточно, чтобы перевести эту работу в разряд мнимых) :
Ат = mg h cosa = - 2кГ g 5м » - 20Н 5м = - 100 Дж .
Но подлинно мнимой работа Ат была бы только в случае своего полного отсутствия, т.е. при равенстве нулю на каждом шаге движения тела. А она здесь не нулевая, да и так любому непредвзято здраво мыслящему ясно, что сила тяжести реально работает, совершает реальную работу, в данном случае предельно затрудняя внешней силе Fв=20Н поднимать тело. Ведь без работы силы тяжести тело поднималось бы многократно быстрее, чем наблюдается на практике в поле тяготения Земли.
Работа Ат»-100Дж интересует нас не только сама по себе, но и для изучения потенциальной энергии тела в точке максимального подъема на высоте 5 метров. Энергия замкнутой системы для этой точки вследствие минусовой работы силы тяжести по старой энергетике (которая, позволяя прибавлять к энергии системы работу со знаком «+» , обязана позволить прибавлять к энергии системы работу со знаком «-» , т.е. вычитать) должна стать меньше на указанные 100 Дж , если ничего больше не было бы. Однако, мы знаем о ещё одной работе, но вынужденной тратиться с преодолением отрицательной работы силы тяжести почти в нулевом балансе, а именно речь идет о работе внешней силы. Сама по себе работа внешней силы по расчету для конца подъема тела составляет :
Aвп = Fв h = + 20H 5м = + 100 Дж .
Вся эта плюсовая энергия целиком уходит лишь на покрытие иначе возникающей убыли энергии от работы Ат (целиком уходит лишь на поддержание изначального уровня энергии замкнутой системы) , а на что-то сверх этого уже не остается ресурсов от объема работы внешней силы. В результате, по сравнению с точкой h0=0м в точке h=5м прирост энергии системы Земля-тело (он же есть ожидаемая потенциальная энергия тела) нулевой или в лучшем случае без округлений всё равно несоизмеримо меньше провозглашаемой формалистами абстрактной величины mgh=100Дж .
Опять получается отсутствие потенциальной энергии Uв у тела, даже в рамках старой энергетики, если быть до конца последовательным при применении её же исходных положений. Остается только посочувствовать самоопровергаемой запутавшейся старой энергетике, и на свою беду не подозревающей об этом. Наверно, ей следовало пойти ещё дальше, чем принижать работу силы тяжести путем одной только подгонки знаков «-» и «+», а пофантазировать на предмет кардинального окончательного решения вопроса работы консервативной силы, чтобы по формулам старой энергетики такая работа всегда и везде тождественно равнялась нулю, хотя это совсем против истины. Поставят или не поставят перед собой формалисты данную цель, высосут или не высосут из пальца что-нибудь новенькое – ни что не сделает старую энергетику полностью соответствующей объективной реальности.
И всё же, если временно закрыть глаза на фундаментальные пороки старой энергетики, её можно чуть-чуть развить и улучшить. Посмотрим, к чему приведет вот такое уточнение в старой энергетике. Когда некая сила действует на тело, а оно перемещается перпендикулярно вектору этой силы, т.е. некая сила не имеет отношения к перемещению тела, то в пределах своей концепции старая энергетика справедливо считает, что работа некой силы должна равняться нулю. Это обеспечивается значением cos900=0 в формуле для работы некой силы. Но старая энергетика не должна останавливаться в своем поиске нулевых работ. Поможем ей в этом поиске.
Пусть имеется покоящееся тело, но способное свободно двигаться. Вдоль прямой, проходящей через центр массы тела, приложим к телу две активные (которые могут не только тормозить движение тела, но и ускорять движение тела) силы одинакового модуля, но противоположных направлений, чтобы равнодействующая сил была нулевой. Мгновенным толчком можно заставить тело двигаться с постоянной скоростью в любом направлении, в том числе или сонаправлено одной активной силе или сонаправлено другой активной силе. Тогда тело будет перемещаться само по себе с постоянной скоростью хоть в бесконечность хоть вечно, также как если бы на тело вообще ничего не действовало. Совершенно очевидно, что в этом случае работа над телом должна автоматически равняться нулю в старой энергетике. Это получится только если в формулу механической работы Aо=FоS подставлять в качестве Fо по физическому смыслу здесь именно равнодействующую нулевую силу от двух активных сил. Так надо поступать в аналогичных случаях.
Воспользуемся предложенным следствием из старой энергетики при анализе основного опыта Примера 6. На тело массой m=2кГ постоянно действует вниз сила тяжести :
mg = 2кГ 9,8м/с2 = 19,6 Н . После приложения вверх к лежащему телу внешней вертикальной силы Fв=20Н , тело будет подниматься под действием равнодействующей силы :
Fо = Fв – mg = 20Н – 19,6Н = 0,4 Н , работа которой над телом в замкнутой системе составляет :
Aо = Fо h = 0,4Н 5м = 2 Дж ,
причем это единственная значимая работа в остатке, и других впрысков энергии в замкнутую систему больше нет. Т.е. телу на высоте 5 метров может быть приписано с намеком на потенциальную энергию всего 2Дж , что превращает в иллюзии благостные надежды старой энергетики на 100Дж . Да и эти 2Дж принадлежат не потенциальной энергии тела, а относятся исключительно к величине собственно работы силы именно по перемещению тела в пространстве.
Как не крути, в самой старой энергетике (тем более в новой энергетике) “потенциальная энергия” тела в поле консервативной силы всегда и везде нулевая, т.е. вообще не является обязательно нужным физическим понятием, но сам термин имеет право на существование в качестве общелитературной описательной характеристики видимых свойств замкнутой системы.
В свете сказанного, приходится иначе взглянуть на вторую стадию основного опыта Примера 6, когда малое тело на высоте 5 метров (на которой оно удерживалось внешней силой, выключившейся в какой-то момент, или на которой тело просто лежало на полке, и его спихнули в какой-то момент) лишается опоры и свободно падает на поверхность Земли. Если сама же старая энергетика в итоге убедилась в отсутствии потенциальной энергии у тела на высоте 5м, а с началом падения тела в замкнутой системе действует на тело только сила тяжести, то вместе со старой энергетикой все другие не могут не признать : увеличение энергии замкнутой системы происходит именно во время падения тела и именно за счет роста до полного значения кинетической энергии падающего тела, и происходит это вследствие реальной работы именно силы тяжести, разгоняющей тело, и всё это несмотря на задарность (консервативность) силы тяжести. Данный вывод вряд ли понравится формалистам, т.к. служит опровержением закона сохранения энергии, также недозрело введенного старой энергетикой, как и осужденное понятие потенциальной энергии. Но объективной реальности и истине начихать на мнение формалистов (и на любое другое ошибочное мнение).
Старая энергетика будет вынуждена согласиться с указанным энергетическим раскладом в замкнутой системе Земля-тело и с материальностью работы силы тяжести, в частности при падении тела с высоты 5 метров. Это самое главное. И уже после этого не столь принципиально, но немаловажно установить, как правильно математически записывается работа силы тяжести Fт=mg при падении тела и соответствующая кинетическая энергия тела к концу падения : или Aт=Fт t и E=mv по новой энергетике , или Aт=Fт h и Т=mv2/2 по старой энергетике. Этой альтернативе (а в чем-то дуализму) уделено много внимания в настоящих материалах. Так выводу конфликтующих формул кинетической энергии был посвящен Пример 3.
Не будем полностью повторять выкладки старой энергетики в Примере 3, а посмотрим на это под несколько другим углом зрения. Когда по учебникам старая энергетика приравнивает Т=Uв=mgh , то на самом деле это не более чем подсознательное у формалистов стремление к совпадению в конечных символах с истинной формулой Т=Ат при падении тела : Т=Ат=Fтh=mgh . Дальнейшие преобразования с помощью кинематического равенства h=v2/(2g) дают знакомую формулу “живой силы” :
Т = mgh = m g v2/(2g) = mv2/2 .
Ранее неоднократно было показано, что “живые силы“, удовлетворяя многому, в то же время не удовлетворяют требованиям понятия истинной кинетической энергии тела. Записав последнее выражение иначе :
m v2 / 2 = m g h ,
v2 = 2 g h ,
______
v = O 2 g h ,
получаем возможность правильно рассчитывать скорость (v) в конце падения тела в зависимости от высоты (h) начала падения вблизи поверхности Земли. Однако, эта полезная формула (и смежные) была изначально выведена в чистой кинематике равноускоренного движения еще задолго до появления старой энергетики, и не является личной заслугой старой энергетики перед Физикой. Так что эту формулу и способ её получения через старую энергетику (некоторые уравнения которой наоборот появляются из кинематических равенств) нельзя воспринимать, как серьезный аргумент в пользу базисности и осмысленности отдельных уравнений старой энергетики (на что она претендует), а тем более в претензиях сводной старой энергетики на статус единственно правильной и всеохватывающей (подобный статус должен подкрепляться совокупной практикой во всех проявлениях материального мира). К сказанному в данном абзаце относительно “живой силы” и скорости тела, совершенно аналогичная ситуация наблюдается при записи формул для случая ускорения заряженных частиц, двигающихся в вакууме, с помощью разности электрических потенциалов. Принятые единицы измерения в микромире «ЭлектронВольт-ы» или «МЭВ-ы» , будучи “живыми силами”, дают необъективную картину кинетических энергий и взаимодействий частиц. Определяя кинетические энергии через «импульсы» частиц по новой энергетике, можно будет во многом уточнить наши представления о микромире.
Выше проведенный анализ высветил скрытые логические ошибки старой энергетики, желавшей во что бы то ни стало "научно доказать" существование сформулированного ею самою и ей же нравящегося закона сохранения энергии. Этот писанный на бумаге (но отсутствующий в жизни) закон выдается формалистами за всеобъемлющую объективную реальность материального мира, но по многим фактам не является таковым.
Новая энергетика.
Продолжим критиковать терминологию и методологию старой энергетики в Примере 6. Во-первых, хотя это не очень важно, система Земля-тело не является образцовой замкнутой системой т.к. : не видны смещения второго тела системы – планеты Земля , и не видны вынужденные смещения общего центра масс замкнутой системы ; на систему Земля-тело трудно воздействовать силами или телами, не принадлежащими этой системе ; в отличие от образцовой замкнутой системы, например, из группы связанных мячиков в невесомости и вакууме, когда действие на хотя бы один мячик со стороны ударяющего внешнего тела или силы наглядно изменяет суммарный импульс системы мячиков.
Во-вторых, что очень важно, при поднятии малого тела с поверхности Земли - единственной истинно внешней силой, не оставляющей прочих следов своего пребывания, могла бы быть только вертикальная тяга движителя НЛО, прилетевшего из далекого космоса и улетевшего обратно. Все же остальные возможные вертикальные силы обязательно являются внутренними силами системы Земля-тело, как например в случае поднятия малого тела руками человека, ноги которого всё равно упираются в Землю, т.е. сила мышц человека одновременно действует и на тело и на Землю внутри замкнутой системы. Отдельно же для малого тела, не только поднимающая его вертикальная сила является внешней, но и любая приложенная к нему со стороны сила также будет для него внешней, в том числе обязательно и сила тяжести (mg), действующая на массу малого тела.
В-третьих, что очень важно, также ошибочно формалистское наименование консервативных сил в противопоставление неконсервативным силам. Совершенно очевидно, что под консервативными силами формалисты подразумевали (но конечно не могли открыто так назвать) только задарные силы, несомненно существующие, в консервативном поле которых тело может иметь “потенциальную энергию”. Но консервативное поле могут создавать и незадарные силы, например, включенный электромагнит и прилипший к нему якорь, который после отрывания его от электромагнита будет стремиться обратно к электромагниту. Совершенно очевидно, что под неконсервативными силами формалисты подразумевали (и с удовольствием всё вешали на них) незадарные силы, возникающие лишь благодаря расходам различных энергий. По старой энергетике в Примере 6 вот такая неконсервативная (и для пущей важности по названию одновременно “внешняя”) вертикальная сила поднимает тело с поверхности Земли и якобы заряжает систему “потенциальной энергией” , чему объяснение – потребление конкретной энергии и топлива источником данной силы, только которая и способна на все эти подвиги по мнению формалистов. Но основной опыт Примера 6 можно провести так, чтобы поднятие тела на высоту осуществляла наоборот задарная сила. Например, по горизонтальным рельсам на уровне поверхности Земли постоянный магнит на тележке сам притянется, подкатится и встанет над железным телом, лежащим в углублении. После этого сила магнитного притяжения постоянного магнита поднимет железное тело со дна углубления, сообщив железному телу соответствующую “потенциальную энергию”. Если затем растворить постоянный магнит кислотой или просто освободить его в тележке, то больше не удерживаемое на высоте железное тело упадет обратно вниз с образованием кинетической энергии, как и в аналогичных опытах.
Из сказанного следует, что нельзя шаблонно применять запутывающие (а не проясняющие) субъективные определения и термины старой энергетики. В каждом конкретном случае надо подробно разбирать суть происходящего и давать корректные характеристики и названия физическим понятиям и величинам. В частности, по новой энергетике наименование «задарные» силы (или «незадарные» силы) не просто более честное, оно более понятное и правильное в сравнении с прежней классификацией.
