1.1.2. Центробежная сила инерции возникает, когда тело
под действием центростремительной силы - причины изменяет нап-
равление своего движения, при этом сохраняется энергия тела.
Эта сила действует всегда только в одном направлении - от
центра вращения.
А.с. 518 322: Способ шлифования криволинейных поверхнос-
тей движущейся абразивной лентой, при котором ленту поджимает
к обрабатываемой детали контактным копиром, эквидестантным на
толщину ленты обрабатываемой поверхности, отличающийся тем,
что с целью обеспечения возможности обработки выпуклых поверх-
ностей, ленту прижимают к рабочей поверхности контактного ко-
пира центробежными силами.
Фактически, это есть сила взаимодействия между телами -
вращающимся и удерживающим его на окружности. В свою очередь,
вращающееся тело также воздействует на удерживающее. По треть-
ему закону Ньютона эти силы равны по величине ипротивоположны
по направлению в каждый момент времени. Взаимодействие двух
тел осуществляется через какие-либо связи - нитку, стержень,
электрическое и гравитационное поля и т.д. В случае разрыва
связей, соединяющих взаимодействующие тела, оторвавшееся тело
будет двигаться прямолинейно (по инерции).
Патент ФРГ 1 229 253: Способ изготовления листочков или
чешуек из стекла, отличающийся тем, что стекло, размягченное
при нагревании, наносят на стенку в форме круга, имеющего по
окружности закраину. Стенки для образованияпленки из стекла
приводят во вращение. Пленка размягченного стекла выбрасывает-
ся через закраину под действием центробежных сил. Затем пленка
затвердевает на некотором расстоянии от вращающейся стенки и
разбивается на листочки.
1.1.3. Чем больше масса вращающегося тела и чем дальше
она отнесенаот центра вращения, тем большим моментом инерции
обладает тело.
А.с. 538 800: Способ регулирования энергии ударов в куз-
нечно-прессовых машинах ударного действия, заключающийся в из-
менении момента инерции маховых масс, отличающийся тем, что с
целью повышения качества обрабатываемых изделий и долговечнос-
ти машин, момент инерции изменяют путем подачи или отвода жид-
кости во внутренние полости маховых масс.
А.с. 523 213: Способ уравновешивания сил инерции подвиж-
ных элементов машин, заключающийся в том, что уравношиваемый
элемент машины, соединяют с аккумулирующим телом и приводит их
во вращение, отличающийся тем, что с целью повышения эффектив-
ности уравновешивания, в качестве аккумулирующего тела исполь-
зуют маховик с изменяемым радиусом центра масс, например,
центробежный регулятор.
Силы, возникающие в процессе вращательного движения, мож-
но использовать для ускорения некоторых технологических про-
цессов.
А.с. 283 885: Способ деарации порошкообразных веществ пу-
тем уплотнения, отличающийся тем, что с целью интенсификации,
деарацию производят под воздействием центробежных сил.
А.с. 415 036: Способ приготовления сорбена для акстракци-
онной хромофотографии путем смещения жидкой фазы и твердого
носителя, отличающийся тем, что с целью повышения равномернос-
ти распределения жидкой фазы на твердом носителе и интенсифи-
кации процесса, удаления избытка жидкой фазы, смещение произ-
водят в центробежном поле.
а также для деформации:
А.с. 517 501: Способ отбортовки труб из термопластичного
материала, включающий опреации нагревания ее конца до размяг-
чения и последующей его деформации, отличающийся тем, что с
целью упрощения изготовления изделия и повышения его качества,
деформацию размяченного конца трубы осуществляют ее вращением.
Подвергая нагретую жидкость действию центробежного поля
можно значительно увеличить производительность парогенераторов
т.к., если нагретую жидкость под давлением подавать по каса-
тельной к вращающемуся цилиндру, то жидкость закрутится. При
этом жидкост будет закручиваться с большего на меньший радиус,
а это в силу закона сохранения момента количества движения,
вазовет рост линейной скорости. Согласно закону Бернулли уве-
личение скорости приведет к падению давления в движущейся жид-
кости. Поэтому жидкость, недогретая до кипения, попав в зону
пониженного давления, закипит и сухой пар будет скапливаться в
центре цилиндра.
На каждый элемент обьема вращающейся вязкой жидкости
действуют две силы: центробежная, пропорциональная ее плотнос-
ти и сила тяжести, также пропорциональная той же плотности.
Поэтому на форму параболического мениска плотность не влияет,
т.е. любые жидкости будут иметь одинаковые формы.
