معلق شدن جسم در هوا

مدیران انجمن: parse, javad123javad

نمایه کاربر
alininja

عضویت : جمعه ۱۳۹۴/۳/۱ - ۱۸:۱۷


پست: 32

سپاس: 5

معلق شدن جسم در هوا

پست توسط alininja »

آیا ما می تونیم با استفاده از الکتریسیته یا مغناطیس یا به هر روش دیگه بر جاذبه غلبه کرده و جسمی رو در هوا معلق نگه داریم.لطفا روش عملی که خدم بتونم امتحان کنم رو توضیح بدید
انسان همچون پرنده ای با دو بال است که یک بال علم و دانش و بال دیگر دین و تقوا است . تعادل این دو بال سبب پرواز انسان بسوی بیکران ها می شود.

hoskat

نام: حسین کاتبی

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۲/۴/۲۷ - ۲۰:۰۱


پست: 5

سپاس: 1

Re: معلق شدن جسم در هوا

پست توسط hoskat »

سلام.
بله ممکن هست.مثل قطار های مغناطیسی.هم با نیروی الکتریکی میشه هم با نیروی مغناطیسی فقط با الکتریکی کمی سخت تره چون جسممون با محیط تخلیه میکنه. میتونید یک اهنربا روی زمین ویک اهنربایی کمی قویتر(به نسبت وزن جسمی که بعدا در وسط این دو اهنربا قرار میگیرد) با فاصله ی متناسب باقدرت اهنرباها کمی بالاتر از اهنربای ضعیف تر قرارمیدهیم(دقت:نباید جابجا بزارید که درست کار نمیکنه)بعد جسمی کوچک آهنی دروسط فاصله ی بین دو اهنرباقرار میدهیم اگر معلق نشدجسم رو خلاف جهت حرکت(اگر پایین رفت کمی بالا واگر بالا رفت کمی پایین)جابه جا میکنیم انقدر اینکاررا تکرار میکنیم تا جسم معلق بماند. smile015 smile015 smile015

نمایه کاربر
Milad74

نام: م I ل A د Mohammadi

محل اقامت: kermanshah

عضویت : دوشنبه ۱۳۹۳/۱۲/۴ - ۲۳:۳۶


پست: 128

سپاس: 34

جنسیت:

تماس:

Re: معلق شدن جسم در هوا

پست توسط Milad74 »

به این تاپیک هم سر بزن. مشابه سوال شماست smile012

viewtopic.php?f=46&t=34763
تصویر

نمایه کاربر
lightwave

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۴/۲/۲۴ - ۱۷:۴۹


پست: 118

سپاس: 41

Re: معلق شدن جسم در هوا

پست توسط lightwave »

آره با پدیده electrogravity میشه همچین کار کرد که سیستمش یک خازن نامتقارن هست در یک میدان الکتریکی خیلی شدید که باعث میشه نیرویی ضد جاذبه به طرف صفحه کوچکتر خازن وارد کنه.

maz863

نام: مازیاررمادان

عضویت : یک‌شنبه ۱۳۹۴/۹/۱ - ۰۹:۲۲


پست: 1

سپاس: 1

Re: معلق شدن جسم در هوا

پست توسط maz863 »

برای غلبه بر جاذبه من کتابی از تحقیقاتم نوشتم و در اختیار دوستانم قرار می دهم امیدوارم کمکی باشد در پیشرفت علم در کشور عزیزم یاعلی

http://s6.picofile.com/file/8193997700/ ... r.pdf.html

نمایه کاربر
[email protected]

نام: م. ج. معروف به گربه ی زَبادی

محل اقامت: تهران

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۰/۹/۲۴ - ۱۱:۴۹


پست: 1454

سپاس: 514

جنسیت:

تماس:

Re: معلق شدن جسم در هوا

پست توسط [email protected] »

سلام
البته هنوز کتابتون رو نخوندم ولی یه نگاه اجمالی که بهش انداختم فکر کنم ارزش خوندن رو داشته باشه. ممنون smile072

نمایه کاربر
Aryan_M

نام: آرین مخدومی

محل اقامت: مشهد

عضویت : یک‌شنبه ۱۳۹۱/۱۰/۱۷ - ۲۰:۳۶


پست: 343

سپاس: 84

جنسیت:

Re: معلق شدن جسم در هوا

پست توسط Aryan_M »

این لینک بسیار مفید است:
https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_levitation
اناع روش هارو توضیح کلی داده.
در کل می تونم 3 روش کلی بگم :
1_ استفاده از مواد دیامگنتیک که عملا فقط ابر رسانا ها به درد می خورند و خیلی گرون در میاد و امکاناتشو باید وارد کنید و کلی دردسر.
2_ روش القایی. موتور القایی خطی که در قطار های معلق خیلی سریع آلمان و ژاپن استفاده شده. در این نوع موتور ها 2 نیرو تولید می شود یکی نیروی پیش رانش و دیگری نیروی تعلیق.
3_ روش تغییر رلوکتانس. یعنی نیروی حاصل از تغییرات رلوکتانس. یعنی همون جذب یک تکه ماده فرومغناطیس مثل آهن توسط یک میدان ثابت یا یک آهنربا.