Далее переходим к формулировкам основных постулатов новой энергетики и к применению их в рассматриваемой задаче. Первый постулат выражается ранее представленной формулой (1) и гласит : любая сила, действующая на тело, совершает механическую работу, пропорциональную времени действия этой силы и не зависящую от кинематики тела. Таково расширение физического понятия механической работы в новой энергетике.
Вторым постулатом новой энергетики является закон совершаемых работ : работа силы над телом приводит к изменению кинетической энергии тела или (и) идет на противодействие иным силам, приложенным к телу и препятствующим возможному изменению кинетической энергии тела от данной силы :
А = DЕ + А^ , (6)
где А^ - работа противодействия, равная работе иных сил, препятствующих появлению полного изменения кинетической энергии, которое было бы в отсутствие иных сил. Частным предельным случаем закона (6) является Пример 1, в котором DЕ=0, а анализируемая работа Ар руки человека целиком уходит на противодействие иной силе - силе тяжести руки с предметом. Другим предельным случаем закона (6) является Пример 3, в котором наоборот А^=0, а анализируемая работа Ад тяги реактивного двигателя сводится к равенствам (3) и (4) для кинетической энергии ракеты.
Рассматриваемый сейчас Пример 6 представляет собой общий случай закона совершаемых работ по формуле (6) на стадии подъема тела. Т.к. вертикальная сила Fв=20Н чуть больше силы тяжести : mg = 2кГ 9,8м/с2 = 19,6 Н , то тело поднимается с малым ускорением, численно равным : q=(Fв-mg)/m=0,4Н/2кГ= 0,2 м/с2. Соответственно, на увеличение кинетической энергии Е тела (собственно на перемещение тела до высоты 5м) уходит лишь малая доля от полной работы Ав=Fвt силы Fв , а от работы Ав основная доля – это работа А^ по противодействию силе тяжести, в отсутствие которой тело поднималось бы силой Fв с максимальным ускорением 10 м/с2. Слагаемые формулы (6) можно анализировать также через механические мощности (2) с тем же соотношением в результате :
Ав = DЕ + А^
Nв = (DE/t) + N^
Fв = (Fв-mg) + mg
20 Нр = 0,4 Нр + 19,6 Нр ,
где [Нр]=[Ньютон мощностной] – одна из разрешенных размерностей мощности в новой энергетике.
На стадии после высвобождения тела на высоте h=5м при ускоренном его движении вниз под действием силы тяжести – над малым телом работает только сила тяжести Fт=mg , для которой тоже справедлив закон (6) : Ат = DЕ + А^ , где (аналогично Примеру 3) А^=0 из-за отсутствия действия на тело и естественно силы Fв , и диссипативной силы сопротивления падению тела (по условию задачи воздухом пренебрегаем). Тогда выражение Ат=DЕ , совпадающее с равенством (3), приводит в новой энергетике к формуле (4) для кинетической энергии тела в конце падения :
Ек = DЕ = Ат = mg t = m v ,
____ ____
где t = O 2h/g и v = O 2gh - кинематические соотношения при движении тела с постоянным ускорением g=9,8м/с2 на расстоянии (h). В данном случае вся реальная работа Ат=mgt силы тяжести идет на увеличение кинетической энергии тела от нулевой на высоте h=5м до предельно большой кинетической энергии, которая у самой поверхности Земли равна : E=mv . Истинность именно такого вида формулы для кинетической энергии тела была доказана выше.
Пример 7.
Новая энергетика.
На практике очень часто встречается еще один частный случай применения обобщенного энергетического закона (6). Пусть в атмосфере Земли на высоте S=1км над поверхностью подвешен парашютист с раскрытым парашютом, общую массу которых будем считать близкой к массе (m) парашютиста. В начальный момент времени позволим парашютисту лететь с парашютом вниз.
За малый промежуток времени парашютист наберет постоянную конечнуюскорость Vк вследствие аэродинамического сопротивления воздуха на парашюте. Следовательно, почти все расстояние S=1км парашютист пролетит со скоростью Vк из-за равенства для него силы тяжести Fт и диссипативной силы сопротивления воздуха. В формуле (6) для полной работы силы тяжести величина DЕ будет равна :
DЕ = Ек - Ео = Ек = m Vк = const ,
причем в полной работе силы тяжести доля этой константы пренебрежимо уменьшается с увеличением продолжительности падения парашютиста.
И вообще, с момента достижения скорости Vк при равномерном движении за произвольный промежуток времени будет выполняться равенство Ат=А^ работы силы тяжести и работы силы сопротивления воздуха, препятствующей дальнейшему росту скорости падения. При этом работа Ат самая настоящая, т.к. сила тяжести буквально на своем горбу тянет парашютиста дальше вниз, преодолевая сопротивление воздуха (попробуйте личными усилиями поддерживать постоянную скорость бега по ровной дороге, когда у Вас в руках большой поперечный воздушный парус – и станет ясно, что подобное движение очень утомительно, а не происходит без усилий). Без реальной работы силы тяжести – оставшаяся в одиночестве сила сопротивления воздуха просто бы остановила парашют с седоком и сама обратилась бы в ноль. Пример 7 напоминает Пример 1 по равенству Ат=А^ в окончательном виде формулы (6) новой энергетики, но уже не при покоящемся теле, а здесь при равномерном движении тела.
Подавляющее большинство очевидных явлений, издавна наблюдаемых человеком, принадлежит случаю равенства А=А^ работы активной силы и работы (как физической величины) со стороны тормозящей силы при равномерном движении : так функционируют почти все механические устройства и машины, так происходит движение электронов в обычном проводнике с образованием электрического тока, и т.п. Не будем перегружать данный текст выводом производных формул новой энергетики в подобных случаях (см. Приложение 0). Отметим только, что вид этих формул повторяет общеизвестные формулы старой энергетики (но с существенными уточнениями в новой энергетике некоторых физических понятий из данных формул) :
A = F S ; N = F v ; U = m g h ; F = - Grad (U) .
В основном благодаря отмеченному родству, многие подходы и следствия старой энергетики всё же смогли более-менее адекватно отразить целый ряд явлений материального мира.
В то же время, во множестве задач ярко проявляется ошибочность основ методологии старой энергетики, что показано в представляемых материалах. В свою очередь новая энергетика, устанавливающая обобщенные энергетические законы материального мира, справедлива всегда, а иногда сводится к старой энергетике. Таким образом, старая энергетика – не полная и не окончательная истина, а является лишь частным случаем новой энергетики. Это положение неоднократно будет проиллюстрировано далее.
С первым постулатом (1) новой энергетики связан её третий фундаментальный постулат : совершая механическую работу с выделением энергии, некоторые силы требуют от их источника явного расхода энергии определенного вида, а некоторые силы реально существуют и действуют без расхода в них какой бы то ни было энергии или вещества-топлива, т.е. принадлежат к группе задарных сил материального мира. К последним относятся, например : сила упругости деформированного твердого тела и сила гравитационного притяжения - сила тяжести Fт=mg для предметов на Земле, которая к тому же всегда готова к сближающему разгонному перемещению тех новых предметов, что по очереди извне попадают в область её влияния ; т.е. сила тяжести непрерывно действует без всякого предварительного взведения для каждого следующего и предыдущего предмета (наоборот обязательное предварительное взведение путем постороннего вмешательства делает разгонно активной любую пружину при задарности самой силы упругости).
Третий постулат новой энергетики явствует из Примера 1 и аналогичных случаев баланса силы тяжести и другой активной, но не задарной силы. С одной стороны : если вдруг перестанет действовать на руку и предмет сила тяжести Fт , то напряженная рука человека выбросится с предметом вверх с начальным ускорением g. С другой стороны : если вдруг человек расслабит мышечное напряжение и перестанет поддерживать предмет (сделает силу напряжения руки Fр=0), то сила тяжести Fт заставит руку и предмет двигаться вниз с тем же начальным ускорением g. Как видим, действие сил Fр и Fт абсолютно тождественно динамически, но кардинально отличается энергетически по потреблению энергии. Сила Fр возникает при расходе энергии человеком, а сила тяжести Fт не вызывается и не сопровождается какими бы то ни было изменениями в собственных состояниях предмета в руке и в собственных состояниях Земли – всех участвующих тел, обладающих гравитационными массами и подчиняющихся закону всемирного задарного тяготения.
Похожая ситуация наблюдается в Примере 6. Пока тело лежит на поверхности Земли, его движение к центру Земли предотвращает задарная сила упругости земной коры. При поднятии тела на высоту 5м и при удержании тела на этой высоте в течение нужного времени работает активная незадарная вертикальная сила Fв благодаря расходу энергии в источнике силы Fв. Когда сила Fв перестает работать, и тело устремляется вниз, после падения тела на поверхность Земли опять начинает действовать задарная сила упругости земной коры. А сила тяжести Fт работает над телом всё время - миллионы лет до начала действия силы Fв, во время поднятия тела силой Fв на высоту 5м, во время удержания тела на высоте 5м, во время падения тела "по вине" силы тяжести на поверхность Земли, и потом в течение хоть бесконечного числа лет хоть с бесконечным числом повторений циклов падения тела. Т.е. для каждого предмета на Земле механическая работа (1) силы тяжести (Aт=Fт t) стремится к бесконечности. И при этом сила тяжести не требует для своего поддержания из века в век сжигания какого-либо топлива и ни от куда не высасывает энергию для своих нужд.
Отсюда видно, что третий постулат новой энергетики и многие другие доводы делают невозможным в новой энергетике формулирование в любом виде абсолютного закона сохранения энергии, составляющего наоборот основу (исходный и одновременно конечный пункт) старой энергетики. Новая энергетика допускает существование лишь частных законов сохранения энергии в материальном мире, например :
+ из анализа Примеров 3,4,5 следует вывод, что существует закон (5) сохранения суммарной кинетической энергии Е по формуле (4) применительно к замкнутой системе тел, двигающихся без трения и сопротивления. Закон (5) совпадает с общеизвестным законом сохранения импульса (или момента импульса). Этот закон имеет бесчисленные экспериментальные подтверждения. Но именно новая энергетика дает неформальное энергетическое объяснение объективности этого закона ;
+ также нельзя отрицать очевидные локальные превращения одних источников и видов энергии в другие виды энергии, в частности : превращение внутренней химической энергии сгорающего топлива в механическую энергию в соответствующем двигателе, превращение механической энергии в электрическую энергию в соответствующем генераторе, превращение электрической энергии во внутреннюю тепловую энергию в соответствующем нагревательном приборе, и т.д.
Но всё подобное – это не полное «всё», а лишь поверхностная лицевая грань данного нам многогранного бытия.
Проблема вечного двигателя.
Проделанные рассуждения и полученные факты не могут не привести к возобновлению дискуссии о вечном двигателе. Здесь уместна парадигма, как историческая параллель - наблюдения энерговыделения при цепной реакции деления тяжелых ядер просто заставили уделить первостепенное внимание исследованиям по созданию атомной бомбы и атомных энергетических установок. {Вскользь сделаем замечание. Ошибочны попытки в первую очередь западных “теоретических” физиков-идеалистов, а потом советских “теоретических” физиков-подпевал, объяснить энерговыделение ядерных реакций с помощью дефекта масс (который реально невозможен, как противоречащий подлинно фундаментальному закону сохранения элементарной материи) и с помощью смежной “энергетической” формулы теорий относительности (которые опираются на неправильно проведенный эксперимент по измерению эфирного ветра, и которые являются одними из самых больших и самых назойливых бредов формалистов). Такое объяснение в точности повторяет старую слабоумную идею западных “физиков” о весомом теплороде. Сам принцип связи выделяемого при реакции тепла с некой массой в дореакционном веществе, которая пропадая перерождается в тепло, был блестяще в корне опровергнут ещё М.В.Ломоносовым, выдающийся вклад которого в физическую науку по понятным причинам раньше и теперь многими принижается или вообще замалчивается с нежеланием замечать. Упёртые со своей неспособностью мудро мыслить физики-идеалисты не захотели полностью согласиться с М.В.Ломоносовым, продолжали считать себя самыми умными и позднее в вопросе ядерных реакций повторно вляпались в весомый теплород. Формалисты, умножая дефект масс на квадрат скорости света, для нужной величины выхода энергии обошлись ничтожной неизмеряемой массой теплорода, надеясь что на этот раз их не за что будет ухватить. Но от этого дефект масс всё равно не перестает быть теплородом, в физической действительности абсолютно невозможным, хотя как мировоззренчески ошибочная идея теплород навсегда помечает своих приверженцев несмываемым позором.} Однако вернемся к взятому примеру из истории развития физики и техники в результате судьбоносного открытия в ядерной физике. Аналогично, открытие в новой энергетике отсутствия абсолютного закона сохранения энергии просто заставляет еще раз проверить все возможности создания действующего вечного двигателя. Ведь наличие задарных сил в материальном мире по новой энергетике - это строго научная предпосылка поисков принципиальных схем и конкретных конструкций вечного двигателя. Определим перспективные направления этих поисков.