А.с. 232 450: Способ изготовления изделий с параболличес-
кой поверхностью, основанный на использовании вращения резер-
вуара с жидкостью, отличающийся тем, что с целью снижения сто-
имости и повышения точности параболической поверхности, в
качестве формовочного элемента используют жидкость с большим
удельным весом, на которую наносят жидкость с меньшим удельным
весом, затвердевающую при вращении резервуара.
1.1.4. Отметим еще одну особенность вращающихся систем.
Вращающееся тело обладает гироскопическим эффектом - способ-
ностью сохранять в пространстве неизменное направление оси
вращения. При силовом воздействии с уелью изменить направление
оси вращения возникает процессия гироскопических систем. Ги-
роскопы широко применяются в технике: они являются одним из
основных элементов современных систем управления судами, само-
летами, планетоходами, космическими кораблями.
А.с. 474 444: Локомотив с электропередачей, содержащий
аккумулятор энергии ввиде вращающегося маховика, связанный с
преобразователем энергии, представляющий собой обратимую
электрическую машину, отличающийся тем, что с целью устранения
сил гироскопического эффекта маховика на устойчивость локомо-
тива, маховик с преобразователем энергии смонтированы в обо-
лочке и помещены в гироскопический механизм с двумя степенями
свободы.
Измеряя процессию гироскопа, можно определить величину
внешних сил, воздейставующих на гироскоп.
А.с. 487 336: Устройство для определения силы трения, со-
держащее корпус, карданный подвес, ротор с приводом, установ-
ленные в карданном подвесе, держатели образца и контрообразца,
нагружающий механизм, взаимодействующий с держателем контроб-
разца, датчик угловой скорости процессии, связанный с рамками
карданного повеса, отличающийся тем, что с целью определения
силы трения при высоких, порядка сотен м/с скоростях вращения,
держатель образца установлен на роторе, нагружающий механизм с
держателем контробразца установлены на внутренней рамке кар-
данного подвеса, а датчик угловой скорости процессии связан с
внешней рамкой процессии.
Посколько при вращательном движении само тело остается на
одном месте, а только участки тела совершают круговые движе-
ния, то во вращающемся теле можно аккумулировать кинетическую
энергию, которую затем можно преобразовывать в кинетическую
энергию поступательного движения. На этом принципе работают
инерционные аккумуляторы, используемые, например, в гиробусах.
А.с. 518 302: Машины для инерционной сварки, трением, со-
держащая привод вращения и шпиндель с массой для накопления
энергии, отличающийся тем, что с целью уменьшения энергоемкос-
ти процесса, масса для накопления энергии выполнена ввиде
инерционного пульсатора.
А.с. 518 381: Привод кузнечно-прессовой машины, содержа-
щий электродвигатель и насос, соединенный трубопроводом через
распределительную систему с аккумулятором и рабочим цилиндром
машины, отличающийся тем, что с целью повышения КПД он снабжен
дополнительным аккумулятором энергии - маховиком, установлен-
ным в кинематической цепи, связывающей электродвигатель с на-
сосом.
Силы инерции проявляются при изменении скорости движуще-
гося тела или при появлении центростремительной силы; в этих
случаях всегда появляется реальная сила, которую можно исполь-
зовать в различных процессах и при этом совершенно "бесплат-
но".
1.2. Гравитация.
Кроме того, масса является мерой инертности тела, любая
масса является источником гравитационного поля. Через гравита-
ционные поля осуществляется взаимодействие масс. Гравитацион-
ные силы самые слабые из всех сил, известных науке; тем не ме-
нее, при наличии больших масс (например, Земля) эти силы во
многом предопределяют поведение физических систем. Количест-
венно гравитационные взаимодействия описываются законом все-
мирного тяготения. Сила тяготения пропорциональна массе. Такая
пропорциональность приводит к тому, что ускорение, приобретае-
мое в данной точке гравитационного поля различными телами, для
всех тел одинаково (конечно, если на эти тела не действуют ни-
какие другие силы - сопротивление воздуха и т.д.). Если расс-
матривать движение тел под действием силы тяжести Земли, то
это движение будет равноускоренным - ускорение будет постоянно
по величине и по направлению. Все отклонения от постоянства
ускорения имеют те или иные конкретные причины - вращение Зем-
ли, ее несферичность, несимметричное распределение масс внутри
Земли, сопротивление воздуха или иной среды, наличие электри-
ческих или магнитных полей и т.д. Постоянство ускорения - это
возможность измерять массы посредством измерения веса, это ча-
сы, датчики времени,- это бесплатные силы гравитации - точно
калиброванные.
