Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
!! 17.06.2018 (Jel.) Khanova škola zve nadšence ke spolupráci na překladech návodů pro učitele a rodiče.
! 04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
17.01.2016 (Jel.) Rok 2016 s novými a novějšími krystaly od kolegy Pavla!
17.01.2016 (Jel.) Nabídka knih z oborů matematiky, fyziky, chemie
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 21. 08. 2018 12:51

skorojan
Příspěvky: 35
Reputace:   
 

magnetický motor

Zdravím, vím, že se jedná o nesmysl, ale nejsem schopen odvodit, proč to nebude fungovat. Obrázek je pouze orientační, bez měřítka a přesných rozměrů.

Ve středu je napevno umístěn magnet, ve "výpletu" kola jsou umístěny magnety s otvorem a tyto se pohybují. Pod kolem je umístěn magnet "obloukový". Myšlenka je taková, že spodní magnet odpuzuje magnety ve výpletu, středový je ve spodní úvrati přitahuje a v horní odpuzuje. Zelený blok představuje magnetické stínění, které samozřejmě fyzicky nezasahuje do dráhy kola. Veškeré magnety jsou neodymové, kolo je z nemagnetického kovu (nebo třeba ze dřeva a výplet z vlasců - na tom asi moc nesejde).

Prosím o objasnění důvodu, proč se kolo zastaví a nebude se točit věčně.

Děkuji

http://forum.matematika.cz/upload3/img/2018-08/48617_magnet.jpg

Offline

 

#2 21. 08. 2018 12:58 Příspěvek uživatele OndraD byl skryt uživatelem OndraD.

#3 21. 08. 2018 13:02

skorojan
Příspěvky: 35
Reputace:   
 

Re: magnetický motor

↑ OndraD:Děkuji za vysvětlení. Pohledám si dobu demagnetizace a její závislost na vlastnostech magnetu.

Offline

 

#4 21. 08. 2018 13:03 Příspěvek uživatele OndraD byl skryt uživatelem OndraD.

#5 21. 08. 2018 13:20

skorojan
Příspěvky: 35
Reputace:   
 

Re: magnetický motor

Na jedné stránce píší toto: "Další způsob snížení, či zrušení magnetických vlastností, je vystavení magnetu většímu magnetickému poli, než je jeho vlastní." Hádám tedy, že "opotřebení" se bude zrychlovat se čtvercem rozdílu sil jednotlivých polí - rozdíl sil u stejně silných magnetů působících na sebe stejnými póly bych tedy asi považoval nikoli jako nulový, ale jako dvojnásobek síly jednoho magnetu. Ale to už si jen vymýšlím.

Každopádně se mi zatím nepodařilo najít dobu, jakou může taková demagnetizace trvat (dny, týdny, roky?).

Offline

 

#6 21. 08. 2018 13:28 Příspěvek uživatele OndraD byl skryt uživatelem MichalAld. Důvod: ....strukturální integrita náhodných fluktuací...

#7 21. 08. 2018 13:30

LukasM
Příspěvky: 3123
Reputace:   181 
 

Re: magnetický motor

↑ skorojan:
Právě sis nechal poradit bláznem, který ve vedlejším vlákně popírá klasickou teorii elektromagnetismu a speciální relativitu.

Správná otázka zní, proč by vůbec měl věčný pohyb probíhat. Ve svém modelu jsi totiž naprosto ignoroval jakékoli zákony, které pro magnetická pole platí. Kdybys to udělal pořádně, tedy zkoumal, jak to magnetické pole (všech magnetů a toho kouzelného bloku) přesně vypadá a jak se mění, aby byly splněny Maxwellovy rovnice, jaká práce se spotřebuje na pohyb těch magnetů atd., zjistil bys, že celková energie vytvořená při jednom oběhu bude v nejlepším případě nula. Ty magnety to jen komplikují,protože zákony, které pro ně platí jsou dost složité. Lepší je začít s nevyváženém kolem v obyčejném tíhovém poli.

Offline

 

#8 21. 08. 2018 13:33

edison
Příspěvky: 1058
Reputace:   26 
 

Re: magnetický motor

"opotřebení" magnetů bych v klidu zanedbal. Ať jsou klidně věčné. Problém je, že za celou otáčku bude průměrný působící moment 0. Přítomnost toho stínění sice trochu zkomplikuje tvar pole, ale na tomto faktu nic nezmění.

