Устройство для изучения частично упругих ударных взаимодействий в системе из трех физических тел Российский патент 2020 года по МПК G09B23/06 

Изобретение относится к области механики и является устройством (прибором) для изучения механических взаимодействий физических тел, а именно, частично упругих ударных взаимодействий в системе из трех тел.

Известно, что существующие двигательные устройства (двигатели) являются механическими системами, состоящими из двух физических тел с возможностью взаимодействия между ними - базы и рабочего тела.

При взаимодействии база и рабочее тело приобретают равные по величине и противоположные по направлению импульсы. По окончании взаимодействия импульс одного тела, например, базы, остается неизменным, тогда как импульс рабочего тела рассеивается, трансформируется. Создается, как бы, дисбаланс импульсов. Сохранение импульса базы неизменным обеспечивает получение положительного эффекта.

Взаимодействие базы и рабочего тела происходит по типу частично упругих ударных взаимодействий.

На сегодняшний день получение разгонного импульса при перемещении летательного аппарата по космической траектории возможно лишь с помощью ракетного двигателя, работающего на описанном выше принципе.

Альтернативой ракетному двигателю может быть предлагаемая механическая система из трех физических тел, также позволяющая создать дисбаланс импульсов, необходимый для получения полезного эффекта.

Система из трех физических тел, позволяющая создать описанный выше так называемый дисбаланс импульсов, заявлена мной как открытие.

Предлагаемое устройство (прибор) позволяет изучать частично упругие ударные взаимодействия в системе, состоящей из трех физических тел.

Устройство состоит из тележки и двух равных по массе стальных шаров, получающих разгонные импульсы при синхронном скатывании навстречу друг другу по наклонным желобам и плавным переходам, расположенным поперек тележки, с последующим изменением направления движения каждого шара на 90° при перемещении по плавным переходам, образованным вертикально закрепленными на тележке стенками, при этом обмен импульсами между тележкой и шарами происходит при движении шаров по плавным переходам при изменении направления движения на 90° и при ударном взаимодействии шаров с вертикально закрепленным поперек тележки плоским экраном, а результат обмена импульсами тележки и шаров регистрируют с помощью измерительной шкалы.

Вместо плавных переходов поворот шаров на 90° может производиться с помощью косых упругих ударов шаров о плоские вертикально закрепленные на тележке экраны.

В изученной патентной и научной литературе предлагаемое устройство не описано.

Принципиальная схема предлагаемого устройства иллюстрируется чертежом (Фиг. 1).

Краткое описание чертежа.

Устройство для изучения частично упругих ударных взаимодействий в системе из трех физических тел состоит из тележки (1), расположенной на горизонтальной поверхности, дух стальных шаров (2), двух закрепленных поперек тележки наклонных желобов (3), опирающихся с помощью плавных переходов (4) на платформу тележки, плавных переходов (5), вертикально закрепленного - экрана (6) и измерительной шкалы (7).

Краткое описание работы устройства.

Шары синхронно скатываются по наклонным желобам и плавным переходам навстречу друг другу. Затем при перемещении по плавным переходам шары изменяют направление движения на 90°. Совершив поворот на 90°, шары, перемещаясь по платформе тележки, ударяются об экран. Обмен импульсами тележки и шаров происходит дважды: при повороте шаров на 90° и при ударном взаимодействии шаров с экраном. Перемещения тележки регистрируют с помощью измерительной шкалы. Предлагаемое устройство позволяет изучать влияние различных факторов на состояние системы.

Следует отметить, что определение истиной величины импульсов, которыми обмениваются тележка и шары при взаимодействии возможно лишь на данных практики, так как не все параметры взаимодействующих тел могут быть измерены и учтены при расчетах.

Пример применения предлагаемого устройства.

В эксперименте использовалось устройство, имевшее следующие параметры: масса тележки 3,2 кг, масса шара 0,125 кг, длина желоба 0,45 м. В условиях данного эксперимента тележка смещалась на 0,004 м в направлении, указанном на чертеже стрелкой, при этом эффект был устойчивым.

Изобретение относится к области механики и является устройством (прибором) для изучения механических взаимодействий физических тел, а именно частично упругих ударных взаимодействий в системе из трех тел. Устройство в системе из трех физических тел - тележки (1) и двух равных по массе стальных шаров (2), получающих разгонные импульсы при синхронном скатывании навстречу друг другу по наклонным желобам (3) и плавным переходам (4), расположенным поперек тележки (1), с последующим изменением направления движения каждого шара (2) на 90° при перемещении по плавным переходам (5), образованным вертикально закрепленными на тележке (1) стенками. При этом обмен импульсами между тележкой (1) и шарами (2) происходит при перемещении шаров (2) по плавным переходам (5) при изменении направления перемещения шаров (2) на 90° и при ударном взаимодействии шаров (2) с вертикально закрепленным и расположенным поперек тележки (1) плоским экраном (6). Результат обмена импульсами тележки (1) и шаров (2) оценивают с помощью измерительной шкалы (7). Обеспечивается создание механической системы из трех физических тел, позволяющей создать дисбаланс импульсов, необходимый для получения полезного эффекта, и позволяющей изучать частично упругие ударные взаимодействия в системе, состоящей из трех физических тел. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для изучения частично упругих ударных взаимодействий в системе из трех физических тел - тележки и двух равных по массе стальных шаров, получающих разгонные импульсы при синхронном скатывании навстречу друг другу по наклонным желобам и плавным переходам, расположенным поперек тележки, с последующим изменением направления движения каждого шара на 90° при перемещении по плавным переходам, образованным вертикально закрепленными на тележке стенками, при этом обмен импульсами между тележкой и шарами происходит при перемещении шаров по плавным переходам при изменении направления перемещения шаров на 90° и при ударном взаимодействии шаров с вертикально закрепленным на тележке, расположенным поперек тележки плоским экраном, а результат обмена импульсами тележки и шаров оценивают с помощью измерительной шкалы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поворот шаров на 90° может осуществляться при косом упругом ударе шаров под углом 45° о плоские экраны, закрепленные на тележке.