К числу заведомо тупиковых схем применительно к Вечному двигателю первого рода ( ВДПР ) относятся любые термодинамические явления и процессы, целиком входящие в сферу влияния старой энергетики, справедливой в термодинамике как в группе соответствующих форм движения материи. В тоже время, термодинамика как раздел физики, написанный формалистами, слишком много на себя берёт в общей проблеме вечного двигателя. Термодинамика, описывая лишь некоторые из всего множества явлений Природы и являясь не более чем частным случаем чистой механики в рамках двигающихся и взаимодействующих микротел, нахально распространяет энергетические невозможности в ней на все остальные явления Природы, в которых также должны быть эти же энергетические невозможности по примитивному мышлению формалистов. Иными словами, термодинамика необоснованно говорит о невозможности ВДПР вообще, вместо подобающего ей утверждения о невозможности ВДПР именно в пределах термодинамики. Формалистам было выгодно втиснуть глобальную проблему ВДПР в узкие рамки термодинамики.
Но и на поле термодинамики для укрепления своих позиций формалисты еще более сузили проблему ВДПР при формулировке первого начала термодинамики с отрицанием ВДПР : там говорится только о периодически действующей машине с нагревателем и охладителем (обычные тепловые двигатели различных конструкций) ; для последних совершенно естественно, что не только выше 100%, но и ровно 100% (ничего более само обеспечения) , а всегда лишь менее 100% тепловой энергии могут быть преобразованы в двигательную работу ; никогда не ошибёшься, говоря о невозможности в цикличной тепловой машине сто и больше процентов тепла превратить в работу. Так формалисты и поступили, с перестраховкой формулируя первое начало термодинамики, а заодно намекнули на “безграмотность и глупость” интуитивистов, которые якобы только и делают что оспаривают именно это элементарное положение. В таком свете было удобно видеть самим и в таком свете стремились показать обществу тему ВДПР отцы-основатели термодинамики. Но им уместно возразить : с какой стати перспектива стать ВДПР примеряется только к периодически действующей, а не к произвольной тепловой машине ; и вообще с какой стати на титул ВДПР позволено претендовать только именно тепловой машине при всём многообразии машин других типов ; и в конце концов, если удастся получить задаром избыточную полезную работу, то уже не будет иметь принципиального значения её относительная величина, пусть даже она составит всего 1% от некой меры сравнения, например, от полной тепловой энергии. Достижение указанной полезной работы автоматически будет означать как максимум создание ВДПР или как минимум создание Вечного двигателя второго рода ( ВДВР ) .
Второе начало термодинамики сперва разрешает менее значимый ВДВР, суть функционирования которого даже не выходит за пределы привычного закона сохранения энергии. Хоть за это разрешение спасибо. Но потом спохватившись и испугавшись, что тем самым идут на уступки и помогают реабилитации интуитивистов, формалисты во втором начале термодинамики приписали (на самом деле не имеющее никакого практического значения в разумные сроки) ограничение для ВДВР, что любой используемый “безграничный” резервуар запасов дармовой тепловой энергии в бесконечно далекой перспективе времени совсем остынет (как замерзнет всё во Вселенной – обреченность да и только, если бы формалистам не было бы альтернативы в том смысле, что благодаря созданию ВДПР останутся очаги наличия энергии и продолжения жизни в местах пребывания разумных существ во Вселенной) , и из остывшего резервуара нельзя будет дальше брать тепло и преобразовывать его в полезную работу с помощью ВДВР. В общем можно отмести это пустое и не по делу ограничение, т.е. можно смело утверждать, что ВДВР имеет право на существование и в старой энергетике, и естественно в новой энергетике.
С практической точки зрения одним из фактических примеров действующего Вечного двигателя второго рода является обычная гидроэлектростанция ( ГЭС ). Ее непрерывная работа отличается задарностью, т.к. Человеку не надо сжигать и расходовать ни грамма энерговыделяющего топлива. Благодаря постоянно теплой атмосфере Земли (с первоисточником в лице светящего Солнца) не прекращается круговорот воды в природе. Вода с поверхности земли испаряется, в верхних слоях атмосферы водяной пар конденсируется в капли или льдинки, которые заметьте задарной силой тяжести переносятся обратно к поверхности земли (подобное явление природы мы называем дождем или снегопадом). Если осадки выпадают выше уровня собирающих воду водоемов и если осадки объединяются в водяные потоки, то такие потоки под действием заметьте задарной силы тяжести устремляются под уклон вниз в виде рек. Когда на реке устанавливают гидротурбину с электрогенератором получается ГЭС, снабжающая потребителей реальной электроэнергией, но вырабатываемой задаром на ГЭС. Здесь реальную полезную работу совершает опять-таки сила тяжести, приложенная к массам воды, падающей на лопасти гидротурбины, запускающей электрогенератор. Ведь сила тяжести превозмогает силы торможения при вращении ротора нагруженного электрогенератора и соединенной с ним гидротурбины, т.е. именно сила тяжести обеспечивает безостановочное вращение ротора генератора и непрерывное производство электроэнергии. Таким образом, ВДВР типа ГЭС функционирует еще и благодаря задарной по происхождению силы тяжести, которой самой тепловая энергия не нужна и которая не исчезает ни на йоту даже при абсолютном нуле температур.
Несмотря на доступность разных ВДВР, схожих с ГЭС на Земле, по большому счету они остаются трудной задачей для науки и техники. По-настоящему серьезной проблемой при создании идеального ВДВР является не гарантия его дословно вечного действия, а эффективность его работы без непосредственного улавливания излучения Солнца рукотворными деталями ВДВР при одновременном уменьшении задействованных в ВДВР объемов окружающей среды – с планетарных до много десятков метровых, а еще лучше до примерно метровых размеров. Имеется ввиду, что идеальным будет мощный ВДВР со следующими характеристиками : полный внутренний объем порядка 1м3 без стенок или с габаритными стенками, через которые остывающая при работе внутренняя среда всё равно подогревается внешним неисчерпаемым теплом Земли ; отсутствие прямого излучения Солнца и отсутствие масштабных потоков внешней среды наподобие ветра ; из-за малых размеров устройства в его пределах ничтожный перепад по высоте для температур и давлений внутренней среды ; температура внутренней среды нормальная комнатная или атмосферная. Поскольку температура около 3000К , а не 00К , то почти вечная тепловая энергия несомненно присутствует. Но как превращать её в полезную работу, если нет движущих перепадов температур и давлений, нет макроскопических движений среды, и если бесполезны макроскопические принудительные манипуляции с рабочими объемами и давлениями среды (в чём совершенно права старая энергетика и термодинамика). Вот крупнейшая проблема на пути к идеальному по самодостаточности ВДВР.
Один из возможных способов решения поставленной задачи предполагает использование микроскопических движений молекул газа (воздуха) с помощью нанотехнологий и наноконструкций. Броуновское движение молекул заключает в себе огромную кинетическую энергию : к примеру, если с одной стороны поршня условия стандартной земной атмосферы, а с другой стороны поршня условия вакуума, то на каждый квадратный сантиметр поперечного сечения поршня от разницы давлений действует активная сила величиной 1 кГс. Если с обеих сторон поршня условия стандартной земной атмосферы, то броуновское движение продолжает работать, сдавливая поршень с двух сторон, но суммарное ходовое усилие на поршне становится нулевым. В этом и трудность использования броуновского движения молекул в некотором объеме для перемещения твердого тела, целиком помещающегося в этом охватывающем объеме. Ведь на то оно и броуновское (хаотическое равновероятное) движение, что удары молекул в тело со всех направлений уравновешивают друг друга. Преодолев эту трудность тем или иным способом, можно быть уверенным в постройке идеального мощного ВДВР. В частности, существует по меньшей мере одна нетривиальная форма твердого тела с наноячейками размерами в длины свободных пробегов молекул газа (воздуха), благодаря которой данное тело будет перемещаться поступательно непрерывно под действием импульсов молекул в броуновском движении. Далее не проблема передать перемещение данного тела, например, на ротор электрического генератора в ВДВР. Также можно использовать сборки данных тел для получения подъемной силы и продольной тяги у задарных летательных аппаратов в атмосфере Земли, но конечно не в открытом космосе.
Несмотря на увлекательность темы ВДВР нас всё же больше интересует проблема перспектив ВДПР. Здесь мы должны вернуться к и начать с задарной силы гравитационного притяжения. Констатированная выше реальность работы силы тяжести, заставляющей воду течь и падать с разных уровней, была замечена и использовалась издавна в водяных мельницах, ГЭС и др. Это обстоятельство, а также подсознательное убеждение интуитивистов в задарности наличия и действия силы тяжести – привели ещё в эру Античности и потом в эпоху Возрождения несколько веков назад к появлению изобретателей вечного двигателя как мы теперь говорим первого рода ( ВДПР ) , т.е. такого двигателя, безостановочная работа которого не зависела бы вообще от внешних источников расходуемой энергии. В совсем современной «новой энергетике» сила тяжести действительно относится к задарным силам материального мира. Но например (без поднятия воды путем атмосферного испарения) в чисто водяном ВДПР после рабочего хода силы тяжести вниз - вода должна подниматься вверх включающейся другой тоже задарной или почти задарной активной силой, причем на время поднятия воды желательно уменьшить вес рабочих объемов воды. Всё это в подобных устройствах не достижимо.
Последующие попытки интуитивистов использовать в ВДПР в дополнение к силе тяжести рабочих масс и просто саму по себе архимедову силу (источником которой является опять-таки сила тяжести нетвердой среды), силу упругости, и другие порой очень остроумные предложения - также были обречены на неудачу. Ко времени широкого применения в технике специфических сил материального мира - электромагнитных сил - интуитивисты были многократно высмеяны формалистами и вторившими им обывателями (которые сами себя причисляют к умным людям, хотя в науке и технике не способны даже на малость из всего того, что умеют делать интуитивисты), а в физике утвердилась старая энергетика. Но энтузиазм и подвижничество изобретателей вечного двигателя не иссякли и частично распространились на область электромагнитных сил.
В новой энергетике электромагнитные силы тоже принадлежат к группе задарных сил и обладают постоянной готовностью к действию, как и сила тяжести. Но по сравнению с силой тяжести - электромагнитные силы имеют существенные преимущества : значительные по величине усилия получаются достаточно просто (не нужна огромная Земля, необходимая для такой же по величине силы тяжести) ; эти силы имеют полярность действия ; и главное - эти силы поддаются достаточно простому управлению - их можно включать и выключать. Из сказанного следует вывод : поиск результативных схем ВДПР должен быть сосредоточен в области электромагнитных сил, обеспечивающих наибольшую свободу концептуального и конструктивного маневра. Далее будет показано, что создание действующего ВДПР (научно теоретически допускаемого в новой энергетике) – это проблема, разрешимая не только логически, но и технически.
Пример 8. Логическая модель ВДПР.
Рассмотрим две параллельные плоские металлические пластины, одна из которых неподвижна в заделке, а вторая может перемещаться с изменением зазора между пластинами, см. Приложение 1. В начальный момент пластина 2 находится на отметке зазора 100м и зафиксирована стопором. Первый раз сообщим пластинам, образующим плоский конденсатор, разноименные равные электрические заряды. После зарядки пластины будут притягиваться с силой Fк кулоновского взаимодействия. Пластины находятся в вакууме, утечки зарядов нет, поэтому задарная сила Fк будет действовать сколь угодно долго, всё время совершая работу по поддержанию в упруго деформированном состоянии непосредственно узла стопора и всей конструкции в целом.
При освобождении стопора сила Fк заставит пластину 2 приближаться к первой пластине. Конструктивно ограничим такое перемещение пластины 2 величиной в один метр, т.е. до отметки 99м. Преобразуем это перемещение пластины 2 во вращение ротора генератора, который выдаст электрическую энергию Wо=UIt , для примера равную :
Wо = 1000 Вт х 10 сек = 10 кДж .
Энергия Wо в принципе может быть направлена на питание внешних потребителей электрической энергии. При этом с зарядами пластин ничего не происходит, и задарное кулоновское притяжение сохраняется даже по значению. Возражение старой энергетики, что первая порция энергии Wо получена за счет первоначальной зарядки конденсатора на отметке 100м, а не благодаря совершённой работе силы Fк до отметки 99м, пока еще выглядит похожим на правду.
Для повторного генерирования энергии Wо=UIt пластина 2 сперва должна быть возвращена на отметку 100м. В описанных условиях требуется создать логическую модель Вечного двигателя первого рода ( ВДПР ) .
Старая энергетика.
В рамках старой энергетики ВДПР невозможен не только технически, но даже как думают формалисты логически, исходя из закона сохранения энергии. Самые простые решения в основной здесь задаче возвращения пластины 2 на отметку 100м - действительно подтверждают позицию старой энергетики.
Первое решение. Вернем пластину 2 на отметку 100м с помощью противоположной незадарной силы Fн , которая хоть на чуть-чуть, но должна быть больше модуля силы Fк , или должна быть равной модулю Fк с учетом действия сжатой возвратной пружины в Приложении 1. Как ни записывай требуемую работу силы Fн (Aн=FнS по старой энергетике, или Aн=Fнt по новой энергетике) - даже при отсутствии любых потерь работа Ан будет чуть больше или равна энергии Wо, полученной ранее благодаря действию силы Fк. Т.е. вся энергия Wо (да еще с добавкой на покрытие потерь) уйдет на возвращение пластины 2 на отметку 100м, и о питании внешних потребителей говорить уже не приходится.
