Perpetuum mobile, final.
Парт намбер уан.
Поскольку don_beaver, в миру писатель-астроном Николай Горькавый, привел в споре "гравитирует ли гравитация?" неотразимый аргумент в форме бана, отвечу писателю-астроному здесь.
Процитирую.
=============================
"Планета, движущаяся по геодезической вокруг Солнца, не меняет своей четырехмерной скорости и не меняет своего четырехмерного ( Read more... )
У меня нет своего мнения на этот счет, подготовка не та. Я просто пытаюсь разобраться в ваших построениях.
> Замените ее на однородное гравитационное поле.
, etc.
На что бы мы ее ни заменили, мы должны энергию этого "чего-то" учитывать в модели. Эта энергия конечна или бесконечна? Если бесконечна, возвращаемся к вопросу, насколько осмысленно говорить о сохранении энергии в подобной системе. Если конечна - не вижу, каким образом тут получится "вечный" рабочий цикл для двигателя.
> А во второй поясняю, как это проявляется в ньютоновской механике.
Давайте попробуем так. У нас исходно есть система двух неподвижных тел, связанных только гравитацией. В рамках ньютоновской гравитации всё ясно. В ОТО мы говорим, что эти тела движутся по геодезическим. И более-менее любой учебник по ОТО пишет, что движение по геодезическим происходит, когда на тела не действуют никакие силы. А раз не действуют никакие силы - то нет и изменения энергии. Затем тела сталкиваются и перестают под действием неких сил двигаться по геодезическим. И происходит преобразование энергии, связанной с этими силами, мешающими дальнейшему свободному движению (их природа нас не интересует), в тепловую. Где противоречие?
Reply
Разумеется, нет.
Проверочный вопрос: понимаете ли вы, что гравитационное поле плоской массивной плиты не зависит от ее полной массы, если пренебречь краевыми эффектами, а зависит только от отношения массы к площади?
И если уж вам так не нравится выражение "бесконечная", замените его на выражение "настолько большой, чтобы краевыми эффектами можно было пренебречь с любой заданной точностью".
=====================
По поводу вашего второго пассажа: вы забываете добавлять выражение "в постоянном гравитационном поле".
Добавьте его, и всё встанет на свои места.
Потму что в нашей модели гравитационное поле не является постоянным.
Именно изменения гравитационного поля и приводят к изменению энергии и массы системы.
И в обычной ОТО (как у Ландафшица, например) эти изменения точно сбалансированы.
Именно для этого и строится псевдотензор энергии-импулься.
Reply
, etc.
Да, понимаю. Для бесконечной плиты это означает, что напряженность поля конечна, но не его энергия. Важно, что это поле в принципе есть. Пилка дров (если она тут вообще будет) происходит потому, что происходит взаимодействие системы с этим полем - пружинки именно оно сжимает. Поэтому я пока не понимаю, на каком основании вы исключаете его энергию из рассмотрения и почему двигатель вечный, а не даровой.
> "настолько большой, чтобы краевыми эффектами можно было пренебречь с любой заданной точностью"
При рассмотрении вечных двигателей ничем нельзя просто взять и пренебречь. Что до измерений, то в мысленном эксперименте верно и обратное - для любого конечного размера плиты можно провести измерения с точностью, обнаруживающей краевые эффекты. :)
Вы писали, что у вас есть схема сферически-симметричного эксперимента. Вот там уже не придется никакие бесконечности вводить, насколько я понимаю. Может, всё яснее станет?
Reply
Очень просто.
Потому что в каждом цикле система возвращается в первоначальное положение.
Иначе вам придётся указать, что именно изменилось после прохождения цикла.
Собственно, в этом и заключается суть мысленного эксперимента и именно на этот вопрос Горькавый так и не нашел ответа.
> Что до измерений, то в мысленном эксперименте верно и обратное - для любого конечного размера плиты можно провести измерения с точностью, обнаруживающей краевые эффекты. :)
Мощность вечного двигателя можно посчитать для заданных масс шаров и параметров орбиты..
После этого сделать краевые эффекты незначительными по сравнению с ней.
Reply
Вы полагаете, что у вас есть устойчивая замкнутая система, циклически переходящая из состояния с энергией Е1 в состояние с энергией Е2 и обратно. Далее на переходе E1 -> E2 вы отбираете из этой системы энергию на пилку дров, и утверждаете, что после этого она снова сможет вернуться в E1. Я не вижу, почему это должно произойти без передачи ей энергии со стороны того самого внешнего поля, в котором всё это происходит, но которое вы предлагаете исключить из рассмотрения. Что изменится - да хотя бы скорости тел.
Reply
Как вы себе представляете "отбор энергии у внешнего поля"?
Внешнее поле создается массивной плитой.
У нее что, масса уменьшается?
Reply
Reply
Гравитационное поле - это потенциальное векторное поле.
Как вы себе представляете постоянный отбор мощности у потенциального векторного поля?