Патент США 3 552 283: Устройство отмечающее положение
плоскости Земли при помощи устройства, отмечающего поожение
плоскости Земли, образуется изображение на экспонируемой фо-
тографической пленке, позволяющее определить на проявленном
негативе или на позитивном отпечатке положение плоскости Земли
независимо от положения камеры во время киносьемки. Устройство
содержит прозрачное тело с грузиком, смещаюшимся под действием
силы тяжести в самый нижний угол этого тела. Прозрачное тело
может располагаться внутри корпуса камеры или внутри кассеты
для роликовой пленки, причем единственным требованием к проз-
рачному телу является то, чтобы оно находилось на пути свето-
вых лучей, идущих от фотографируемого обьекта на пленку, уста-
новленную в камере. На краю кадра проявленного негатива или
позитивной пленки образуется метка ввиде стрелки, направленной
в сторону плоскости Земли. Метка ввиде стрелки может использо-
ваться для правильной ориентации пленки или диапозитива.
А.с. 189 597: Устройство для установления заданных проме-
жутков времени, отличающееся тем, что с целью повышения точ-
ности измерения при записи сейсмограмм, оно выполнено ввиде
стержня, с расположенным на нем грузом, замыкающим во время
свободного падения контакты, соединенные с электродетонатора-
ми.
1.3. Трение.
Трение представляет собой силу, возникающую при относи-
тельном перемещении двух соприкасающихся тел в плоскости их
касания. Ввиду зависимости сил трения от многих, порой очень
трудно учитываемых факторов, предпочитают пользоваться феноме-
нологической теорией трения, описывающей в основном факты, а
не их обьяснения.
Различают трения качения и трения скольжения. Феноменологи-
ческая теория трения базируется, в основном на представлении о
том, что касание твердых тел имеет место лишь в отдельных пят-
нах, на которых действуют силы диффузии, химической связи, ад-
гезии и т.п.; при скольжении каждое пятно касания (так называ-
емая фрикционная связь) существует ограниченное время. Сумма
всех сил, действующих на пятна касания, усредненая по времени
и по поверхности носит название силы трения. Продолжительность
существования фрикционной связи определяет такие важные вели-
чины, как износостойкость, температуру пограничного слоя, ра-
боту по преодолению сил трения. Характерно,что при трении наб-
людаются значительные деформации пограничного слоя,
сопровождающиеся структурными превращениями, избирательной
диффузией: учет всех этих процессов затруднен из-за сильной
зависимости от температуры. Температура на пятнах касания воз-
растает очень быстро и может достигать несколько сот градусов.
Обычно трение качения, при котором основная работа затрачи-
вается на передеформирование материала при формировании валика
перед катящимся телом, много меньше трения скольжения. Но как
только скорость качения достигает скорости распространения де-
формаций, трение качения резко возрастает; поэтому при больших
скоростях качения лучше использовать трение скольжения.
Трение покоя больше трения движения, и этот факт снижает
чувствительность точных приборов. Заменить трение покоя трени-
ем движения - это значить уменьшить силу трения и как-то ста-
билизировать ее. Задачу можно решить, заставив трущиеся эле-
менты совершать колебания.
В патенте США 3 239 283: задача решается выполнением втулки
подшипника из пьезоэлектрического материала и покрытием ее
электропроводящей фольгой. Пропуская переменный ток, под дейс-
твием которого пьезоэлектрик вибрирует, ликвидируют трение по-
коя.
1.3.1. Явление аномального низкого трения. Установлено, что
при достаточно сильном облучении одной из трущихся поверхнос-
тей ускоренными частицами (например, атомами гелия) коэффици-
ент трения падает в десятки и даже сотни раз, достигая сотых и
тысячных долей единицы (открытие-121). Для возникновения эф-
фекта сверхнизкого трения необходимо, чтобы процесс трения
осуществлялся в вакууме. Переход в состояние сверхнизкого тре-
ния может осуществляться далеко не всеми телами. Этой способ-
ностью обладают вещества со слоистой кристаллической структу-
рой. Исследования показали, что очень тонкий поверхностный
слой вещества при совместном действии трения и облучения испы-
тывает сильную ориентацию, благодаря чему его структурные эле-
менты располагаются параллельно плоскости контакта, за счет
чего сильно уменьшается способность вещества образовывать
сильные адгезионные связи.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35