Второе решение. Можно разрядить рабочий конденсатор Ср из наших пластин через омическое сопротивление или лучше - через двигатель постоянного тока, вращающий ротор дополнительного электрического генератора с накопителем электрической энергии, чтобы не совсем бесполезно пропала целиковая энергия Wц конденсатора Ср, которая в сто раз больше энергии Wо. После исчезновения зарядов пластин и обнуления силы Fк (заметьте, ничего подобного даже этому нельзя было бы сделать с силой тяжести рабочего тела в смысле ВДПР) – разжимающаяся возвратная пружина потянет шток пластины 2, см. Приложение 1. Шток прокрутит зубчатое колесо при свободном обратном ходе храпового механизма, т.е. без вращения ротора основного генератора. Тем самым, пластина 2 задаром окажется в исходном положении на отметке 100м.
Но для нового рабочего хода пластины 2 до отметки 99м - необходимо предварительно на отметке 100м снова полностью зарядить конденсатор Ср. На это потребуется электрическая энергия не менее Wц , на что из-за потерь естественно не хватит даже возможно максимально сохраняемой энергии от предшествующей разрядки конденсатора Ср в сумме с энергией Wо. Таким образом, второе решение также не ведет к созданию хотя бы логической модели ВДПР.
Новая энергетика.
Новая энергетика не ставит теоретических энергетических преград на пути к ВДПР. Требует ответа лишь вопрос : существуют ли в материальном мире явления, использование которых в конструктивных решениях на деле приводило бык истинномуВДПР? Ответ на данный вопрос положительный : да - такие явления существуют, и к их числу в первую очередь относятся многообразные электромагнитные явления. Доказательства этого утверждения представлены ниже применительно к Примеру 8 и в последующих разделах.
Список решений, уже проанализированных выше, продолжает третье решение, с помощью которого действительно удается вплотную приблизиться к окончанию построения логическоймодели ВДПР. Рабочий конденсатор Ср из пластин 1 и 2 на отметке 99м можно разрядить путем ответной зарядки такого же вспомогательного стационарного конденсатора Св , расположенного в стороне. Для этого достаточно добавить индуктивность и собрать колебательный контур с высокой добротностью. Последовательность управления электрическими ключами при перезарядке конденсаторов показана на схемах 1),2),3) Приложения 1. На замыкание и размыкание ключей уходит минимальная энергия, которую учтем позже.
При такой автоматической эффективной перезарядке на конденсатор Св перейдет весь заряд пластин 1 и 2 рабочего конденсатора Ср. После этого, без затрат энергии и без потери электрических зарядов пластина 2 может задаром вернуться в исходное положение на отметку 100м как описано во втором решении. На отметке 100м необходимо временно зафиксировать пластину 2 стопором, см. Приложение 1, и затем провести обратную перезарядку конденсаторов в добротном колебательном контуре. Тогда заряженные пластины 1 и 2 рабочего конденсатора Ср будут снова притягиваться друг к другу задарной кулоновской силой Fк номинальной величины. Если освободить стопор и пластину 2 для движения к отметке 99м, то вращаемый силой Fк генератор выдаст вторую порцию Wо=UIt электрической энергии, которая как и неиспользованная внутри ВДПР первая порция Wо легко может быть отдана для питания внешних потребителей электрической энергии. Так процесс можно повторять из раза в раз.
Для полноты картины учтем неизбежные внутренние запросы энергии в ВДПР, которые должны удовлетворяться из каждой порции энергии Wо. Внутренние траты энергии будут складываться из : (энергия на питание цепей управления ключами в колебательном контуре, например 5% Wо) + (энергия на не полную, а на минимальную подзарядку рабочего конденсатора Ср после колебательных перезарядок в неидеальном контуре, например 10% Wо, в чем и заключается главный выигрыш) + (прочие другие потери энергии, например 5% Wо). В итоге, от каждой порции энергии Wо=UIt будет оставаться прибыльная энергия :
Wп = Wо – 20%Wо = 10кДж – 2кДж = 8 кДж ,
которую ВДПР может свободно отдавать внешним потребителям, чтобы они совершали полезную работу.
Поскольку решена основная проблема ВДПР Примера 8 (задарная разрядка-зарядка конденсатора Ср и задарное возвращение пластины 2 в исходное положение на отметке 100м), то величины потерь не играют существенной роли. Их возрастание лишь уменьшает энергию Wп, но не вызывает остановку ВДПР. В этом смысле настоящий ВДПР качественно отличается, например, от свободного механического маятника, который может долго не останавливаться только в случае не совершения полезной работы и при сведении почти к нулю потерь (что всё равно не предотвращает неминуемого затухания его колебаний и полной остановки маятника).
В Примере 8 получен Вечный двигатель первого рода в чистом виде. Запущенный один раз (первая и единственная полная зарядка конденсатора Ср) этот двигатель затем не только не будет останавливаться, покрывая потери, но к тому же будет непрерывно совершать полезную работу - вырабатывать электроэнергию для внешних потребителей. Этот двигатель не нуждается в подводе какой бы то ни было энергии и топлива извне. Вечный двигатель может остановиться только из-за механического износа и поломок, что не перечеркивает определения «вечный», смысл которого не в том чтобы двигатель работал действительно вечно по времени, а в том чтобы двигатель стабильно работал в полностью автономном режиме.
Представленная логическая модель ВДПР показывает как можно манипулировать (не неподвластными в своей сути человеку) электромагнитными силами и демонстрирует принцип образования в ВДПР прибыльной энергии Wп. Это очень важно для понимания проблематики ВДПР. Но в рассмотренном примере, в целях абсолютной точности анализа, надо пояснить следующее. Когда пластина 2 на рабочем ходе из положения отметки 100м перемещается в положение отметки 99м, с зарядами пластин ничего не происходит, но электрическая ёмкостная энергия Wц=Cр(Uр)2/2 конденсатора Ср немного уменьшается ровно на величину Wо. Перенося заряды на вспомогательный конденсатор Св с зазором 99м, с помощью идеального колебательного контура мы сохраним уменьшившуюся энергию Wц. Эта энергия при перезарядке рабочего конденсатора Ср с пластиной 2, вернувшейся на отметку 100м, благодаря идеальному контуру полностью перейдет на Ср. Но т.к. эта энергия меньше изначальной энергии, то конденсатор Ср окажется недозаряженным даже при отсутствии паразитных потерь. И конденсатор Ср необходимо дозаряжать, чтобы перед новым рабочим ходом кулоновская сила подрастала до номинальной величины, а не падала постепенно. Препятствие для ВДПР в том, что если дозаряжать Ср «в лоб» с приложением полного предельного напряжения Uр , то на это уйдет вся энергия Wо , ранее выработанная генератором на рабочем ходе. Однако несмотря на трудности, можно организовать особую подзарядку Ср с минимальным задействованным электрическим напряжением, следовательно большая часть энергии Wо всё же будет сэкономлена, и принцип прибыльной энергии Wп в ВДПР заработает.
В целом, предложенный ВДПР является чисто логической моделью. Помимо всего прочего, использованная электростатическая сила кулоновского притяжения очень нетехнологична. Намного проще в применении магнитные силы. С их привлечением может быть создан реальный Вечный двигатель первого рода. Рассмотрим магнитные силы подробнее.
Пример 9.
Имеется электромагнит, состоящий из неизменного П-образного магнитопровода с неизменной обмоткой возбуждения, и из подвижного якоря, замыкающего П-образную магнитную цепь, но отделенного от полюсов магнитопровода (от наконечников с контактной площадью s электромагнита) малым воздушным зазором. Определим подъемную силу Fэ электромагнита.
Старая энергетика.
Выше приводилась формула электрической энергии ёмкости Wc=CU2/2. В идеальном колебательном контуре эта энергия полностью переходит в электрическую энергию индуктивности. Вообще любая индуктивность L , включенная в электрическую цепь, обладает энергией WL , проявляющейся в этой электрической цепи : WL = L I2/2 , где I - ток, протекающий в обмотке индуктивности. Две указанные формулы тесно связаны с законом Джоуля-Ленца о тепловом действии тока, по которому мощность Q тепловыделения равна активной электрической мощности : Q = R I2 , где R - активное электрическое сопротивление нагрузки. Последнее равенство по физическому смыслу соответствует новой энергетике (см. пункт п.4.2 Формулы описываемого открытия), а по внешним проявлениям отвечает старой энергетике.
Далее по аналогиям, ведущим к соотношениям для электромагнита. Без всяких благословений от старой энергетики существует кулоновская сила Fк притяжения равных точечных зарядов разных знаков (-q и +q) на расстоянии (r) : Fк~q2 /r2 . Кулоновской силе подобна сила притяжения FA двух параллельных длинных прямолинейных проводников с параллельными равными токами I , определяемая по следствию из закона Ампера : FA ~ d I2 /b , где : b - расстояние между проводниками, d - их длина. Одновременное увеличение (nI) токов в (n) раз приводит к квадратичному (n2) увеличению силы притяжения проводников : вокруг каждого проводника в (n) раз возрастает индукция В магнитного поля от другого проводника ; да и ток в каждом проводнике возрастает в (n) раз ; поэтому по закону Ампера в (n2) раз увеличивается сила FA электромагнитного притяжения проводников. Как видим, этот результат получается из общих физических соображений, а не из постулатов старой энергетики, оказывающейся и здесь не при чём. Но с другой стороны, этот результат люб старой энергетике и её закону сохранения энергии. Ведь при увеличении тока в (n) раз с первопричиной в виде увеличения в (n) раз напряжения, прикладываемого к тем же проводникам по закону Ома, в (n2) раз как и сила FA возрастает электрическая мощность, расходуемая источником электроэнергии, который питает электрическую цепь с проводниками.
Однако и данная опора старой энергетики зыбкая. Можно не увеличивать в (n) раз напряжение, оставить его прежним, а увеличение тока в (n) раз получить путем уменьшения в (n) раз электрического сопротивления проводников. Тогда электрическая мощность возрастет всего в (n) раз линейно при квадратичном в (n2) раз росте силы FA . Или иначе, фиксированная сила FA от фиксированного тока проводников будет наблюдаться при неуклонном снижении электрической мощности из-за неуклонного снижения напряжения благодаря неуклонному уменьшению удельного сопротивления проводников вплоть до сверхпроводящего состояния с нулевым сопротивлением (см. обобщенную энергетическую классификацию сил в пункте п.2 Формулы настоящего открытия). Это не единственный факт отсутствия тождества между электрической мощностью в возбуждающей электрической цепи и между механической энергией в лице силы в магнитной системе. Старая энергетика делает всё, чтобы не замечать неудобные ей подобные факты.
Совсем близко к электромагниту. Парные параллельные контактные поверхности для якоря и наконечников электромагнита, в малом воздушном зазоре которых присутствует напряженность Н магнитного поля, в зазоре равная магнитной индукции В, вызывают физическую аналогию с плоским конденсатором из двух параллельных пластин с зазором, между которыми есть напряженность электрического поля, определяемая связанными зарядами пластин, испытывающих взаимное притяжение. Без привлечения уравнений старой энергетики, просто на основании силового закона Кулона известно для конденсатора : увеличение в (n) раз связанных зарядов пластин во столько же (n) раз увеличивает напряженность электрического поля между пластинами, и сопровождается квадратичным в (n2) раз возрастанием кулоновской силы притяжения пластин. Имеющая прямое объяснение квадратичная зависимость силы от напряженности поля в зазоре двух поверхностей, по механизму действия также свойственная и электромагниту с якорем, удачно для старой энергетики совпадает с формулой подъемной силы электромагнита, подгоночным образом выведенной формалистами не с того не с сего из выражения для работы силы в старой энергетике. Ведь вид формулы лишь малой части сил материального мира вообще можно предопределить теоретически «на кончике пера», не говоря уже именно об энергетических исходных положениях, и тем более не говоря уже об исходной конкретной физической энергетической величине работы силы, к тому же записываемой именно старой энергетикой, которая как мы теперь знаем во многом ошибается и не является истиной в последней инстанции.
Итак, подъемная сила электромагнита пропорциональна квадрату индукции магнитного поля в зазоре с якорем, и само собой разумеется прямо пропорциональна площади взаимодействия (подобно суммированию давлений среды по площади в полную силу воздействия среды) :
Fэ ~ В2 s , (7а)
причем В s = Ф - магнитный поток в электромагните.
Перед этим везде наблюдали в старой энергетике зависимость всех и вся от квадрата электрического тока. Ничего другого старая энергетика не может предложить и при расшифровке формулы для силы Fэ :
Fэ ~ B2 s ~ I2 s . (7в)
Здесь старую энергетику выручает то, что в наиболее доступном и распространенном случае действительно имеет место быть следующее : для массивной магнитной цепи электромагнита с ферромагнитным материалом до стадии магнитного насыщения и особенно с наличием малого воздушного зазора – свойственна спрямленная магнитная характеристика, т.е. (при магнитной проницаемости m=В/Н>>1 магнитной цепи в целом) линейная зависимость между магнитной индукцией В и напряженностью магнитного поля Н , которая в свою очередь прямо пропорциональна «ампер-виткам» (I w) в обмотке возбуждения заданного электромагнита. При неизменной по числу витков обмотке возбуждения магнитная напряженность Н зависит линейно только от тока I . Таким образом, в описанном случае (оказывающемся частным из многих возможных, т.е. не являющемся всеобщим и единственным) правомерна зависимость силы Fэ от квадрата тока обмотки по формуле (7в).