Не обязательно у гравитационного, у любого?
Вы понимаете, что если бы это было в принципе возможно, то уже на Земле вечные двигатели крутились бы? Использующие энергию гравитационного поля Земли.
> У меня нет своего мнения на этот счет, подготовка не та.
Я теперь хорошо понимаю, что вы имели в виду)))
В общем, опишите мне механизм, работающий на энергии гравитационного поля Земли.
Мы его запатентуем и заработаем миллиарды.
Делим пополам.
Reply
> Вы понимаете, что если бы это было в принципе возможно, то уже на Земле вечные двигатели крутились бы? Использующие энергию гравитационного поля Земли.
В который раз - не вечные, а даровые. Они и крутятся. Простейшее водяное колесо представляет собой двигатель, который делает именно это - использует энергию гравитационного поля Земли. Патентуйте. ;) В качестве дисклеймера - да, я понимаю различия между водяным колесом и вашей системой. Но спрашивали вы не про них, а про то, как энергия гравитационного поля преобразуется в работу.
Reply
Домашнее задание: подумайте, почему.
2. Лесопилка НЕ РАБОТАЕТ.
В нашем обычном мире, где гравитационное поле обладает энергией и массой, она НЕ РАБОТАЕТ.
Она работает только в мире фантазий Горькавого, в котором у гравитационного поля энергии и массы нет. Так он утверждает, и в ЕГО мире она работает.
Вы что, не читали описания?
Или читали, но ничего не поняли?
Reply
В полном цикле. Но в данном случае я писал не про полный цикл, а непосредственно про процесс генерации полезной работы путем изменения гравитационной энергии системы.
> Лесопилка НЕ РАБОТАЕТ.
Да забудьте про Горькавого, наш мир, и т.п. Я рассматриваю ваш мысленный эксперимент, и только его. В системе двух тел с циклическим изменением массы-энергии она не сохраняется в пределах цикла, но при усреднении по достаточно большому промежутку времени - сохраняется, и предпосылок к созданию вечного двигателя тут нет. Вы говорите, что, если поместить эту систему в гравитационное поле, строго перпендикулярное плоскости обращения, можно создать вечный двигатель. Я считаю, что это, как минимум, крайне неочевидное утверждение, и что циклическая переменность энергии просто позволит так же циклически перерабатывать гравитационную энергию системы "лесопилка-внешнее поле" в дрова. И прошу вас строго показать, что энергия на самом деле будет браться "из ниоткуда".
Reply
Значит, вы не писали про двигатель, работающий на энергии гравитационного поля.
Жаль, значит патента не будет, миллиардов тоже.
Вот когда вы придумаете двигатель, работающий ТОЛЬКО на энергии гравитационного поля, тогда снова заходите.
> Вы говорите, что, если поместить эту систему в гравитационное поле, строго перпендикулярное плоскости обращения, можно создать вечный двигатель.
Я этого не говорю. Наоборот, я говорю, что он невозможен. Еще раз: прочитайте описание.
Давайте специально для вас попробую упрощенно.
Представьте грузик на пружинке.
В нашей вселенной он просто висит, потому что по закону сохранения энергии и массы его масса не может самопроизвольно изменяться.
А во вселенной Горькавого его масса самопроизвольно периодически изменяется, поэтому он прыгает.
Так понятнее?
Reply
Нет. В части цикла, где совершается полезная работа, используется именно энергия гравитационного поля. Да, есть еще вторая часть цикла, где другие силы совершают работу против силы тяжести и поднимают воду обратно. Так вот ваша мысленная конструкция отличается от водяного колеса только одним - обратная работа тоже совершается за счет той же энергии гравитационного поля, заранее накопленной в пружинах на первой стадии цикла. И как там может получиться вечный двигатель, я не вижу, а вы уже который пост отказыватесь рассказать, почему-то предпочитая рассуждать о чем угодно, кроме прямого ответа на вопрос.
> Наоборот, я говорю, что он невозможен.
Эммм. Цитирую:
"Гравитационная машина.
.........................
6. Суммарная энергия (масса) пластины изменяется.
7. Вес пластинки (сила, действующая на пружины) изменяется.
8. По закону Гука длина пружин изменяется.
9. Пила работает."
Так вот, в рамках этой цепочки рассуждений я с вами соглашаюсь, что "пила работает" (если точнее, может заработать при ряде дополнительных условий, не имеющих, впрочем, отношения к сути спора).
Но вы утверждаете, что работа пилы свидетельствует о том, что ваши лесопилка представляет собой вечный двигатель. Что невозможно, а потому исходная посылка, что у системы может меняться масса, неверна. И вот с этим логическим переходом я не согласен, потому что вы не показали, что двигатель - вечный. Всё, что вы сделали - описали кусок рабочего цикла. Но не описали, откуда взялась энергия, которая совершила эту работу, не описали, как будет выглядеть цикл в целом с преобразованиями энергии в нем, и не показали, что эта полезная работа берется "из ниоткуда". Вы не доказали, что тут существует вечный двигатель, следовательно, вы не опровергли тезис, что возможность циклического изменения массы приводит к его существованию. Утверждение о работе по замкнутому контуру в поле силы тяжести нельзя принять как доказательство уже хотя бы потому, что вы не доказали замкнутость контура.