روش کنترلی. یعنی باید یک نیروی مغناطیسی در جهت تعلیق تولید کنید ترجیحا توسط میدان سیم پیچ یا ترکیب میدان سیمپیچ و آهن ربای دائمی و برای غلبه بر رابطه غیر خطی نیروی مغناطیسی و موقعیت مکانی , یا برای تنظیم و ثابت ماندن موقعیت جسم معلق شده , باید یک سیستم حلقه کنترلی بزارین. یعنی باید سنسور از موقعیت مکانی جسم داشته بشین.مثلا سنسور آلتراسونیک و بر اساس اطلاعات مکان سنسور با تغییر جریان یا فرکانس یا ... نیرو رو کم یا زیاد کنید که جسم ثابت بمونه. نیاز به یکسری مدار داره.

ترکیب روش 2 و 3 و روش کنترلی به نظرم می تونه عملی باشه. یعنی ترکیب نیروی تعلیق موتور القایی و یک سیستم کنترلی برای کنترل ارتفاع.
البته خیلی مرز دقیقی بین روش 2 و 3 نیست. روش 2 بر پایه میدان سینوسی متغیر با زمان هستش. روش 3 بیشتر برپایه جاذبست و روش 2 برپایه دافعه.
در روش القایی یا روش نیوری دافعه ممکنه جسم پایدار بمونه ولی در نیروی جازبه به دلیل غیر خطی بودن رابطه نیرو حتما باید چیز های جبران ساز برای پایداری اضافه کرد و عملا برای تعلیق کامل باید سیستم کنترلی گزاشت

ساده ترین چیز اینه که یک تیکه آهن رو با یک آهنربای قوی سیم پیچی و یکسری سنسور فاصله یاب مثلا سنسور آلتراسونیک, موقیعت جسم رو در هوا معلق کنیم.
اما این روش بر پایه جاذبست.
برای دافعه می شه مثلا یک صفحه آلومینیومی رو با یک موتور القایی خطی رو بردارین و روی صفحه خمش کنین که گرد بشه.باز هم می شه موتور دورانی.
یک موتور قفس سنجاب افقی که شفت نداره و هستش یک صفحه آلومینیومی خالی باشه.
برای جلوگیری از چرخش باید با فرکانس بالا موتور کارکنه و در یک فرکانس کمتر جهت چرخش عوض بشه که نیروی برآیند چرخشی 0 و نیروی رانشی مثبت بمونه.

کار سختیه. من فقط کلی گفتم. خودمم نمی تونم بسازم.

Sauron

عضویت : سه‌شنبه ۱۴۰۱/۷/۱۹ - ۰۳:۰۹


پست: 1



Re: معلق شدن جسم در هوا

پست توسط Sauron »

چه سوالیه بهترین جواب فضای خارج از جو زمین رو ایجاد کن درست میشه...
یک سوال دارم ایا می‌توان از دو قطب آهنربا که همدیگر را دفع می‌کنند و فضای بین این دوقطب یک محرکه برای حرکت و ایستا بودن در اسمان ایجاد کرد و به این فضای بین این دو قطب ایا کسی می‌داند چه میگویند؟

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

Re: معلق شدن جسم در هوا

پست توسط rohamavation »

نیروی بین دو آهنربا؟معادله کلاسیک این است:
$F = B^2 \cdot A$
شما باید مساحت آهنربای خود را برای A پیدا کنید.
B به طور کلی دشوار است. برای یک ایده دقیق به یک شار سنج نیاز دارید.نیروی بین دو سطح مغناطیسی نزدیک منطقه A
نیروی مکانیکی بین دو سطح مغناطیسی مجاور را می تونیم اینطور محاسبه کنیم. این معادله فقط برای مواردی معتبر است که در آن اثر حاشیه ناچیز باشه و حجم شکاف هوا بسیار کوچکتر از مواد مغناطیسی شده است، نیرو برای هر سطح مغناطیسی شده است
${\displaystyle F={\frac {\mu _{0}H^{2}A}{2}}={\frac {B^{2}A}{2\mu _{0}}}}$
وقتی دو آهنربا یکدیگر را جذب و حرکت می دهند، جریان انرژی چقدر است؟هنگامی که آهنرباها یکدیگر را جذب می کنند، دو جسم به خودی خود حرکت می کنند، حتی اگر جرم داشته باشند، و این حرکت را می توان به عنوان انرژی محاسبه کرد که برای حرکت دو جسم با جرم مشابه اما بدون هیچ گونه تعامل مغناطیسی ماکروسکوپی قابل توجهی صرف می شود اینگونه من میگم که باید انرژی را محاسبه کرد، اما در عوض گفتن این است که محاسبه می تواند انجام شود، چه کسی بگوید معنی دار است یا نه.
روش دیگر برای محاسبه انرژی در اینجا این است که بگوییم ما اکنون از دو آهنربا با جرم مشابه آهنربای خود استفاده می کنیم، مطمئن شوید که حرکت یکسانی را از آنها با استفاده از منبع تغذیه خارجی بدست می آوریم و خوب، ببینید چقدر انرژی الکتریکی مصرف شده اس. من در مورد یک تنظیم آزمایشی صحبت می کنم، اما البته فرمول های موجود وجود دارد که به خوبی انجام می شودیکی از راه‌های تصور اینکه انرژی از کجا می‌تواند برای حرکت دو آهن‌ربا بگیم این است که بگوییم انرژی در جایی منتظر بود پس از جدا شدن آهن‌رباها یا حتی زمانی که آهن‌رباها از هم جدا شدند، ذخیره شد، سپس مانند فنر آزاد شد تا آنها را بازگرداندبدیهی است که این تصویر برای آهنرباهایی که قبلاً هرگز به هم چسبیده بودند، مانند اینکه بگوییم همه آهن‌رباها در ابتدا در زمان خلقت جهان به هم چسبیده بودند من فقط نمی دانم.
بنابراین تا آنجا که من می‌دانم در مورد آهن‌رباهای ساده، جاذبه مغناطیسی ناشی از چرخش الکترون‌هایی است که به روش خاصی در مواد درگیر مرتب شده‌اند. در این توصیف، هیچ انرژی به معنای مصرف انرژی که در بالا توضیح داده شد، استفاده نمی‌شود، حتی تا آنجا که من می‌دانم، نوعی انتقال نیست. انرژی در میدان مغناطیسی ذخیره می شود. به طور خاص، برای یک میدان مغناطیسی $\vec{B}$، انرژی E ذخیره شده در آن به صورت زیر محاسبه می شود:تصویر
$E=\int \frac{B^2}{2\mu} dV$
که در آن انتگرال در تمام فضا گرفته می شود و μ نفوذپذیری (یا خلاء یا هر ماده ای که میدان در آن اندازه گیری می شود) است.
هنگامی که پیکربندی میدان مغناطیسی را به نوعی تغییر می دهید، مقدار انرژی ذخیره شده در میدان مغناطیسی را نیز تغییر می دهید. به عنوان مثال، وقتی دو آهنربای دایمی دافع را به هم فشار می‌دهید، انرژی ذخیره شده در میدان مغناطیسی افزایش می‌یابد و این انرژی را با انجام کار هل دادن آنها به یکدیگر تامین می‌کنید. همین امر در هنگام جدا کردن آهنرباهای دائمی جذب کننده صدق می کند. در مقابل، هنگامی که به دو آهنربای دفع کننده اجازه می دهید از یکدیگر شتاب بگیرند (یا دو آهنربای جذب کننده به سمت یکدیگر شتاب بگیرند)، انرژی ذخیره شده در میدان مغناطیسی کاهش می یابد و به انرژی جنبشی آهنرباها منتقل می شود.چگونه معمولاً گشتاورها و نیروهایی را که دو آهنربا با موقعیت ها و جهت گیری های دلخواه بر یکدیگر اعمال می کنند محاسبه کنیم؟ آیا می توان با توجه به دو میدان مغناطیسی $B_1(\vec{x})$ و$B_2(\vec{x})$ که به ترتیب توسط آهنربای اول و دوم ایجاد می شود، انرژی پتانسیلی را محاسبه کرد که می توانیم در لاگرانژی استفاده کنیم تا به نوبه خود محاسبه کنیم که هر آهنربا چگونه خواهد بود. توسط آهنربای دیگر شتاب گرفته و می چرخد، یا آیا روش بسیار ساده تری برای محاسبه گشتاورها و نیروهای تجربه شده توسط هر آهنربا وجود دارد؟گشتاور را می توان با دانستن اینکه برای یک آهنربای منفرد گشتاور مانتیکی$\vec{m}$ تحت میدان خارجی$\vec{b}$ محاسبه میشه.
$\vec{\tau}=\vec{m}\times \vec{B}$
برای آهنرباهای بیشتر، فقط از اصل برهم نهی برای اضافه کردن تمام میدان ها استفاده کنید.
نیرو جالب‌تر است، فرض کنید شما دو آهن‌ربا دارید که هر کدام با یک گشتاور مغناطیسی خاص مرتبط با$\vec{m_1}$ و$\vec{m_2}$ در محور z تراز شده‌اند کار مجازی تعریف شده است
$\delta W= Q \delta q$
ما به کار انجام شده روی آهنربا علاقه مندیم، بنابراین در مورد ما
$\delta W = F_z \delta z$
از آنجایی که کار انجام شده توسط انرژی پتانسیل مغناطیسی ایجاد می شود، پس$\delta W = - \delta U_m$ به این ترتیب، با یادآوری اینکه$U_m= -\vec{B}·\vec{m}$ پیدا می کنیم
$F_z=-\frac{\delta U_m }{\delta z} = \vec{m_1}·\frac{\delta \vec{B_2} }{\delta z}$
که می تواند برای تمام جهات فضایی و مجموعه ای از آهنرباها تعمیم یابد
$\vec{F_i}=\vec{\nabla} (\sum_{j\neq i} \vec{m_i}·\vec{B_j})$
حال اگر آهنرباها ثابت نیستند و می توانند حرکت کنند، باید چرخش ها و جابجایی های بی نهایت کوچک را در نظر بگیرید و معادلات دیفرانسیل به هم ریخته ای ایجاد کنید. هنوز هم همانطور که شما می گویید می توانید با استفاده از انرژی پتانسیل مغناطیسی از لاگرانژ استفاده کنید و تمام درجات آزادی را که می خواهید بدهید و ببینید چه اتفاقی می افتد!
تصویر

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

Re: معلق شدن جسم در هوا

پست توسط rohamavation »

قدرت تعلیق یک جرم در هوا من چون با مکانیک و هوافضا سرکاردارم برام راحتره تا به ابرسانا و اهنربا تکیه کنم اونچه در زندگی روزمره میبینیم برای معلق کردن یک جرم در هوا چقدر نیرو لازم است
یک کابین آسانسور ("یک آسانسور") و مسافران آن دارای جرم 1800 کیلوگرم و نیروی اصطکاک ناچیز در تمام قسمت متحرک آن است. یک موتور برای بلند کردن کابین آسانسور و سرنشینان آن با سرعت ثابت 3.00 متر بر ثانیه چقدر باید نیرو بدهد؟ پاسخ: سرعت ثابت است، بنابراین a=0. حال فرض کنید F نیروی کل و T نیروی وارد شده توسط موتور باشد. سپس،
$\sum F = T-Mg = 0 \qquad \Rightarrow \qquad T = Mg$
$P = T\cdot v = Mg \cdot v$ پس داریم
$P = 1800 \,kg\cdot9.8\,m/{s^2}\cdot 3.00\,m/s=5.29\times10^4\,{\textrm W}$
و اگر موتور به گونه‌ای طراحی شده باشد که شتاب 1.00 متر بر ثانیه به کابین آسانسور داشته باشد، موتور باید در لحظه‌ای که سرعت آسانسور v است، چه قدرتی ارائه کند؟ پاسخ: اکنون a=1.00m/s2 و سپس
$\sum F = T-Mg = Ma \qquad \Rightarrow \qquad T = M(a+g).$مانند گذشته پیش برویم
$P = T\cdot v = M(a+g) \cdot v$داریم این پایان مثال است.$5.83 \times10^4 $
سوالات من ممکن است اینها را نیز بپرسیم:
موتور چقدر باید نیرو بدهد تا آسانسور و مسافران آن را معلق کند تا در ارتفاع ثابت نگه داشته شود؟ یعنی سرعت صفر؟ مطمئناً نمی تواند صفر باشد درست است؟ زیرا در غیر این صورت کابین آسانسور سقوط آزاد می کند. اما چقدر برق مورد نیاز است؟
در لحظه سرعت آسانسور v=3.00 است
(مثل قبل) اگر موتور طوری طراحی شده باشد که شتاب رو به پایین 1.00 متر بر ثانیه در کابین آسانسور را فراهم کند؟
دنبال جواب بودم ولی فایده ای نداشتم
مشکل هلیکوپتر
این سوال واقعی است که انگیزه این پست را ایجاد می کند.
یکی از دوستان از من پرسیده است که قصد دارد یک هلیکوپتر مدل بسازد. "خوب، من یک موتور 2000 وات برای مدل بالگرد 50 کیلوگرمی خود دارم. با فرض کارآیی 100٪، آیا می تواند حداقل 1 دقیقه در ارتفاع 1 متری از سطح زمین شناور شود؟"
من نمی توانم به آن پاسخ دهم.
"بسیار خوب، اگر بخواهم موتور در ارتفاع 1 متری سطح زمین شناور شود، با فرض بازده 100٪، حداقل قدرت لازم برای موتور چقدر است؟"
مشکل قرقرهاین یک نسخه ساده تر از دو مشکل فوق است. با استفاده از طناب و قرقره، حداقل قدرت لازم برای یک انسان برای معلق کردن جرم 1 کیلوگرمی در هوای 1 متری از سطح زمین به مدت 1 ثانیه چقدر است؟
مشکل جدول یا رشته
اینجا مشکل زیادی نیست توده 1 کیلوگرمی را در ارتفاع 1 متری سطح زمین معلق می کنیم؟ ساده. آن را روی میز بگذارید یا با نخ آویزان کنید. بدون حرکت بدون نیاز به برق
وقتی یک آسانسور در حال حرکت است، باید کار خلاف گرانش انجام دهید. شما انرژی پتانسیل سیستم را تغییر می دهید. هر چه آسانسور سریعتر حرکت کند، کار بیشتری در واحد زمان مورد نیاز است (زیرا توان = کار / زمان = نیرو * سرعت ). اگر سرعت یک جسم را تغییر می دهید، انرژی جنبشی آن را تغییر می دهید: اگر سرعت آن کم شود، انرژی را به شما باز می گرداند. اگر سرعتش بالا می رود، باید انرژی بیشتری به آن بدهید.
اگر کابین آسانسور حرکت نمی کند، نیازی به انجام هیچ کاری نیست. شما هنوز به یک نیرو نیاز دارید - اما می توانید گره ای در کابل ببندید و برق را خاموش کنید: کابین آسانسور در جای خود باقی می ماند، بدون برق، بدون تولید گرما...
نمونه هلیکوپتر متفاوت است. تنها دلیلی که هلیکوپتر می تواند شناور شود این است که هوا را به سمت پایین هل می دهد. در هر ثانیه که معلق می شود، باید حجمی از هوا را با سرعت معینی حرکت دهد. در این مورد، معادله مفید است
$F\Delta t = \Delta p$تغییر در تکانه هوا به شما نیرویی را می گوید که می توانید بدست آورید. این کار را می توان با حرکت دادن حجم زیادی از هوا و یا جابجایی کمی هوا به مقدار زیاد انجام داد. هر دو موقعیت به شما شتاب یکسانی می دهند، اما از آنجایی که انرژی به صورت مجذور سرعت می رود، تیغه های بزرگتر کارآمدتر خواهند بود (تا جایی که کشش تیغه ها عامل مهمی می شود).
برای حل مشکلی که بیان کردید باید اندازه پره های هلیکوپتر را بدانید. ایجاد برخی فرضیات واقعا ساده شده (حداقل یک عامل 2 در این وجود ندارد - اما فقط برای درک ایده): اگر یک تیغه هلیکوپتری دارید که منطقه A را جارو می کند.
و هوای چگالی ρ را با سرعت v به پایین می راندسپس نیرو است$F = m \cdot v = (A\rho v)\cdot v = A\rho v^2$
و توان مورد نیاز (انرژی جنبشی هوا رانده شده در هر ثانیه) است
$E = \frac12 m v^2 = \frac12 (A \rho v) v^2 = \frac12 A \rho v^3$
اگر $A=3m^2$ فرض کنیم
(تقریباً 1 متر شعاع)، و ρ=1 کیلوگرم بر متر مکعب، سپس برای نیروی 500 نیوتن ما به سرعت نیاز داریم
$v = \sqrt{\frac{F}{A\rho}} = \sqrt{\frac{500}{3}} = 13 m/s$
و توان مورد نیاز است
$E = \frac12 A \rho v^3 = \frac12\cdot 3 \cdot 13^3 = 3.3 kW$
این مقدار کمی بالاتر از 2 کیلو وات موجود است. راه حل این است که اندازه روتورها را افزایش دهید - هر چه منطقه بزرگتر باشد، سرعت هوا کمتر می شود و وضعیت شما بهتر است.
در مورد قرقره و ریسمان یا ریسمان ثابت - به نظراتی که در مورد آسانسور دادم مراجعه کنید. وقتی هیچ چیز حرکت نمی کند، هیچ کاری انجام نمی شود. در مورد هلیکوپتر، اگرچه هلیکوپتر حرکت نمی‌کند، بال‌ها (پره‌های روتور) حرکت می‌کنند - و همچنین هوایی که در حال حرکت است (و حرکت آن نیروی مورد نیاز برای نگه داشتن هلیکوپتر در هوا را فراهم می‌کند) حرکت می‌کند. .
تصویر

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

Re: معلق شدن جسم در هوا

پست توسط rohamavation »

انرژی لازم است تا چیزی را در فاصله ای دور برانیم. در مورد آسانسور، هنگامی که حرکت نمی کند، می توان ترمز را گرفت و برق را حذف کرد و آسانسور به خوبی می نشیند. دلیلش این است که برای ثابت نگه داشتن چیزی انرژی لازم نیست.
اما صبر کنید، اگر تنها کاری که می‌خواهم انجام دهم این است که هلیکوپتر را ثابت نگه دارم، پس به انرژی نیاز ندارد؟
به نوعی نه تنها باید انرژی خود را حفظ کنید، بلکه حرکت را نیز باید حفظ کنید. جاذبه به هلیکوپتر شما حرکت رو به پایین با سرعت ثابتی می دهد که برای ثابت ماندن باید از بین برود. در مورد آسانسور، کابین به کابل تکانه می داد که به ساختمانی که آن را به زمین می داد، مومنتوم می داد، که آن را به زمین می داد که با یک دسته دیگر از انتقالات مومنتوم متعادل می شد و منجر به ایجاد توری نمی شد. جنبش.
در مورد هلیکوپتر باید این حرکت را به هوا منتقل کند. این در واقع یک فرآیند بسیار پیچیده است اما می توان با موارد زیر تقریب زد:
فرض کنید تیغه ها یک منطقه A را پوشش می دهند
و با توجه به افزایش فشار Δp، هوا با سرعت v1 به سمت پایین می رود
اکنون هوای محیط همه در فشار یکسان است، بنابراین این اختلاف فشار باید از طریق فرمول برنولی به اختلاف سرعت تبدیل شود. بنابراین اجازه دهید فشار اتمسفر را p0 بنامیم، فشار مستقیم بالای تیغه های p1 و فشار زیر تیغه های p2
حال فرض می کنیم هوایی که از بالای هلیکوپتر وارد می شود با سرعت ناچیزی شروع می شود و سپس به سمت v شتاب می گیرد.
در باید تحت افت فشار قرار گیرد$p_0-p_1=\frac12 \rho v^2$و هوای خروجی در فرآیند بازگشت به فشارهای اتمسفر باید مطابق معادله سرعت تغییر کند.$p_2+\frac12 \rho v^2=p_0 + \frac12 \rho {v_f}^2$جایی که$v_f$سرعت نهایی حرکت هوا به سمت پایین است.از ترکیب این معادلات به دست می آید:$\Delta p = \frac12 \rho {v_f}^2$با حفظ تکانه می دانیم که بالابر Lباید برابر نرخ جرم ضربدر تغییر سرعت باشد:$\dot m = A\,\rho\,v$,
$\Delta v = v_f$$L= \dot m \Delta v = A\,\rho\,v\,v_f$
همچنین می دانیم که بالابر باید برابر با اختلاف فشار در مساحت باشد:$L = \Delta P \, A$
برابر کردن$A\,\rho\,v\,v_f=\Delta P \, A$و
$\rho\,v\,v_f=\Delta P$و از قبل$\Delta p = \frac12 \rho {v_f}^2$
$\rho\,v\,v_f = \frac12 \rho {v_f}^2$
$v = \frac12 v_f$آیا توان مورد نیاز Wبه عنوان نیروی وارد بر هوا توسط سرعت داده می شود.
$W= L \, v$و$W= L\,\frac12 v_f$و جایگزینی$W= L\,\frac12 \sqrt{\frac{2\Delta P}{\rho}}$و$W= L\,\sqrt{\frac{\Delta P}{2\rho}}$داریم$W= L\,\sqrt{\frac{L}{2\rho A}}$محاسبه میکنم$W= \frac{L^\frac32}{\sqrt{2\rho A}}$
توجه داشته باشید که این تجزیه و تحلیل کارایی کامل را فرض می کند در حالی که در واقعیت من حدس می زنم که پره های هلیکوپتر احتمالاً حدود 30٪ کارآمد هستند. اما مقیاس بندی حداقل باید درست باشد. توان مورد نیاز با وزن به توان 1.5 افزایش می یابد و با طول تیغه ها نسبت معکوس دارد.
وصل کردن اعداد
از آنجایی که برای پرواز یک هلیکوپتر 50 کیلوگرمی با موتور 2000 واتی منطقه ای را در نظر نگرفته اید، به پره هایی با قطر D نیاز دارد.
$4 A=\pi D^2$
$D= \frac{L^\frac32}{W}\sqrt{\frac2{\pi\,\rho}}$
$D= \frac{(g \,50 kg)^\frac32}{2000W}\sqrt{\frac2{\pi\, 1.2 \frac{kg}{m^3}}}\approx 4 m$
بنابراین حدس من این است که نه، هلیکوپتر مدل پرواز نخواهد کرد، زیرا تیغه های آن احتمالا آنقدر بلند نیستند.
تصویر

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

Re: معلق شدن جسم در هوا

پست توسط rohamavation »

آیا یک جامد معلق در فنجان پر از هوا باعث افزایش وزن لیوان می شود؟
ترازو تغییر نمی کند زیرا من فرض می کنم شما در حال انجام وزن کشی در فضای باز هستید، جایی که همه چیز از جمله لیوان، توپ و حتی ترازو شما در هوا غوطه ور شده است. فضاهای باز در حال حاضر به طور کامل با هوا پر شده است. فشار اتمسفر در همه جا وجود دارد، اصل برنولی قابل اجرا نیست، یا به عبارت دیگر، در مورد همه چیز اعمال می شود و خنثی می شود.
تصویر

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

Re: معلق شدن جسم در هوا

پست توسط rohamavation »

آیا معلق بودن در هوا به شما اجازه می دهد تحت تأثیر چرخش زمین قرار نگیرید؟بیایید فرض کنیم مکانیزمی وجود داشت که به وسیله آن می توانستیم در هوا معلق بمانیم. منظورم این است که پاهای ما با زمین تماس ندارد. یکی از راه های ممکن برای انجام این کار با استفاده از جت پک است. اگر بتوانیم به این شکل برای مدتی در هوا معلق بمانیم، آیا هنگام پایین آمدن به دلیل چرخش زمین در مکان دیگری خواهیم بود؟ وقتی به این مشکل در مقیاس میکرو با استفاده از یک توپ (که می‌چرخد) فکر کردم، به نظر می‌رسد وقتی از حالت معلق پایین بیایم در مکان دیگری خواهم بود. آیا من از چیزی در اینجا چیزی یادم شده بچه های هوپا میتونن کمک کنن
اگر روی خط استوا ایستاده اید، همراه با سطح زمین، با سرعتی در حدود 1000 مایل در ساعت در حال حرکت هستید. بنابراین اگر شما به بالا پرواز کنید به عنوان مثال. 100 متر با جت پک خود همچنان با همان سرعت به طرفین حرکت می کنید تا نقطه ای که از آن بلند شده اید در زیر شما باقی بماند.
خوب، نه کاملا. از آنجایی که شما 100 متر بالاتر از سطح هستید، در دایره ای حرکت می کنید که شعاع آن 100 متر بیشتر از زمین است، بنابراین محیط آن بزرگتر از سطح زمین است. این بدان معناست که زمین کمی سریعتر از شما خواهد چرخید، بنابراین می‌بینید که نقطه برخاستن شما به تدریج به سمت شرق دور می‌شود. اگر فاصله دارید متر بالاتر از سطح مدار شما 2πd استمتر بزرگتر از سطح زمین است، بنابراین در مثال بالا نقطه برخاستن شما با سرعت حدود 630 متر در روز یا حدود 26 متر در ساعت دور می شود. این احتمال وجود دارد که بادها یا حرکات تصادفی جت پک شما بیشتر از این باشد، بنابراین احتمالاً متوجه نخواهید شد.
تصویر

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

Re: معلق شدن جسم در هوا

پست توسط rohamavation »

هوا در لایه پایینی جو توسط زمین با سرعتی تقریباً مشابه سطح زمین کشیده می شود، در غیر این صورت در سطح زمین بادهایی با سرعت 400 متر بر ثانیه وجود داشت. با این حال، به طور متوسط، مقداری تفاوت بین سرعت هوا در لایه زیرین جو و سطح زمین وجود دارد، همانطور که بادهای تجاری نامیده می شوند. بنابراین بله، اگر در هوا معلق باشید، به مکانی متفاوت (به طور متوسط) حرکت خواهید کرد
همانطور که می دانیم، هنگامی که هلیکوپتر شروع به کار می کند، روی زمین می نشیند و زمین (که بخشی از زمین است) با یک دور در روز می چرخد. از آنجایی که هلیکوپتر نیز روی زمین نشسته است، در داخل این چارچوب مرجع متحرک نیز قرار دارد، و دارای شتابی است که همراه با آن است، بنابراین هلیکوپتر نیز با یک دور در روز حرکت می کند. در واقع هوا همینطور است! اکنون، هنگامی که هلیکوپتر بلند می شود، مستقیماً تا ارتفاعی از سطح زمین پرواز می کند. اما اگرچه هلیکوپتر نیرویی (از طریق استفاده از روتورهای خود) برای بلند کردن آن مستقیماً به سمت بالا اعمال کرده است، اما در جهت افقی نیرویی برای مقابله با حرکت (تکانه) که قبلاً آن یک دور در دقیقه داشت اعمال نکرده است! بنابراین اگرچه هلیکوپتر دیگر زمین را لمس نمی کند، مگر اینکه خلبان عمداً نیرویی را در برابر حرکت اولیه هلیکوپتر اعمال کند، هلیکوپتر با یک دور در روز به حرکت خود ادامه می دهد و بنابراین در بالای همان نقطه روی سطح زمین از جایی که در آن قرار دارد باقی می ماند. بلند شد. تکانه ای که هلیکوپتر با آن شروع کرد، همان چیزی است که با حفظ حرکت به پایان می رسد! در مقیاس کوچکتر وقتی در هوا می پرید اگر مستقیم به بالا بپرید دقیقاً همان جایی که شروع کرده اید فرود می آیید، زیرا در هر جهت دیگر (به جز بالا و پایین)، حرکت شما یکسان است (آن را امتحان کنید. دفعه بعد که در هواپیما هستید: هواپیما مانند یک نسخه مینیاتوری از زمین عمل می کند، و هنگامی که می پرید، دقیقا همان جایی که بودید فرود می آیید، حتی اگر هواپیما با سرعت 500 مایل در ساعت حرکت کند!). در مقیاس بزرگتر، دانشمندان موشکی باید پیش از پرتاب ماهواره، حرکت زمین را محاسبه کنند. برای قرار دادن ماهواره در مداری خاص، آنها نمی توانند آن را مستقیماً از سطح زمین به سمت بالا شلیک کنند. آنها باید نیروهای افقی را نیز اعمال کنند تا با چرخش زمین مقابله کنند و ماهواره را در مدار صحیح قرار دهند.
تصویر