Je dobré si také uvědomit, že "magnetické stínění" může pole buď odpuzovat (např. supravodič), nebo přitahovat (např. železo), ale nikdy ho "jen tak bez vedlejších účinků" nepřeruší.

Takže všechny takové přístroje se vždy chovají jen jako setrvačník, který podle složitosti konstrukce více či méně "pokulhává", ale v průměru je to vždy jen setrvačník.

Offline

 

#9 21. 08. 2018 14:05

Tomáš Vencl
Příspěvky: 36
Reputace:   
 

Re: magnetický motor

Obvykle se zdá, že by takováto perpetua mohla fungovat při rozboru sil magnetů ve speciálně vybraných polohách (většinou magnety proti sobě, kde se síly snadno analyzují ...). Problém je v tom, že magnetické pole jen tak najednou nekončí a přechod z jedné vybrané polohy do druhé se neděje bez silového a momentového účinku.  Tyto neuvažované přechodové stavy (například přechod přes ten zelený blok a vstup do pole toho oblouku) výsledný moment v průběhu otáčky přesně vykompenzují.

Offline

 

#10 21. 08. 2018 14:29 Příspěvek uživatele OndraD byl skryt uživatelem OndraD.

#11 21. 08. 2018 15:07

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 1562
Reputace:   48 
 

Re: magnetický motor

Jednoduché vysvětlení je, že žádné "magnetické stínění" neexistuje.

I kdybychom tam vložili supravodič, dosáhneme jen toho, že pole bude vypadat jinak (takže nám bude magnety v kole přitahovat či odpuzovat někde jinde). Ale takové magnetické stínění, které by nám jen zrušilo tu část pole, která nám vadí, a zbytek nechalo na pokoji, takové prostě neexistuje.

Každé "magnetické stínění" si můžeme představit jako nějaký další magnet (vhodného tvaru). Nic jiného to prostě být nemůže.

Offline

 

#12 21. 08. 2018 15:43

edison
Příspěvky: 1058
Reputace:   26 
 

Re: magnetický motor

OndraD napsal(a):

Tohle nevypadá moc jako setrvačník.

Taky ale není vidět, zda v tom není zavřená baterka a motorek:-)

Offline

 

#13 21. 08. 2018 15:47 Příspěvek uživatele OndraD byl skryt uživatelem OndraD.

#14 21. 08. 2018 21:12

skorojan
Příspěvky: 35
Reputace:   
 

Re: magnetický motor

Děkuji všem. Jsem srozuměn s tím, že výsledek nějak bude 0. Jen jsem si prostě neuměl představit konkrétní kompenzaci sil.

Offline

 

#15 22. 08. 2018 06:58 — Editoval MichalAld (23. 08. 2018 17:04)

proton100
Příspěvky: 202
Reputace:   -16 
 

Re: magnetický motor

↑ skorojan:Ahoj. Na magnetické tienenie sa používa materiál MCF5. Tieni striedavé magnetické polia, statické prepúšťa. Elektromotory pracujú s meniacimi sa magnetickými poľami a nepotrebujú magnetické tienenie.

Poznámka moderátora:
Tohle je celkem výjimečně asi pravdivá informace, MCF5, amorfní slitina kobaltu (a je to dost drahá legrace, jak vidno)

Offline

 

#16 22. 08. 2018 11:23

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 1562
Reputace:   48 
 

Re: magnetický motor

skorojan napsal(a):

Děkuji všem. Jsem srozuměn s tím, že výsledek nějak bude 0. Jen jsem si prostě neuměl představit konkrétní kompenzaci sil.

Dokázal by sis představit, proč to nebude fungovat, když by na kole byl umístěn jedinný magnet, a venku také jen jedinný (elementární) magnet?

Pokud ano (přijde mi to celkem jednoduché, vzhledem k symetrii takové situace), máš téměř vyhrátno.

Protože libovolně komplikovaný magnet lze složit z těch malých jednoduchých, stejně tak libovolné "stínění" statického magnetického pole.

