Смещение центра масс вызывает вращение крутильного устройства

                                                                                        Виктор Штром

                                                                                                          vfnv@mail.ru

Смещение центра масс вызывает вращение крутильного устройства

Аннотация

Экспериментально показано закручивания нити подвеса при изменении массы рабочего тела.

Предлагается провести эксперименты 2, 3, 4 с изменяемыми размерами рабочего тела.

Ключевые слова:  центр масс,  нить подвеса, вращение.

Балка длиной 2n и массой 2m подвешена на нити L, фигура 1а. Точка О является центром массы балки.

О₁, О₂ - центры масс левой и правой равных частей балки.

Имеется два варианта сместить центр массы балки:  1)  изменять массу одной из частей балки, 2) изменять геометрию балки, например нагревом одной из частей балки, фигура 1b.

                                                                               Фигура 1

Нить подвеса L остаётся неподвижной, фигура 1b.

Заменим балку на 4-х камерный параллелепипед, фигура 2а. 

                                                                               Фигура 2

Если изменять одинаково центр масс левой L и правой R частей, фигура 2b, то в идеальном случае параллелепипед будет иметь изгиб по оси ОО₁. Нить подвеса Т не должна закручиваться.

Эксперимент 1

Проведём эксперимент по варианту 1. Будем изменять массу у части L с передней стороны, части R с задней стороны.

Параллелепипед представлен фигурой 3. В ёмкостях L2, R3 сделаем отверстия, фигура 4.

Заполним водой, фигура 5. Поднимем ёмкости над водой, фигура 6. Из отверстий ёмкостей L2 и R3 начнёт вытекать вода.

На видео [1, 2] видим вращение ёмкостей вокруг нити подвеса Т.

На видео [3] контрольная ёмкость без отверстий. Вращение отсутствует.

                                                                               Фигура 3

                                                                               Фигура 4

                                                                               Фигура 5

                                                                               Фигура 6

Пожелания

Провести дополнительные эксперименты.

 Эксперимент 2

В эксперименте 1 заменить истечение жидкости на испарение. Все контейнеры без отверстий. Заполняем контейнеры быстро испаряющей жидкостью. Контейнеры 1, 4 закрываем.

По варианту 2, с изменением геометрических размеров рабочего тела, предлагается два эксперимента:

Эксперимент 3

Рабочее тело лёд, фигуры 7, 8.

                                                                              Фигура 7

                                                                               Фигура 8

Эксперимент 4

Прибор аналогичен прибору в эксперименте по определению давления света. Изменение размеров производится нагреванием черных плоскостей, фигура 9.

1 - вакуумная камера, 2 - крыльчатка, 3 - нить подвеса, 4 - провода, 5 - источник питания

                                                                               Фигура 9

Выводы

Если в экспериментах 2, 3, 4 проявится эффект закручивания нити подвеса, то в экспериментах с крутильными приборами необходимо учитывать этот эффект.

Ссылки

1. https://drive.google.com/file/d/12ZCo6JbCFpn-o9sMZsxy9OgUzscEafEP/view?usp=sharing

2. https://drive.google.com/file/d/1c6GPdof_wGG2fDKNl7qBYCgze5x7iA9w/view?usp=sharing

3. https://drive.google.com/file/d/1JVccOLug734z8uSj9hPj_Owg2ETtNDXb/view?usp=sharing

Скачано с www.znanio.ru