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

Re: معلق شدن جسم در هوا

پست توسط rohamavation »

در مورد این نوع تعلیق (ترفند جادویی) توضیح دهید؟تصویر
«ترفند» این است که عصایی که ظاهراً در دست دارد، در واقع محکم به سکو چسبیده است. یک قطعه سفت از آستین او بالا می رود، سپس به مهاری می رود که تمام بدن او را بالا نگه می دارداولین لانتروپ به وضوح قابل قبول ترین توضیح را ارائه کرد. اما فقط برای سرگرمی، اجازه دهید فرض کنیم این یک ترفند الکترومغناطیسی بود. آیا این امکان پذیر است؟
اول - بیایید این کار را با استفاده از بار الکتریکی انجام دهیم: چقدر بار نیاز دارید تا به جابجایی اجازه دهید، و پتانسیل چقدر باید باشد؟
برخی از فرضیات:
پسر 70 کیلویی شناور 40 سانتی متری (بر اساس ارتفاع ظاهری) حدود 700 نیوتن خواهد بود. حل کردن
$F=\frac{Q^2}{4\pi\epsilon_0 r^2}$
می دهد $Q = r\sqrt{4\pi\epsilon_0 F}$
و$V = \frac{Q}{4\pi\epsilon_0 r} \approx 3.5 MV$
اگر من اشتباه نکرده باشم، این باعث می شود ولتاژ هم روی اجراکننده و هم روی پلت فرمی که بالای آن شناور است حدود 3.5 مگا ولت باشد. توجه داشته باشید که این مقدار مستقل از ارتفاعی است که او در حال شناور است... فقط نیروی مورد نیاز. ولتاژ شکست هوای اتمسفر به عوامل زیادی بستگی دارد - اما شما نمی‌توانید 3.5 MV را روی یک جسم نامنظم بدون تخلیه شدید کرونا نگه دارید - قدرت شکست الکتریکی هوا در حدود 3.6⋅106V/m است.
، که در این پیکربندی به راحتی از آن فراتر می رود. نتیجه می‌گیرم که نمی‌تواند الکتریسیته ساکن او را نگه دارد.
بنابراین، آیا می تواند مغناطیس باشد؟
با شناور مغناطیسی، دو مشکل وجود دارد: قدرت آهنربا، و پایداری (دو دو قطبی نمی توانند یک سکوی شناور پایدار را فراهم کنند). بیایید با ساختن پلت فرم یک ابررسانا، با ثبات مقابله کنیم. سپس "فشار مغناطیسی" است
$P_{mag}=\frac{B^2}{2\mu_0}$ فرض می‌کنم که میدان در قطری برابر با فاصله یکنواخت است. سپس می توانیم نیرو را محاسبه کنیم:
$F = P\cdot A = \frac{B^2 \pi d^2 / 4}{2\mu_0}\\
= \frac{B^2 \pi d^2 }{8\cdot 4\pi 10^{-7}}\\
= \frac{B^2 0.16 }{32\cdot 10^{-7}}$
تنظیم روی 700N و حل برای B:
$B = \sqrt{700 \cdot 200 \cdot 10^{-7}}\\
= 0.12 T$
اصولاً می توان آهنرباهای دائمی با آن قدرت ساخت .
تصویر

ارسال پست