Для исключения лишних разговоров просто предположите на секунду, что я ничего не утверждаю, а, следовательно, нет смысла задавать мне вопросы. Вы можете просто точно описать полный цикл "лесопилки" со всеми преобразованиями энергии и показать, на каком этапе получается "лишняя" энергия?
Reply
- гравитационного поля плиты, зависящего только от массы на квадратный метр
- упругости пружин
- суммарной массы пластины с шарами в исходном положении
- внешней силы, действующей на шар в плоскости пластины
X1 * k = g * m
X2 * (k + Δk)= (g + Δg)*(m+Δm)
g - ускорение в поле плиты
m - масса пластины с шариками в начале цикла
k - коэффициент упругости
x - удлинение пружины по сравнению со свободным состоянием
Δg, Δk и Δm - изменения за один цикл
При Δg=0, Δk=0 и Δm=0
X1 = X2
ΔX=X1 - X2 = 0
Первые три фактора за время цикла не меняются, четвёртый отсутствует.
Итак, я показал, что пила пилит и за время цикла система возвращается в исходное положение.
Следовательно, двигатель - вечный.
По определению: это замкнутая система, совершающая работу и возвращающаяся в исходное положение.
Чтобы показать, что двигатель не вечный, теперь уже вы должны указать, что изменилось за время цикла.
А откуда берется энергия пусть объясняет Горькавый.
В нашей вселенной она ниоткуда не берется, поэтому в нашей вселенной двигатель не работает.
В его вселенной она работает, потому что за время цикла (не за период, а за половину периода) масса пластины с шарами меняется, что противоречит законам сохранения.
Почему в его вселенной меняется масса и лесопилка работает подробно обосновывается в описании.
Поэтому в его вселенной энергия берется из ниоткуда.
Уфффф...
Reply
Так вот у меня вопросы как раз к утверждению, что состояние, в которое система вернется, будет тем же, как до совершения работы.
> гравитационного поля плиты, зависящего только от массы на квадратный метр
Мы снова возвращаемся почти к началу дискуссии. Это верно тогда и только тогда, когда масса плиты бесконечна, что лишает вопрос сохранения энергии всякого смысла. А верная формулировка - "гравитационной энергии системы плита + лесопилка". Вы утверждаете, что она не изменится. Тогда как рассмотрение первой же итерации цикла с полезной нагрузкой показывает, что это не так.
Платформа едет вниз, пилит дрова. Теперь, кроме сил тяжести и упругости, на нее также действует сила сопротивления. И работа против этой силы сопротивления конвертирует энергию гравитационного взаимодействия в полезную работу. И если, например, вы включаете полезную нагрузку на всю первую половину, это приведет к тому, что платформа опустится на меньшее расстояние, и пружины запасут меньше энергии. Соответственно, на второй половине цикла в результате их разжатия они и вернут меньше энергии. Всё, в некоторое состояние, которое вы называете "исходным", система вернулась. Но совпадает ли оно с тем, что было до совершения работы, если гравитационная энергия системы "лесопилка-плита" уменьшилась на величину полезной работы?
Вы, несомненно, вправе задавать вопрос "а во что это изменение вообще выльется в случае массивной, но не бесконечной плиты". Но задавать вы его можете не мне, а себе. Потому что это ВАШ мысленный эксперимент, и ВАМ надо построить его так, чтобы никаких противоречий в нём не было, чтобы вы могли с его помощью что-либо доказать или опровергнуть. Вот и думайте, что вы упустили, и не пренебрегли ли какими-то эффектами, которыми на самом деле пренебрегать нельзя. Например, не будет ли вляние тех самых краевых эффектов величиной того же порядка, что и изменение общей энергии системы при итерации цикла.
И домашнее задание, как вы изволили выразиться. Замените плиту на удаленную массивную звезду. Лесопилка вращается вокруг нее по стабильной орбите с осцилляциями вверх-вниз, соответствующими изменению массы. "Дрова" летят рядом и не осциллируют, ибо их масса не меняется. Пила точно так же пилит. Останется лесопилка на орбите или начнет при приложении полезной нагрузки падать?
Reply
g зависит только от массы на квадрятный метр.
Эта величина не изменяется.
Вопросс массой закрыт.
Насчет возвращения в первоначальное положение.
Положение определяется тремя силами: упругостью пружин, весом пластинки и силой со стороны пилы.
В первоначальном положении (в максимуме подъема) пила неподвижна и никакие силы с ее стороны не действуют. После этого возвращаемся в мой предыдущий коммент и перечитываем внимательно.
Reply
Leave a comment