A vzhledem k linearitě systému můžeme uvažovat, že každý magnet působí nezávisle (každý na každý). No a pokud každý z párů udělá během jedné otáčky celkový příspěvek práce (energie) rovný nule, no tak je celkem zřejmé, že dohromady to bude nula taky, ať už tam těch magnetů naskládáme kolik chceme a jak chceme.


Pokud jde ještě o to stínění - představ si, že bys měl takové "stínění" třeba na gravitační pole. Tj v jedné šachtě by gravitační pole bylo (tam by jsi mohl získat energii) a ve druhé né (tam by ses mohl bez vynaložení energie vrátit do původní výšky). Jenže příroda tohle prostě neumožňuje, žádné takové vhodné "stínění" nelze zrealizovat (ani teoreticky).

Navíc - dnes už se ví (je to čistě matematická záležitost) že konzervativnost systému (tj že se v něm zachovává energie) lze dokázat čistě z toho, že rovnice, jež jej popisují (přírodní zákony) nezávisí na čase, že jsou stále stejné.

Takže každý systém, který lze popsat rovnicemi, jež nezávisejí explicitně na čase, zachovává energii.
Elektromagnetické pole i newtonovy zákony tuto vlastnost mají. Je to úplně obecný důkaz.

Offline

 

#17 22. 08. 2018 13:01 — Editoval skorojan (22. 08. 2018 13:05)

skorojan
Příspěvky: 35
Reputace:   
 

Re: magnetický motor

↑ MichalAld:Omlouvám se, jestli jsme se špatně pochopili, ale z tvého příspěvku mám dojem, že máš dojem, že ty malé magnety jsou stacionární. Ve skutečnosti se pohybují ("nahoru a dolu po tom výpletu") a rotace kola je dána gravitací, nikoli magnetismem. Každý malý magnet je ve spodní a horní úvrati posunut vertikálně vzhůru, čímž dojde k převážení kola ve směru rotace - z našeho pohledu na levé straně kola nemohou být malé magnety posunuty odstředivou silou, neb jim v tom brání ten obloukový magnet.

Offline

 

#18 22. 08. 2018 13:08 — Editoval proton100 (22. 08. 2018 13:09)

proton100
Příspěvky: 202
Reputace:   -16 
 

Re: magnetický motor

↑ skorojan: Takých perpetum mobilov som už videl veľa, a všade sa zabudlo na nejakú silu ktorá kompenzuje tú pracovnú a na potvoru dodrží zákon zachavnia energie a hybnosti. Bicykel máš? Postav funkčný model a nemusíš sa trápiť rozmyšľaním že prečo.

Offline

 

#19 22. 08. 2018 13:25

skorojan
Příspěvky: 35
Reputace:   
 

Re: magnetický motor

↑ proton100:To bych rád, ale protože vím, že to je blbost, tak se mi nechce utrácet asi tak 1 000 Kč a x hodin práce.

Offline

 

#20 22. 08. 2018 13:54

edison
Příspěvky: 1058
Reputace:   26 
 

Re: magnetický motor

skorojan napsal(a):

↑ MichalAld:Omlouvám se, jestli jsme se špatně pochopili, ale z tvého příspěvku mám dojem, že máš dojem, že ty malé magnety jsou stacionární. Ve skutečnosti se pohybují ("nahoru a dolu po tom výpletu") a rotace kola je dána gravitací, nikoli magnetismem. Každý malý magnet je ve spodní a horní úvrati posunut vertikálně vzhůru, čímž dojde k převážení kola ve směru rotace - z našeho pohledu na levé straně kola nemohou být malé magnety posunuty odstředivou silou, neb jim v tom brání ten obloukový magnet.

Tak toho jsem si taky nevšiml:-)
Pak je samozřejmě vysvětlení ještě jednodušší: Práce konaná gravitací se neliší od práce konané magnetizmem.

Offline

 

#21 22. 08. 2018 14:31 — Editoval proton100 (22. 08. 2018 15:43)

proton100
Příspěvky: 202
Reputace:   -16 
 

Re: magnetický motor

↑ skorojan: Magnet v strede a tienenie sú zbytočné. Magnet vľavo dole stačí.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson