На канале "Новая физика" обсуждается статья автора А.Черноусова "Более чем наглядное свидетельство явной абсурдности классической теории".
В статье рассматривается равноускоренный разгон тела постоянной движущей силой, создаваемой с потреблением электроэнергии. При пропорциональном времени расходе U*I*t электричества - и по официальным формулам работы тяги A=F*S и кинетической энергии mvv/2 в живых силах - якобы возможно превышение последних над U*I*t (с нарушением Закона сохранения энергии).
Со своей стороны, считаю полезным для читателей повторить соответствующие комментарии канала "Сверх-проводник" (с его согласия).
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ решение парадокса пересечения графиков энергий.
В рассматриваемой проблеме - является принципиальной начальная стадия при почти постоянной тяге винта, и (при отклонении в пределах нескольких процентов) равноускоренный разгон тележки.
Есть учебниковская кинематическая формула. НЕ она следует из ЗСЭ, а наоборот, якобы существующий ЗСЭ - это математическая перезапись формулы пройденного пути: s=vv/(2a) при ускорении (а) от нулевой начальной скорости.
По официальной физике работа силы на перемещении тела A=F*s=m*a*s=m*a*vv/(2a)=mvv/2. Т.е. мех.работа силы пошла на придание телу кин.энергии в живых силах. При записи по-другому: s=A/(m*a). Знаменатель (m*a)=F=const, поэтому путь пропорционален работе и обратно. Это заведомо при F=const, и бесполезно в проводимом анализе.
Важны зависимости от времени. При v=a*t набор формул:
s=atat/(2a)=(a/2)*tt;
A=mvv/2=matat/2=(maa/2)*tt. Всё (путь, мех.работа, живые силы) квадратично зависит от времени.
Для потребляемой электроэнергии линейная зависимость от времени при почти постоянной мощности: (U*I)*t. Электроэнергия превращается в мех.работу вентилятора по разгону тележки и такую же мех.работу по выбросам воздуха. Пусть общий КПД этого превращения 50%, учитывающий все потери в движке и прочее. Тогда (UI)t способны создать мех.энергии 0,5*2*(maa/2)tt, где 0,5=1/2 из КПД. По ЗСЭ должен получиться (по догмам тождественный) НОЛЬ разницы:
(UI)t-(maa/2)tt=0, или
(maa/2)tt-(UI)t=0, и с константами
Ktt-Pt=0. Найдём момент времени выполнения равенства. Это неполное квадратное уравнение второго рода: первое тривиальное решение - ноль (начало разгона); второе действительное решение:
t=P/K=UI/(maa/2)=2UI/(maa). Условия опыта предопределяют конкретное t.
Но сама возможность наличия этого решения (момент времени пересечения графиков на рисунке А.Черноусова) - это парадокс и большая проблема для догм ЗСЭ. Ведь значит, сперва низлежащая парабола живых сил когда-то пересечёт прямую электроэнергии, и далее живые силы всё сильнее будут превышать UIt. Со всеми вытекающими отсюда неприятностями для догматиков (поэтому-то они так всполошились).
Догмы "сами ставят себя под удар" своими же ошибочными постулатами и конечными формулами, в которых квадраты времени и квадраты скорости. Но эти формулы НЕ объективны, и в реальности подобный Вечный двигатель не получится. А новые энергетические формулы (работа силы A=F*t, и кин.энергия m*v) именно даже теоретически не противоречат физическому смыслу и соответствуют объективной реальности. Вот основной посыл статей А.Черноусова.
Догматики в своём развитии задержались в равномерном движении (как и до-Ньютоновские профессора). В примере тележки с пропеллером на окончательно установившемся режиме конечной большой постоянной скорости: тяга превозмогает сопротивления с равновесием; на это уходит вся электроэнергия питания мотора; скорость V тележки постоянна, соответственно, мех.мощность Тяга*V=const; её формула пока (до изучения ускоренного движения) выглядит разумной, и не проявляет свою абсурдность; набранные живые силы постоянны, и нет свидетельств абсурдности их динамики; линейная энергия UIt с неким КПД обеспечивает линейную работу тяги: A=Тяга*S=Тяга*V*t; полная идиллия и торжество Догм.
НО. Ускоренное движение подмывает устои, и «вводит в ступор» догматиков. Неожиданно им приходится что-то отвечать на обнаруженные и продемонстрированные «парадоксы» включившихся квадратов времени и скорости в догмах.
НАТУРНЫЕ наблюдения пересечения теоретических графиков энергий.
Сначала напомним математическое решение.
Для потребляемой электроэнергии линейная зависимость от времени при почти постоянной мощности: (U*I)*t. Электроэнергия превращается в мех.работу вентилятора по разгону тележки и такую же мех.работу по выбросам воздуха (или что-то другое по принципу действия). Пусть общий КПД этого превращения 50%, учитывающий все потери в движке и прочее. Тогда (UI)t способны создать мех.энергии 0,5*2*(maa/2)tt, где 0,5=1/2 из КПД. По ЗСЭ должен получиться (по догмам тождественный) НОЛЬ разницы:
(UI)t-(maa/2)tt=0, или
(maa/2)tt-(UI)t=0, и с константами
Ktt-Pt=0. Найдём момент времени выполнения равенства. Это неполное квадратное уравнение второго рода: первое тривиальное решение - ноль (начало разгона); второе действительное решение:
t=P/K=UI/(maa/2)=2UI/(maa). Условия опыта предопределяют конкретное t.
Вместо отталкивания тележки от воздуха (с помощью вентилятора) рассмотрим отталкивание тележки непосредственно от дороги – путём вращения колёс роторным электрическим двигателем на тележке. Сперва скажем приятное для догматиков. Пусть будет обычный трёхфазный асинхронный движок на частоте тока 50Герц, с пределом оборотов 3000об/мин. Даже не будем изучать начало разгона тележки (на котором фокусируются «импульсники»). Это неподходящий движок, т.к.: относительно быстро наберёт почти 3000об/мин; крутящий момент сильно уменьшится; заодно упадёт потребляемая электромощность, которая будет уходить на преодоление трений; выполняются все линейные уравнения равномерного движения. Догматики пока могут быть довольны.
А теперь как Фея Золушки превратила тыкву в карету – превратим тележку в конкретный электромобиль TESLA-Model-3. На нём «реактивный» (не космический – кто не знает – изучите) синхронный трёхфазный движок. С помощью контроллера увеличивается частота тока, и обороты от нуля до «сумашедших» 10тысяч об/мин. Причём (чтобы не вопили об энергии для предварительного выхода на установившийся режим) – сразу после включения крутящий момент Теслы огромный и не сильно падает к 10000 оборотов.
"Новой физике" и "Сверх-проводнику" не надо самим всё измерять – «всё уже сделано за них и до них». Основная характеристика собственно движка – пиковая электромощность 200кВт (как раз для изучаемого режима разгона машины). Натурные испытания показали следующее.
А) Разгон до 100км/час за 5,5сек. Для оценок среднее ускорение 28м/с/5,5с=5м/сс.
Б) С покоя «в газ» проезжает четверть мили (1600/4=400метров) за 14сек. Приближенно ускорение 2*400/(14*14)=4м/сс. С таким ускорением получилась бы скорость 4*14=56м/с=200км/час.
ББ) Но на 14секунде реальная скорость 44,5м/с=160км/час (что близко). Соответствующее ускорение 44,5/14=3,2м/сс.
Из всего в среднем для дальнейшего анализа можно принять примерно равномерное ускорение а=4м/сс. Ещё нужна масса Теслы с водителем около М=1700кг. Напомним, полная электромощность 200кВт. Применяем найденное математическое решение точки перехлёста параболы живых сил поверх прямой электроэнергии. Повторим, там уже учтены все потери из UI=200кВт и конечный КПД 50%. Т.е. без потерь парабола быстро догнала бы прямую 100кВт, но объективную прямую 200кВт сделали в 2 раза круче 100кВт. Поэтому дольше ждать пересечения графиков.
Определяем время до пересечения графиков:
Т=P/K=UI/(Мaa/2)=2UI/(Мaa)=2*200000/(1700*16)=400/27=14,5сек. Проверяем равенство энергий:
электричество UIT=200кВт*14,5с=2900кДж;
механика A=Мvv/2=МaТaТ/2=(Мaa/2)*ТТ=1700*8*14,5*14,5=2900кДж. Порядок!
Промежуточные выводы. К моменту пересечения графиков происходит почти повторение Б)-ББ) испытаний Теслы. Там ожидаемая бОльшая скорость 200км/час. Но это далеко не предельная скорость Модели3. Разгон будет продолжаться, и почти парабола будет уходить вверх от прямой (по Парадоксу).
Более того, уникальные характеристики движка Теслы позволяют Парадоксу проявиться «во всей своей красе». Для этого возьмём сверх-лёгкую тележку. На ней неполный аккумулятор (для одного долгого разгона хватит энергии) и серийный движок. Получим полную массу около m=170кг. Возможности движка обеспечивают равную тягу разгона:
F=M*a=1700кг*4м/сс=6800Н самой Теслы;
F=m*y=170кг*40м/сс=6800Н для тележки.
Теперь для тележки находим время пересечения графиков:
t=P/K=UI/(mуу/2)=2UI/(mуу)=2*200000/(170*1600)=1,5сек. Проверяем энергии:
электричество UIt=200кВт*1,5с=300кДж;
механика A=mVV/2=mуtуt/2=(mуу/2)*tt=170*800*1,5*1,5=300кДж. Порядок!
Окончательные ВЫВОДЫ. При ускорении у=40м/сс в t=1,5сек тележка имеет мгновенную скорость V=y*t=40*1,5=60м/с, чуть более 200км/час. Это далеко-далеко не предел: во-первых, по запасу мощности движка; во-вторых, по возможностям колёсного привода (рекорды скорости электропоездов под 600км/час); в-третьих, минимально лобовое аэроторможение малогабаритной тележки (в вакууме можно вообще не иметь сопротивления воздуха). Поэтому после t=1,5сек (пусть и не линейно от t, но) может расти скорость до 300км/час и более. Соответственно, будут увеличиваться живые силы (пусть более полого параболы от t). Главное, формальные догматические значения мех.энергии по квадратам скорости - будут уходить всё выше потребляемой электроэнергии.
Парадокс нереального становится реальным. По общим догмам перехлёста энергий не может быть, но именно конкретные догматические формулы сами же создают Парадокс. Для остроты Парадокса – можно при почти предельной скорости тележки (лучше в вакууме) сразу отключить радиокомандой движок Теслы, чтобы дальше не расходовать зря электричество. По числам вычислений кажущееся полученное превышение живых сил над затраченной электроэнергией – просто технически трудно было бы использовать для генерации избыточной электроэнергии над израсходованной при разгоне тележки.
Всё это лишь один из поводов критически посмотреть на официальные энергетические концепции в физике и практической энергетике.