Уменьшая далее количество варьируемых параметров, получим что для электромагнита неизменной геометрии (с неизменной площадью s=const поперечного сечения наконечника электромагнита) формула (7в) превращается в окончательное локальное во всех смыслах выражение :
Fэ ~ I2 . (7)
В пределах своей применимости квадратичная от тока I зависимость подъемной силы Fэ электромагнита сопровождается квадратичной от тока зависимостью электрической мощности, подводимой к неизменной обмотке электромагнита. Это “очередное” “торжество” закона сохранения энергии и старой энергетики еще более ослепило формалистов, не обращавших и не обращающих внимание на всё то, что не вписывается в догмы и тем самым опровергает их. За примерами далеко ходить не надо : если уменьшать удельное сопротивление проводов обмотки при заданном постоянном напряжении питания, то электрическая мощность будет расти линейно, а подъемная сила электромагнита по-прежнему квадратично. Опять факты не уважают закон сохранения энергии, как и в случае силы FА притяжения прямых проводников по закону Ампера (но тем хуже будет самим фактам - по известному шаблону мыслей и действий формалистов). Если же пойти еще дальше и вообще выйти за рамки спрямленности магнитной характеристики электромагнита, то мы сразу попадем в область очередной заведомой недееспособности старой энергетики, тогда как новая энергетика не оказывается в идейном тупике и готова дать ответы на возникающие вызовы природы вещей.
Новая энергетика.
Выше уже говорилось, что процессы в электрических цепях правильно описываются старой энергетикой, являющейся составной частью новойэнергетики. Существенные различия между узковзглядной старой энергетикой и широковзглядной новой энергетикой обнаруживаются в электромагнитных явлениях с магнитно-механическими силами и электро-механическими энергиями в магнитных системах. Формула (2) из Примера 2 означает, что в новой энергетике механическая мощность N , демонстрируемая силой, совпадает с самой величиной силы F, совершающей механическую работу с телом. Новая энергетика также утверждает : конкретное явление с действующей силой F характеризуется конкретным носителем энергии, ответственным за существование непосредственно силы F ; а зависимость носителя энергии и самой силы F от входных параметров и энергозатрат в каждом отдельном случае своя, и эта зависимость не всегда подчиняется частному закону сохранения энергии из старой энергетики.
Имеются многочисленные примеры, иллюстрирующие последнее утверждение. Вот хотя бы рассматриваемые силы на основе магнитных полей : фиаско закона сохранения энергии в отношении силы FA притяжения прямых проводников посредством закона Ампера, см. выше ; фиаско закона сохранения энергии в отношении силы Fэ притяжения якоря к магнитопроводу электромагнита, работающего по формуле (7) и на постоянном токе, см. выше через абзац и ниже Пример 10 ; фиаско закона сохранения энергии в отношении силы Fэ притяжения якоря к магнитопроводу электромагнита, работающего на неспрямленной магнитной характеристике, о чём читайте далее ; ожидающее закон сохранения энергии фиаско по итогам изучения магнитно-силовых факторов в заключительных Примерах 11 и 12 настоящего исследования.
Ограниченность старой энергетики проявляется, в частности, в неведении и непонимании наличия объективного отличия энергии магнитного поля индуктивности в электрической цепи вместе с мощностной энергией в электрической цепи от механической энергии магнитной силы Fэ в магнитной цепи электромагнита. Новая энергетика, формулирующая обобщенные энергетические законы материального мира, наоборот позволяет обнаружить и воспринять указанное различие энергий, и помогает установить следующее. При притяжении якоря электромагнитом с силой Fэ носителем механической энергии является магнитный поток Ф=Вs (сохраняющийся вдоль магнитной цепи электромагнита) и задающая его величина индукции В магнитного поля в магнитной цепи включая малый (по сравнению с размерами площади s) воздушный зазор между якорем и наконечниками электромагнита. Значения перечисленных величин в зазоре электромагнита предопределяют по формуле (7а) подъемную силу Fэ электромагнита. Но сами перечисленные величины вместе с силой Fэ имеют много степеней свободы относительно «ампер-витков» обмотки, призванных возбуждать магнитный поток, и особенно относительно электрической мощности, на деле потребляемой обмоткой электромагнита.
Настала пора окончательно прояснить ситуацию с «ампер-витками». Магнитная индукция В может зависеть от тока обмотки I не только линейно как предусматривалось при получении формулы (7в) и её выжимки (7), но и произвольным образом. Иными словами, магнитная характеристика В(Н) магнитной цепи электромагнита кроме спрямленной (линейной В=mН при m>>1 , т.е. В ~ Н М=1 ) может быть любой кривизны обычно со степенью М<1 у общей напряженности Н магнитного поля. С помощью использования эффекта насыщения типичного ферромагнитного материала (например путем применения толстолистового якоря электромагнита) или с помощью специального ферромагнитного материала электромагнита не трудно добиться, чтобы в рабочем диапазоне магнитная характеристика соответствовала зависимости :
В ~ Н М=0,5 , т.е. В ~ O```Н . (8а)
А далее уже знакомая цепочка вывода формулы подъемной силы электромагнита. В неизменной магнитной цепи общая напряженность Н пропорциональна «ампер-виткам» (I w) , которые при заданном числе витков пропорциональны только току I обмотки. Следовательно, формула (7а) благодаря зависимости (8а) приобретает специфический вид :
Fэ ~ B2 s ~ Н s ~ I s , (8)
что для неизменного электромагнита (с постоянной контактной площадью s=const ) дает следующую формулу подъемной силы Fэ :
Fэ ~ I . (9)
В смысле магнитных сил формула (9) отображает частный случай, столь же равноправный что и частный случай по формуле (7). При этом частный случай по формуле (9) по энергетическим соображениям откровенно не подчиняется закону сохранения энергии из старой энергетики, и потому, по неведению или по злому умыслу игнорируется старой энергетикой, ограничивающей себя одной формулой (7). Подобные недостатки восприятия и описания действительности отсутствуют у новой энергетики. Опираясь на неё, уделим побольше внимания особенностям формулы (9).
Экспериментальное исследование.
Новая энергетика.
Целью экспериментального исследования, проведенного автором, было подтверждение на опытах доступности в практике зависимости (8а) для магнитной характеристики электромагнита и, соответственно, правомерности применения полученной спрямленной формулы (9), гармонирующей с новой энергетикой.
Схема экспериментов по определению силы Fэ притяжения толстолистового якоря электромагнитом с массивным магнитопроводом приведена в Приложении 2. Отрывающая сила Fо измерялась лабораторным пружинным динамометром с пределом измерений 4Н и ценой деления 0,1Н. Отрывающая сила Fо в опытах состояла из двух слагаемых : постоянная сила Fп , необходимая для приподнимания якоря (на который действует сила тяжести) даже при отключенном электромагните, причем сила Fп была измерена при отключенном электромагните как до, так и после всех испытаний, и имела одно и то же значение ; (плюс) магнитная сила Fм , по заданным плечам рычага якоря прямо пропорциональная искомой силе Fэ , т.е. исследуемой силе притяжения якоря электромагнитом. Поэтому для простоты, представленные далее результаты экспериментов содержат только значения силы Fм , найденные путем вычитания из значений Fо постоянной составляющей в виде значения Fп .
В опытах с постоянным током обмотка электромагнита с числом w0 витков эмалированного провода ?1мм имела сопротивление R=4,3 Ом , которое оставалось температурно неизменным вследствие малости токов, см. табл.4. Обмотка возбуждения была подключена к источнику питания, способному давать постоянный ток до 3А при максимальном задаваемом напряжении 12В с точностью ±0,01В. Результаты экспериментов даны в табл.4.
В опытах с переменным током та же обмотка была подключена к выходу сетевого регулируемого автотрансформатора. Действующее значение напряжения, подаваемого на электромагнит, измерялось вольтметром. Действующее значение тока через электромагнит измерялось амперметром. Результаты экспериментов даны в табл.5. Из сравнения таблиц видно, что как и должно быть, для протекания тока конкретной величины требуется намного большее переменное напряжение по сравнению с постоянным напряжением питания. Эквивалентно, наблюдается повышенное комплексное электрическое сопротивление электромагнита переменного тока, рассчитанное по обобщенному закону Ома на основании данных табл.5. Его величина при малом напряжении составляет 36,4 Ом и с ростом напряжения незначительно снижается (на 7,5% при наибольшем напряжении) , т.е. комплексное электрическое сопротивление можно принимать практически стабильным.
Таблица 4. Постоянный ток. Таблица 5. Переменный ток.
U , B |
I ,±0,003 A |
Fм ,±0,1 H |
|
U , ± 0,1 B |
I ,±0,005 A |
Fм ,±0,1 H |
0,10 |
0,023 |
0,6 |
|
2,0 |
0,055 |
0,7 |
|
|
|
|
3,2 |
0,090 |
1,0 |
0,20 |
0,047 |
1,2 |
|
4,2 |
0,115 |
1,2 |
|
|
|
|
5,1 |
0,145 |
1,6 |
0,30 |
0,070 |
1,9 |
|
6,3 |
0,185 |
2,0 |
|
|
|
|
8,0 |
0,220 |
2,4 |
0,40 |
0,093 |
2,6 |
|
8,3 |
0,245 |
2,7 |
0,50 |
0,116 |
3,4 |
|
10,1 |
0,300 |
3,4 |
На основании таблиц 4 и 5 построены графики зависимости силы Fм от величины тока I , см. рис.2. Чёрными точками выделены данные для постоянного тока с размерами погрешностей, белыми кружками - данные для переменного тока также с размерами погрешностей. Через точки и кружки на рис.2 проведены сплошные линии аппроксимирующих прямых.
Из экспериментальных результатов нельзя не заметить, что каждому значению силы Fм отвечают несовпадающие - значение постоянного тока и действующее значение переменного тока, хотя это именно действующее значение. Примечательно, что последнее больше первого с постоянным коэффициентом пропорциональности. Причина требования для той же величины силы Fм намного большего переменного тока относительно постоянного тока лежит в способе измерения самой силы. После включения электромагнита с прижатым якорем, внешний захват динамометра внешней силой перемещается вверх, см. рисунок Приложения 2. Пружина динамометра остается растянутой (т.е. упруго напряженной) вплоть до момента отрыва якоря от электромагнита. Таким образом перед отрывом якоря, отрывающая сила пружины действует непрерывно, тогда как мгновенные значения переменного тока и соответственно мгновенные значения силы Fэ притяжения якоря электромагнитом на частоте 50 Гц периодически обращаются в ноль. Поэтому при одинаковом измеряемом значении переменного и постоянного тока якорь легче отрывается при переменном токе, чем при постоянном токе – на рис.2 прямая силы Fм для переменного тока располагается ниже прямой для постоянного тока. При использовании другой схемы измерения силы притяжения якоря электромагнитом (с опорой якоря на неподвижный малодеформируемый силоизмерительный элемент, например, электронных весов) действующие значения переменного тока и постоянного тока совершенно одинаково проявляют себя в отношении подъемной силы электромагнита. Этот привычный результат также наблюдался автором экспериментально.
Основное же внимание необходимо сосредоточить на анализе каждой зависимости на рис.2 индивидуально. Более непосредственная – экспериментальная зависимость Fм(I) для постоянного тока. Что и требовалось доказать опытным путем – эта зависимость является линейной в подтверждение формулы (9) новой энергетики. Соответственно, в конструкции испытанного электромагнита реализовалась кривая намагничивания В(Н) магнитной цепи электромагнита, совпадающая с магнитной характеристикой (8а). И всё же при детальном рассмотрении рис.2 можно подметить небольшой загиб вверх экспериментальных зависимостей Fм(I) , который говорит лишь о не совсем оптимальном подборе ферромагнитного материала и толщины толстолистового якоря, притягивающегося к массивному магнитопроводу из электротехнической стали в исследованном электромагните.
Главное, данный загиб не имеет ничего общего и не идет ни в какое сравнение с зависимостями Fм ~ I2 , предписываемыми формулой (7) старой энергетики. Для наглядности на рис.2 построены кривые квадратичной зависимости силы Fм от тока I обмотки. Расчет каждой кривой (пунктирные линии) основывался на следующем : пусть есть одна точно измеренная точка 1 (или точка 2) ; тогда через нее пройдет единственная кривая Fм=kI2 , где коэффициент k находится из координат точки 1 (или точки 2). Вместо точки 1 (или точки 2) можно взять любую другую точку из соответствующего графика на рис.2. Расчетные параболы Fм~I2 каждый раз будут разные. Но экспериментально полученные графики никогда не впишутся в зависимость (7) старой энергетики, и наоборот, экспериментальные спрямленные графики подтверждают зависимость (9) новой энергетики. Тем самым, доказана реалистичность однозначной линейной зависимости Fм~I подъемной силы электромагнита от величины тока обмотки возбуждения как для постоянного тока, так и для переменного тока питания электромагнита.
Старая энергетика, выдвигая формулу (7) для электромагнита вообще (как она думала, а на самом деле только для соответствующего электромагнита), помимо прочего следовала формальной логике закона сохранения энергии : уменьшение тока в 2 раза происходит при уменьшении в 2 раза напряжения, подаваемого на неизменную катушку электромагнита – то есть, потребляемая мощность падает в 4 раза ; по закону сохранения энергии (уместному для соответствующего электромагнита, а не везде) также в 4 раза должен уменьшиться полезный эффект – в 4 раза должна уменьшиться сила Fэ электромагнита. Зависимость (7) автоматически обеспечивает получение подобного результата, т.е. намертво связывает магнитную силу Fэ с потребляемой электрической мощностью Р=UI . Такая жесткая связь действительно характерна, но лишь для соответствующего электромагнита, а её распространение на абсолютно все электромагниты, подразумеваемое старой энергетикой в беспрекословное исполнение закона сохранения энергии, является заблуждением старой энергетики.
Запишем КПД электромеханического устройства или непосредственно типичной силы, как отношение выходной механической мощности N (в новой энергетике формула (2) из Примера 2), демонстрируемой устройством или силой, к входной электрической мощности Р, потребляемой творцом силы от внешнего источника питания, при продуцировании силы (в нашем контексте, это магнитная сила Fэ) :
К = N / P = F / Р = Fэ / P . (10)
Старая энергетика обязана согласиться и с такой трактовкой КПД , несмотря на не её запись механической мощности, ведь формула (10) не противоречит старой энергетике в её вотчине, когда в предыдущем абзаце не меняется КПД соответствующего электромагнита. Более того, для электромагнита старо энергетические выражения механической мощности или работы в формуле КПД ведут наоборот к неразберихе в старой энергетике.
Вот иллюстрация. Пусть электромагнит с зависимостью (7) потребляет мощность Pо=UоIо и за время t0 притягивает до контакта якорь, который сначала был на удалении очень малого воздушного зазора d от наконечников электромагнита. При совершении работы по перемещению якоря КПД электромагнита был : K = Fэo d / ( Po t0 ) = Ко . В повторном опыте, если питать электромагнит половинным током при мощности Pо/4 , то сила будет Fэо/4. При меньшей силе тот же якорь будет двигаться с вчетверо меньшим ускорением и тот же путь d пройдет за время 2t0 . Здесь КПД электромагнита будет :
K = 0,25 Fэo d / ( 0,25 Po 2 t0 ) = Ко / 2 , что даст и расчет по мощностям. Этот результат явно конфликтует с предыдущей правильной позицией старой энергетики о соблюдении закона сохранения энергии в электромагните зависимости (7) и о постоянстве его КПД . Новая же энергетика внутренне не противоречива и в данной задаче. Про КПД через мощности по формуле (10) всё сказано ранее. Такой же логичный ответ для электромагнита с зависимостью (7) при изменении тока и магнитной силы получается после анализа КПД через работу силы и суммарную электрическую энергию. В последних формулах для К вместо d будут стоять по равенству (1) новой энергетики, соответственно, величина t0 и величина 2t0 , так что значение КПД действительно будет неизменным в рассмотренных обстоятельствах.
Достаточное внимание уделено частному электромагниту с зависимостью (7). Не меньшего внимания заслуживает одна из основных его альтернатив, а именно, электромагнит со специфической магнитной характеристикой (8а). Он имеет особенности и с энергетической точки зрения. В случае аналогичного вышеприведенному уменьшения тока в 2 раза, а электрической мощности в 4 раза - по новой энергетике и зависимости (9) из Примера 9 и Экспериментального исследования - сила конкретного электромагнита уменьшается только в 2 раза, см. также данные таблиц 4 и 5. По формуле (10) тогда КПД конкретного электромагнита объективно сразу возрастает в 2 раза без всяких изменений в конструкции самого электромагнита, и разумеется, наоборот падает при увеличении тока. Подобное недоступно в электромагните зависимости (7). Помимо этого, управлять и главное улучшать КПД электромагнита можно посредством уменьшения удельного сопротивления проводов обмотки на постоянном токе и другими мерами для постоянного и переменного токов. Последнее уже относится даже и к электромагниту зависимости (7).
Подобные достоверные энергетические "чудеса" не представляют ничего сверхъестественного в новой энергетике. Несмотря на их формальную парадоксальность, они отражают материальный мир таким, каким он объективно существует. Например, в каждом акте взаимодействия сила тяжести на Земле имеет КПД , по формуле (10) точно равный бесконечности : ненулевая величина силы тяжести наблюдается при нулевой мощности каких бы то ни было затрат энергии. В такой ситуации, Вечный двигатель первого рода, тождественный устройству с КПД>1 , имеет научно обоснованное право на существование.
Повсеместная неразрывная связь магнитной силы с потребляемой электрической мощностью электромагнита (если верить посылам старой энергетики и закону сохранения энергии) означала бы также следующее. Во время питания электромагнита постоянным током фиксированная подъемная сила наблюдается при строго определенной, значительной отдаваемой мощности электрического источника питания - она же активная электрическая мощность электромагнита - она же мощность тепловыделения в активном электрическом сопротивлении проводов обмотки электромагнита. Далее в Примере 10 показано, что на самом деле фиксированная подъемная сила Fо никак не связана с упомянутыми мощностями, т.е. она может быть получена при нулевой электрической мощности.
Пример 10.
Имеется электромагнит постоянного тока, состоящий из неизменного магнитопровода с неизменным якорем почти без зазора, и из хорошей (по энергетическим КПД параметрам) катушки возбуждения, см. верхний рисунок Приложения 3. Пусть на эту катушку (с количеством витков w0 и активным сопротивлением Rо) подано напряжение Uо , при котором : через катушку течет постоянный ток Iо=Uо/Rо ; в магнитной цепи имеют место магнитный поток Фо , магнитная индукция Во и общая напряженность магнитного поля Но , определяемая числом «ампер-витков» (I w)0 =Iо w0 , в целом которое, забегая вперед скажем, мы не будем менять далее, т.е. будем оставаться в одной точке магнитной характеристики В(Н) электромагнита, поэтому вид магнитной характеристики (или спрямленная или квадратно корневая (8а) кривая намагничивания) – абсолютно не важен, но для конкретности остановимся специально на энергетически консервативной спрямленной магнитной характеристике, обеспечивающей (при заданном количестве витков и при варьируемом токе) известную зависимость (7), обласканную старой энергетикой, обреченной и здесь на поражение ; подъемная сила Fо электромагнита немного превышает вес якоря (mg) , так чтобы якорь не падал вниз, см. Приложение 3. В поставленных условиях электрическая мощность равна : P = U I = Uо Iо = Pо .
Новая энергетика.
Теперь кое-что поменяем в обмотке возбуждения описанного электромагнита на постоянном типе тока. Сначала увеличим в 2 раза число катушек : с одной до двух (см. нижний рисунок Приложения 3), т.е. к w0 виткам добавим столько же w0 витков при последовательном соединении с сохранением направления намотки и получим количество витков 2w0 . Полное активное сопротивление обмотки станет равным 2Rо. Не меняя напряжение Uо питания увидим, что по катушкам будет протекать ток Iо/2 , а число «ампер-витков» будет равно :
(I w) = 0,5 Iо 2 w0 = Iо w0 = (I w)0 прежней величине, что приведет к значениям Но , Во , Фо и главное к значению Fо , наблюдавшимся ранее в базовом состоянии электромагнита. При этом, что особенно важно, электрическая мощность :
P = U I = Uо Iо/2 = Pо/2 на нижнем рисунке Приложения 3 уменьшается в 2 раза по сравнению с верхним рисунком Приложения 3. По аналогии, дополнительное наращивание числа катушек будет вызывать неуклонное уменьшение электрической мощности, отдаваемой источником, при сохранении фиксированных значений Фо и Fо , т.е. будет сопровождаться неуклонным повышением КПД электромагнита по соответствующей формуле (10).
Техническое решение с увеличением числа катушек на неизменном магнитопроводе дает наглядный результат в виде независимости имеющегося магнитного поля потока Фо и подъемной силы Fо от подводимой электрической мощности для электромагнита под постоянным во всех смыслах напряжением. Но это решение уязвимо со стороны формальной критики, которая может исходить от старой энергетики. Старая энергетика изворотливо может сказать, что наибольшее оптимальное число катушек (или наибольшее оптимальное общее количество витков) как раз лишь приближает физический КПД электромагнита к единице снизу, а математическое значение КПД электромагнита - если и получается по расчетам намного больше единицы, то вызвано это просто обнаруженным вдруг местным несоответствием систем измерения механических и электрических величин (хотя общепринятые сейчас системы измерения специально были подобраны, с тем чтобы величины КПД всех известных до сих пор лучших непрерывных преобразователей энергии были близки к единице, но не превышали единицы). Тогда действительно к примеру, дополнительное удвоение наибольшего оптимального количества витков невозможно из-за постоянства размеров магнитопровода в электромагните и из-за чрезмерного рассеяния магнитного поля элементарных отрезков длин витков большого радиуса (когда витки большого радиуса энергетически невыгодны), т.е. невозможно следующее снижение вдвое электрической мощности Р=UoI при сохранении фиксированной подъемной силы Fо и магнитного потока Фо в электромагните.
Ответим на эту формальную критику. Во-первых, например в табл.4 приведены результаты измерений не для случая наибольшего оптимального общего количества витков (случая с наилучшими энергетическими показателями), а для случая очень малого общего количества витков (случая с "плохими" энергетическими показателями), который по размерам катушки правдоподобно отображен в Приложении 2 и на верхнем рисунке Приложения 3. Подстановка же данных табл.4 в формулу (10) уже дает оценку порядка К»100, а ведь это "плохие" КПД , учитывая возможность многократной дополнительной намотки витков вдоль магнитопровода электромагнита. Отмеченный факт является одним из целого ряда доказательств в новой энергетике того, что в материальном мире - поддержание магнитного потока происходит задаром изначально для движущихся зарядов, здесь образующих контурные токи обмотки возбуждения электромагнита, см. также пункт п.4.3 Формулы открытия. А старая энергетика считает, что существование магнитного потока (непрерывное излучение электромагнитной энергии в пространстве) непосредственно связано с расходом кинетической энергии зарядов и электроэнергии источника питания.
Во-вторых, вопреки только что сказанному, на верхнем рисунке Приложения 3 станем подразумевать под w0 наибольшее оптимальное общее количество витков, когда переход к нижнему рисунку осуществить не удастся, и по старой энергетике дальнейшее увеличение КПД электромагнита вроде бы невозможно. В оговоренных условиях вправду нельзя увеличить число катушек, но можно поступить иначе. При сохранении количества w0 витков и их геометрии будем уменьшать величину удельного электрического сопротивления проводов подбором соответствующих материалов, вплоть до сверхпроводящего состояния. Тогда значение R устремится к нулю, и для протекания тока Iо потребуется напряжение U<<Uо. Опять получим фиксированные Фо и Fо при еще многократно уменьшившейся электрической мощности Р = U Io . Снова КПД электромагнита возрастет многократно. В сверхпроводящем состоянии обмотки напряжение источника питания будет нулевым, но источнику всё же придется отдавать постоянный ток Io по электрической схеме Приложения 3. Даже от этого можно освободить источник питания и разгрузить его полностью, если обмотку с током Io началом и концом замкнуть саму на себя с образованием замкнутого сверхпроводящего контура постоянного тока Io , и окончательно отсоединить обмотку от источника питания, не боясь за сохранность тока Io обмотки электромагнита (см. пояснения после рисунков в Приложении 3). В охвате новой энергетики получится абсолютно задарная и управляемая сила – магнитная сила притяжения якоря электромагнитом.
В общем и целом, очевидную тенденцию : Р ® 0 и К ® ? при Фо=const и Fo=CONST – старая энергетика опровергнуть не может.
Естественный граничный предел найденной тенденции демонстрирует обычный постоянный магнит. Он обладает немалым магнитным потоком и ненулевой подъемной силой для ферромагнитных предметов, при этом не имея никаких электротехнических устройств и не расходуя какую бы то ни было энергию (Р=0). Поэтому КПД постоянного магнита независимо от вида формулы точно равен бесконечности, причем время действия подъемной силы постоянного магнита в нормальных условиях не ограничено.
В свете новой энергетики, постоянный магнит дополнительно доказывает, что наличиствующее движение электрического заряда (электрона) задаром создает магнитное поле, т.е. существование магнитного поля не сопровождается уменьшением кинетической энергии заряда (электрона), который если и замедляется где-то, то по совершенно другим причинам от внешних воздействий. Когда электрон перемещается по орбите вокруг ядра атома и обеспечивает соответствующий магнитный поток, электрон движется свободно без внешних тормозящих факторов (потому что электрон движется в объективно существующем газоподобном электромагнитном эфире, обладающем нулевой вязкостью и состоящем из самых мелких в Природе эфирных частиц, которые как целые тела находятся в состоянии покоя обычно и имеют чисто нулевую массу, но несмотря на это являются абсолютно материальными частицами, формирующими электромагнитные поля и волны). Благодаря такому свободному движению и остаются постоянными орбитальные токи электронов в атомах при вечности магнитных потоков (а в проводниках макроскопический ток растворенных электронов, то и дело натыкающихся на атомы, связан с работой стороннего источника электропитания единственно по преодолению сопротивления электрической цепи напряжением и отдаванию электрического тока).
Парадоксальность в старой энергетике вечности магнитного потока постоянного магнита и исходно вечности магнитного потока от конкретного электрона в отдельном атоме – формалисты попытались убрать с помощью очередной фантазии и самообмана в лице “спина” (магнитного момента от собственного вращения электрона вокруг своего центра массы). Но если есть закон сохранения энергии, то при производстве магнитного поля вращение электрона-волчка всё равно должно замедляться со временем, и “спин” должен уменьшиться до нуля и исчезнуть. Нельзя не видеть, что в старой энергетике данный энергетический парадокс остается непреодолимым. Но дело не только в этом. Суть очередного научного преступления формалистов-идеалистиков в том, что они в очередной раз сами ушли (хотя давно уже было предостаточно и других предзнаменований для формулирования ими самими новой энергетики) и заставили прочих уйти от осмысленной объективной реальности, которая в обсуждаемом явлении свидетельствует : магнитное поле возникает единственно при линейном движении электрического заряда (электрона) по траектории, размеры которой много больше собственных размеров заряда (электрона) ; это универсальный механизм, другого нет в Природе зарядного магнетизма. Дальнейшее углубление в соответствующие разделы общей физики здесь не целесообразно.
Рассмотренный Пример 10 показывает, что подъемная сила магнитов не находится в прямой связи с расходами энергии. Данный факт еще раз подтверждает порочность методологии старой энергетики, но органично вписывается в новую энергетику.
Заканчивая тему постоянного магнита, оценим возможности его применения в проектах Вечного двигателя первого рода (ВДПР). Постоянный магнит действует аналогично силе тяжести Земли : его подъемная сила является задарной силой, причем всегда готовой к перемещениям тел. При этом значительная подъемная сила присуща постоянным магнитам очень компактных габаритов, чего не скажешь о Земле для силы тяжести. К тому же, постоянные магниты могут не только притягивать предметы (притягивать и удерживать ферромагнитные детали, в том числе обратные постоянные магниты), но также и отталкиваться друг от друга одноименными полюсами (в отличие от единственной направленности силы тяжести). Благодаря этим достоинствам постоянные магниты часто используются в проектах ВДПР. Но у силы тяжести и у постоянных магнитов почти один и тот же недостаток – силу тяжести вообще нельзя отключить, а подъемную силу постоянного магнита, если и можно ослабить не повреждая сам магнит, то это сопряжено с большими затратами энергии или техническими сложностями. Разнообразные попытки управления постоянными магнитами (магнитные экраны и др.) в соответствующих проектах ВДПР – не учитывают многого и не реализуемы на практике.
В свою очередь, электромагнит можно включать и выключать. Тогда имеют место переходные процессы, которые отличаются от установившегося режима с постоянным током, рассматривавшегося в Примере 10. Непосредственный анализ переходных процессов включения на постоянное напряжение и выключения электромагнита мы опустим, а перейдем сразу к анализу работы электромагнита, питаемого переменным током заданной частоты, на его установившемся режиме (в перечисленных случаях наблюдаются абсолютно одинаковые закономерности).
Пример 11.
Имеется электромагнит переменного тока, состоящий из неизменного массивного магнитопровода с толстолистовым якорем и из хорошей (по энергетическим показателям) катушки возбуждения, см. левые рисунки в Приложении 4. Пока не будем придавать значения форме действующей в электромагните зависимости подъемной силы от величины тока (формулы (7) и (7в) или формулы (9) и (8) соответственно) , помня лишь о сходном постоянстве комплексного электрического сопротивления ХL электромагнита, постоянстве идеальном при спрямленной магнитной характеристике магнитной цепи. Уже был изучен ранее вариант подведения к неизменной катушке электромагнита различных действующих значений переменного напряжения, см. Экспериментальное исследование для электромагнита зависимости (9) новой энергетики (а для электромагнита зависимости (7) будет адекватный ей результат).
В текущем Примере 11 начальным делом исследуем энергетические последствия конструктивных изменений любого из фигурирующих электромагнитов, а именно изменений, аналогичных испробованным в Примере 10 , взяв для сравнения за базовые параметры - параметры на левых рисунках Приложения 4. Первое изменение. Уменьшим величину удельного электрического сопротивления материала проводов катушки до сверхпроводящего состояния. Это всего на несколько процентов снизит величину комплексного электрического сопротивления электромагнита по отношению к базовой величине ХLо , потому что обычное ненулевое активное сопротивление катушки много меньше суммы двух других составляющих (реактивной и особой активной гистерезисной) сопротивления ХLо . Соответственно, при полном занулении активного сопротивления катушки - мало заметно по сравнению с Ро уменьшится электрическая мощность, потребляемая электромагнитом при сохранении фиксированной подъемной силы Fо. Таким образом, первое изменение кардинально не повышает КПД электромагнита на переменном токе, в отличие от электромагнита на постоянном токе из Примера 10.
Второе изменение. На неизменном магнитопроводе к имеющейся катушке с количеством витков w0 добавим такую же катушку, и электрически соединим их последовательно согласованно. Две катушки магнитно связаны, поэтому увеличение общего количества витков в 2 раза сопровождается квадратичным увеличением (в 4 раза) величины индуктивности и комплексного электрического сопротивления электромагнита. Для сохранения числа «ампер-витков» (а значит - фиксированных магнитного потока Фо и подъемной силы Fо электромагнита) необходимо поднять напряжение в 2 раза, чтобы ток был равен I=Iо/2. В этом случае потребляемая мощность совпадает с базовой : P=UI= 2 Uо Iо/2 = UоIо = Pо . Как видим, второе конструктивное изменение также не повышает КПД электромагнита переменного тока. Более того, из практической электротехники известно, что увеличение числа витков приводит даже к некоторому уменьшению КПД устройств на переменном токе.
Старая энергетика использует перечисленные факты в качестве основного прикладного аргумента в свою пользу. Подобные факты дали старой энергетике основания для утверждения : если создан, например, двигатель переменного тока с КПД близким к единице, то достигнуто это было путем минимизации всех потерь, и уже нельзя заметно увеличить КПД , т.е. нельзя сделать КПД>1. Покажем ошибочность и этого утверждения старой энергетики.
Больше не будем ничего менять в электромагните переменного тока, имеющем КПД примерно единица, и на неизменном магнитопроводе оставим основную катушку возбуждения с количеством витков w0 , см. левые рисунки Приложения 4. Но зато сделаем вот что. Возьмем точно такие же два электромагнита, установим их рядом друг с другом, а катушки двух электромагнитов соединим последовательно, как изображено на правом нижнем рисунке Приложения 4. Комплексные электрические сопротивления обоих электромагнитов одинаковые и просто суммируются. При базовом напряжении Uо питания в электрической цепи будет протекать переменный ток с действующим значением I=Iо/2. Отсюда, потребляемая мощность Р станет в 2 раза меньше базовой : P = Uо Iо/2 = Pо/2 . Определим теперь общую подъемную силу двух электромагнитов. Здесь уже нам понадобится детализация в свойствах электромагнитов.
Зависимость (7)?(7в) и старая энергетика.
Если для электромагнитов характерна зависимость (7), то её и применяем к каждому электромагниту переменного тока : при уменьшении тока в 2 раза - в 4 раза уменьшается сила каждогоэлектромагнита. В сумме две силы составляют значение: aF = Fо/2 , которое получается и по зависимости (7в).
Т.к. потребляемая мощность также упала в 2 раза, то по формуле (10) КПД целого электромагнитного устройства не изменился и остался равным единице. Выше уже говорилось о том, что зависимость (7) в тривиальных случаях заведомо обеспечивает такой результат, благоприятный для старой энергетики. Но на самом деле и при зависимости (7) дает сбои закон сохранения энергии, не соответствующий по большому счету реальностям материального мира.
Зависимость (7) и новая энергетика.
В каждом из двух электромагнитов «ампер-витки» уменьшились в 2 раза, также в 2 раза вследствие спрямленной “кривой” намагничивания В(Н) уменьшились магнитные потоки. В сумме они составляют базовую величинуФо магнитного потока при действующем значении переменного тока. Этот вывод получен на основании объективных эмпирических закономерностей электротехники, и он (с учетом половинной от базовой электрической мощности) доказывает следующее свойство материального мира : не только постоянный, но и переменный магнитный поток можно создавать задаром или почти задаром путем наращивания количества (в данном случае) электромагнитов. Это же остается характерным для переменного магнитного потока в дальнейших примерах электромагнитов.
Не безнадежная ситуация при зависимости (7) и для подъемной силы и для КПД электромагнита переменного тока в особом конструктивном исполнении. Соберем магнитную цепь с тремя базовыми катушками возбуждения по одной в каждой из трех стандартных магнитных ветвей по схеме правого верхнего рисунка в Приложении 4. Взаимное потокосцепление трех катушек по-прежнему отсутствует, поэтому полное комплексное электрическое сопротивление электромагнита равно 3XLo . При базовом напряжении Uo в последовательной электрической цепи течет ток Io/3 , и электрическая мощность относительно базовой втрое уменьшается : P=UoIo/3=Po/3 . Подобно предыдущему абзацу каждая из трех катушек создает магнитный поток Фо/3. Но здесь принципиально, что суммарный поток : Ф=Фо/3+Фо/3+Фо/3=Фо базовой величины проходит через единственную стандартную пару наконечников электромагнита, как и в базовом опыте на левом верхнем рисунке Приложения 4. Т.е. наконечники и якорь электромагнита остаются в базовой точке магнитной характеристики, и даже не нужна зависимость (7) для получения конечного результата : в электромагните на правом верхнем рисунке Приложения 4 сохраняется базовая индукция Во магнитного поля в ничтожном воздушном зазоре между якорем ; по общей формуле (7а) сохраняется базовая подъемная сила Fo электромагнита.
В итоге принимая во внимание трехкратное падение электрической мощности, наконец приходим к значительному повышению КПД электромагнита переменного тока, а именно в 3 раза по сравнению с К=1 у (казавшегося до этого предельно идеальным энергетически) базового электромагнита. Величина КПД больше единицы ( К=3 ) у электромагнита на правом верхнем рисунке Приложения 4 не пугает и не является новостью для новой энергетики. Описанный способ запредельного повышения КПД можно применять во время переходных процессов включения электромагнита на постоянное напряжение и его выключения, а также можно применять для электромагнита постоянного тока с зависимостью (7). Тем более, этот способ годится для электромагнита с зависимостью (9).
Зависимость (9)?(8) и новая энергетика.
Вернемся к устройству на правом нижнем рисунке в Приложении 4, т.е. к основному устройству, откуда началась дифференциация на зависимости. Если для двух электромагнитов характерна зависимость (9), то её и применяем к каждому электромагниту переменного тока : при уменьшении тока в 2 раза – соответственно в 2 раза уменьшается сила каждогоэлектромагнита. В сумме две силы составляют значение : aF = (Fo/2) + (Fo/2) = Fо . Эквивалентно, по исходной зависимости (8) в новой энергетике при преобразовании от левого нижнего рисунка к правому нижнему рисунку Приложения 4 – величина суммарной подъемной силы не уменьшается и остается равной базовой Fо . Что же касается суммарного магнитного потока двух электромагнитов, то для него ситуация еще более выигрышная. В каждом электромагните : через базовую w0 катушку течет половинный ток, и число «ампер-витков» в 2 раза меньше базового ; общая напряженность Н магнитного поля равна Но/2 ; по кривой намагничивания (8а) магнитная индукция имеет величину Во/O2 ; следовательно, в каждом электромагните магнитный поток уменьшился не в 2 раза, а уменьшился всего в O2=1,414 раз, т.е. индивидуальный магнитный поток стал равным Ф=Фо/O2=0,707Фо вместо 0,500Фо для спрямленной магнитной характеристики. В результате, суммарный магнитный поток в устройстве на нижнем правом рисунке Приложения 4 составляет : aФ=Ф+Ф=0,707Фо+0,707Фо=1,414Фо , т.е. не уменьшился, и не просто сохранился, а даже увеличился по сравнению с базовым значением.
Т.к. потребляемая мощность, напомним, упала в 2 раза относительно начальных условий, то КПД последнего устройства возрос в 2 раза по формуле (10) и стал равным : К=2 . По аналогии устройство, состоящее из нескольких рядом стоящих таких же магнитопроводов, будет иметь КПД в несколько единиц при питании переменным током. Описанный способ запредельного повышения КПД можно применять во время переходных процессов включения электромагнитов на постоянное напряжение и их выключения, а также этот способ можно применять для электромагнитов постоянного тока при наличии зависимости (9). Здесь важен не только КПД сам по себе, но и главный факт возможности совершения нужной механической работы магнитными силами при неуклонном снижении требующейся для этого электрической энергии от источника питания.
От рассмотренного в Примере 11 электромагнита (с магнитопроводящим якорем без собственного магнитного потока) переменного тока всего один шаг до многофазного синхронного двигателя с магнитопроводящим геометрически явнополюсным ротором. В таком двигателе переменного тока также будут выполняться основные зависимости (7) или (9) и представленные закономерности при соответствующих изменениях расположения магнитных цепей. Но вместо непосредственно электромагнитной силы Fэ будет фигурировать крутящий момент на валу двигателя и механическая мощность двигателя при синхронной частоте вращения ротора. Используем всё это в конструкциях реально осуществимого Вечного двигателя первого рода (ВДПР).
Пример 12.
Новая энергетика.
Пусть имеется типичный синхронный (с магнитно невозбужденным ротором) двигатель, который запитан от сети трехфазного переменного напряжения и который создает вращающий момент на роторе электрического генератора, подключенного к внешним потребителям электрической энергии. Пусть КПД двигателя и КПД генератора почти равны единице снизу, т.е. общий КПД двигатель-генераторного агрегата также близок к единице. Это привычная ситуация в промышленной электротехнике, причем общий КПД агрегата – истинный без сомнений, т.к. двигатель потребляет электрическую мощность, а генератор вырабатывает тоже электрическую мощность.
Теперь вместо одного такого синхронного двигателя установим с единым валом приводную синхронную машину, представляющую собой модификации исходного синхронного двигателя по полезным техническим решениям из предыдущего Примера 11, а одноименные фазные обмотки соответствующих магнитопроводов статоров соединим в последовательную электрическую цепь для каждой фазы. Подобно правым рисункам Приложения 4 – модифицированная приводная машина будет развивать суммарный крутящий момент, равный базовому, при заданных оборотах двигателя. Поэтому генератор будет вырабатывать не изменившуюся базовую электрическую мощность. Но при этом, модифицированная приводная машина целиком будет потреблять в 2 (в 3 и т.д.) раза меньшую электрическую мощность подобно правым рисункам в Приложении 4. Поэтому общий КПД модифицированного двигатель-генераторного агрегата скачком станет равным : К=2 ( К=3 и т.д. ). Особенно малая входная электрическая мощность по сравнению с выходной мощностью достигается в модифицированной приводной машине путем наращивания количества синхронных двигателей, располагающихся рядом друг с другом (см. компоновку на нижнем правом рисунке Приложения 4). Как общий результат, модифицированный агрегат становится в прямом смысле слов «Электромашинным умножителем электрической мощности», который более полно охарактеризован в одноименном Патенте на изобретение РФ № 2126585 , см. соответствующую главу в материалах настоящего сайда.
Многократно больший единицы КПД данного агрегата позволяет лишь малую часть электрической мощности, вырабатываемой генератором, использовать для обратной связи питания приводных синхронных двигателей, поддерживающих непрерывное вращение вала агрегата без посторонних источников энергии. А остающуюся большую часть электрической мощности, вырабатываемой генератором, можно свободно направлять на питание внешних потребителей электрической энергии, чтобы они совершали нужную свою работу. Таким образом, замыканием агрегата самого на себя завершается процесс постройки реального Вечного двигателя первого рода. Существуют и другие типы реальных ВДПР, перечисление которых здесь излишне.
Заключение.
Представленные документы показывают неполноту и во многом ошибочность основных положений и некоторых следствий старой энергетики. Наоборот, новая энергетика наиболее полно и точно отражает объективные энергетические законы материального мира. Ведь писанные законы науки Физики - это всего лишь - менее или более точный слепок с законов Природы, не зависящих от субъективных представлений и желаний человека.
Даже если новая энергетика и не привела бы к созданию реальных ВДПР - даже в этом случае ее научное значение трудно переоценить. Новая энергетика помогает установить научную истину в энергетических законах. Широко известные энергетические законы официальной Общей физики нуждаются в существенных дополнениях и исправлениях, а их применение во многих разделах Общей физики делает неизбежной переработку и этих разделов.
Некоторые специальные разделы Общей физики (и помимо энергетического описания явлений) содержат явные и скрытые концептуальные ошибки в физических теориях, которые на самом деле очень далеки от реальной картины материального мира. Новая энергетика уже хотя бы с одной энергетической стороны высвечивает ошибочность таких физических теорий. Это касается в первую очередь Теорий относительности и всех их применений. После безальтернативного их полного развенчания в будущем, Теории относительности займут заслуженное место в кунсткамере физических интеллектуальных уродств. В целом же, в Общей физике, наконец, должен быть преодолен идеалистический уклон, который уводит в сторону и тормозит научный и технический прогресс цивилизации на Земле : в течение последних двух столетий после неоправданной иконизации закона сохранения энергии ; весь прошедший 20-й век после неправильного решения более простого вопроса мирового эфира, и обманного воцарения Теорий относительности; в других областях науки и техники с разными сроками давности неизбежных для формалистов ошибок.
В истории науки трудно найти хотя бы один случай своевременного признания бездарными и самодовольными формалистами (остепенёнными и одолжностнёнными “хранителями” чистоты любой сферы науки) тех новых истинных знаний, что производились подлинными профессионалами науки (зачастую не получавшими за это зарплату). Да что говорить о новых знаниях, если даже практические факты, неугодные формалистам, игнорировались до последнего предела и многие до сих пор игнорируются и будут игнорироваться, пока формалистам не будет указано их место. Формалисты не только не способны сами подмечать новое и не только не интересуются активно чужим новым, но и агрессивно с порога отвергают и порочат всё новое, или отгораживаются от всего нового, пряча голову в догмы, как страус прячет голову в песок. Современным же формалистам свод нынешних человеческих готовых знаний достался от предыдущих поколений по наследству, т.е. без личного созидательного труда формалистов. Поэтому знания и разум у формалистов есть, а закономерно нет ума, широты взглядов и нет нормальной (не говоря уже о высокой) нравственности у формалистов. Конечно из этого имеются исключения, которые как известно только ярче очерчивают основное правило. Но тогда уже данное лицо не будет формалистом и не будет посторонним в науке человеком (обывателем или властьпридержащим), а будет порядочным подлинным профессионалом науки и техники, будет интуитивистом или в хорошем смысле «фанатом» науки и техники в виде своего увлечения.
Критерий истинности любой научной теории - это всеобъемлющая практика (ведь всего одного первого опровергающего факта достаточно для пересмотра теории) , а не просто несколько аргументов, к тому же иногда тенденциозно подгоночно или чисто ошибочно трактуемых. В этом смысле, практическое значение новой энергетики, во-первых, состоит в исправлении ряда прикладных законов, относящихся к существующим областям физической науки и привычной техники, и во-вторых, что самое главное - заключается в научном обосновании и в открытии прямых инженерных путей получения новых реальных источников энергии, которые по традиции называются «Вечными двигателями первого рода».
Различные конструкции ВДПР позволят решить энергетические проблемы транспортных систем и стационарных объектов. Причем многообразные достоинства ВДПР обеспечат качественный и количественный рост электроэнергетики. Такой рост не может быть достигнут ни с помощью химико-водородной и атомной энергетики, ни даже с помощью термоядерной энергетики (тем более, что практическая осуществимость последней вообще находится под знаком вопроса : используемые сейчас принципы управляемого синтеза не приведут к промышленной его применимости ; работающий в звёздах и в атомно-ядерной бомбе принцип иной – перед синтезом ядра сближаются не благодаря огромным скоростям при огромной температуре, а вследствие необычной повышенной плотности вещества под действием необычного повышенного статического или квазистатического давления ; если удастся реализовать последний принцип при большом практическом выигрыше энергии, то только тогда можно будет говорить об обуздании управляемого синтеза легких ядер ; но даже после этого ввиду сложности, громоздкости, опасности управляемого синтеза и ввиду наличия полной альтернативы в лице ВДПР – управляемый синтез будет не нужен). В отличие от перечисленных и похожих источников энергии, для всех конструкций реальных ВДПР характерно полное отсутствие тепловых и, соответственно, топливных циклов с расходом энергоносящего сырья.
В свете всего сказанного по-новому предстает и такая полувековая загадка современности, как неопознанные летающие объекты ( НЛО или «летающие тарелки» ). Верные себе формалисты отмахиваются и высмеивают все свидетельства существования подлинных НЛО , отчасти подсознательно чувствуя и боясь, что НЛО открывают глаза Человечеству о несостоятельности официальной земной науки и её стражей - формалистов, в очередной раз считающих себя знающими по-крупному всё и знающими всё правильно. Вместо внутренних сомнений и размышлений формалисты (вместе с им внимающими недалекими властями и обывателями) ведут борьбу с фактами и новыми идеями, как бессчетное число раз уже было в истории. Так когда-то, “передовая” Французская Академия Наук своим строгим указом отказывала в существовании «камням с неба» - метеоритам, и к месту будет сказано, аналогично поступила с Вечным двигателем. В сознании формалистов тем более нет места ВДПР и другим прорывным теориям, если в их сознании нет места даже для очевидных фактов, таких как падение метеоритов и появление подлинных НЛО. Формалисты, судя по самим себе, подозревали обнаружителей метеоритов в обмане с целью наживы и уничижительно смеялись над ними, но еще лучше смеемся мы сейчас над этими формалистами. Перефразированная поговорка будет уместной и для остальных случаев борьбы формалистов с инакомыслием. Касательно НЛО нельзя не отметить самоотверженную работу по информированию общества относительно НЛО со стороны очевидцев, уфологов, прозорливых ученых и инженеров, журналистов и писателей, а также всех причастных к теме НЛО людей.
Многочисленные наблюдения и задокументированные данные свидетельствуют объективно не о чём другом кроме того, что подлинные НЛО - это материальные транспортные средства, изготовленные за пределами Солнечной системы, непосредственным образом прилетевшие на Землю и разумно управляемые. Даже вдруг допустив такую мысль, формалисты в своей Физике приходят к неразрешимым проблемам для этого сценария. Во-первых, для межзвездного перелета хотя бы примерно со скоростью света в течение нескольких лет необходим огромный расход энергии как на жизнеобеспечение экипажа, так и на энергопитание двигателей НЛО. Эта же проблема встает при объяснении многочасовых перемещений и зависаний НЛО на Земле, причем небольшие размеры некоторых НЛО исключают наличие в них тех автономных мощных источников энергии, которые доступны сейчас человеку. Но данная проблема снимается в русле новой энергетики, когда в качестве источника энергии в летательном аппарате применяется ВДПР у землян и у создателей НЛО.
Во-вторых. Отдельный вопрос, связанный с НЛО, касается двигателей, обеспечивающих фантастические летные характеристики НЛО. Чтобы в межзвездном полете достичь хотя бы одну скорость света (а на самом деле можно и многократно большую скорость без оглядки на лже-научные Теории относительности) при терпимых ускорениях требуется непрерывная годами действующая тяга двигателей НЛО, что непостижимо для формалистов, зациклившихся на обычной реактивной тяге и на иных бесперспективных проектах, рожденных официальной Общей физикой. Также поражает способность НЛО на глазах свидетелей часами маневрировать в атмосфере Земли (а заодно в глубинах мирового океана) как бы не чувствуя гравитацию Земли, причем без видимого воздействия каких бы то ни было выбросов на окружающую среду, т.е. без всяких там пропеллеров, силовых винтов и реактивных выхлопных струй. У интуитивистов много гипотез разгадки этой тайны НЛО. Наиболее реалистичной версией (несмотря на её парадоксальность по начальному впечатлению) является производство в двигателе НЛО в его внутреннем объеме - регулируемой силовой общей тяги, с помощью которой логично можно объяснить все особенности движения НЛО. Один из вероятных принципов действия соответствующего движителя описан в Заявке РФ № 98103193 на изобретение «Способ создания тяги внутри замкнутой системы», см. посвященные этой теме главы настоящего сайта.
В-третьих, у НЛО куча других особенностей разного рода. Некоторые физические особенности, несмотря на официальное отрицание подлинных НЛО, уже инициировали прогресс техники, разрабатываемой передовыми странами Земного шара. Но все физические особенности полностью поддадутся научному объяснению только после корректировки и развития ряда специальных разделов Общей физики. В этой связи, наиболее важное направление прогресса физической науки – окончательное отрицательное решение по Теориям относительности и окончательное положительное решение по мировому эфиру с последующей громадой исследований свойств эфира и его взаимодействий с весомой материей.
В целом заключая все представленные материалы, приходится констатировать, что Физика в очередной раз находится не в конце пути, а стоит на пороге следующего большого этапа дороги познания. Сюда входят и проблематика мирового эфира, и проблематика нетрадиционных принципов передвижения в пространстве, и концепция новой энергетики, и многое другое в том числе и то, о чём пока мы даже не догадываемся и что станет актуальным только после предстоящих открытий в Физике.
По ознакомлении с представленными материалами, возможные отзывы, замечания и предложения просьба направлять по адресу :
101000 , г. Москва , Главпочтамт , а/я 788 , НИКИЭТ , Инженерный Центр Прочности при Министерстве Атомной Энергии , Болдин А.Ю. |