Физика латто-латто

[@Елена-ю4ы5я]

Спасибо вам за такие подсказки, особенно так необходимые для начинающих участников ТЮФ из сельской местности. Очень хотели бы получить некоторую помощь в решении задачи о воздушной мышце.

[@schetnikov]

Я думаю, с воздушной мышцей вы всё-таки сами справитесь. Главное - задавать правильные вопросы и строить исследование, опираясь на эти вопросы.

[@Хозяйство-н2й]

По всей вероятности резонансное зацепление возникает из-за смещения фаз движения ползуна и маятника. Для объяснения этого явления рассмотрим маятник, который состоит из безмассового стержня длиной 0,105 м и груза массой 0,1 кг. Маятник шарнирно закреплен на ползуне. Маятник приближается к верхней точке и вращается с угловой скоростью 3,86 рад/с. Угол между маятником и вертикалью 20 градусов. В первом случае ползун двигается вверх со скоростью 0,0564 м/c. Его ускорение -1,28 метра за секунду в квадрате. Скорость и ускорение ползуна приблизительно соответствуют кривошипно-шатунному приводу. После проведения расчетов мы получим, что угловое ускорение маятника -27,7524 радиан за секунду в квадрате, а усилие, которое ползун прикладывает к маятнику в вертикальном направлении 0,6053 Н. Во втором случае исходные данные те же самые, но ползун двигается равномерно со скоростью 0,0564 м/с. После проведения расчетов мы получим, что угловое ускорение маятника -31,9219 радиан за секунду в квадрате, а усилие, которое ползун прикладывает к маятнику в вертикальном направлении 0,7183 Н. В первом случае меньше усилие, создаваемое ползуном. Значит он дает меньший приход энергии маятнику. Отрицательное угловое ускорение маятника тоже меньше. Но это не означает, что потери кинетической энергии в первом случае являются меньшими, ведь ползун в первом случае двигается с отрицательным ускорением. Ползун, двигаясь вверх, выполняет положительную работу, а, двигаясь вниз, он выполняет отрицательную работу. Так как его ускорение отрицательно, то он облегчает маятник, что приводит к уменьшению как положительной так и отрицательной работ. Так как у нас сдвинуты фазы, то положительная работа уменьшается меньше, чем отрицательная. Отсюда возникает приход энергии и резонансное зацепление. При движении ползуна около нижней точки происходят аналогичные явления, но здесь ползун утяжеляет маятник со смещением фаз.

[@СергейГималов-ц6й]

На 1:36 и дальше опыт с нитью не получится, только с жёсткой (проволокой)!!! На рисунке и шары вверх и маятник вверх, несуразица! Маятник должен впротивоход двигаться для разгона шаров

[@KonstantinGrigorishin-t4f]

Будет ли постепенная раскачка колебаний или резонансное зацепление с самого начала движения зависит от начальных условий. Если первоначальное отклонение маятника от точки равновесия мало, то и начальный запас энергии тоже мал (потенциальная энергия в поле силы тяжести). Тогда механизму обеспечивающему колебания подвеса требуется много периодов колебаний (на соответствующей резонансной частоте, конечно), что бы закачать энергию в колебания маятника так, что бы он перевалил верхнюю точку (максимально возможная потенциальная энергия системы+немного кинетической). А вот если первоначальное отклонение маятника достаточно велико (в ролике выше горизонтали), то и первоначальный запас энергии маятника велик. Тогда механизму осталось закачать небольшое количество энергии, что бы маятник перевалил верхнюю точку, на что достаточно времени полупериода колебания маятника. Если в дальнейшем увеличивать частоту колебаний подвеса, тогда возрастает поле сил инерции (пропорционально квадрату частоты), и тогда поле тяготения уже не играет заметной роли, и маятник свободно раскручивается механизмом.

[@MaksimGorokhov]

предположу, что по мере увеличения частоты наступает момент, когда переменная составляющая превосходит 9.8 м/с^2 и параметрический резонанс переходит в вынужденные колебания

[@mustang2mipt]

А вот хотелось бы рассмотреть такую экзотику, как круговой маятник (в общем случае, эллиптический). Что какие формы параметрического резонанса тут возможны? Раскрутить то руками не сложно. Аналогичную игрушку на таком маятнике сделать и запустить можно?

[@8t210]

4:46 Как автомобилист замечу один момент в этой установке. Это отношение длины шатуна к кривошипу. Что в ДВС даёт колебания второго порядка. Как это влияет на чистоту эксперимента, судить не берусь.

[@Engineering_systems1]

Думаю ребята с видео не зря начинают идти, когда ширики нчинают соударяться два раза! Ведь при ходьбе добавляется дополнительная мода колебаний, которая должна быть синхронизирована с движением руки для того, чтобы частота движения шариков увеличилась! (гипотеза)

[@sferaefdeer3465]

В одном случае шарики вниз и маятник вниз, в другом шарики вверх и маятник вверх.

[@mike-stpr]

На раскидайку похоже. Берегите себя! В конце реально страшно было.. 🙂СПАСИБО!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 🙂

[@fizikchy]

Милое видео, спасибо. Но в этой связи было бы уместнее, если бы вы упомянули имена П. Капицы (и даже В. Арнольда) за его интерес к перевернутому маятнику.

[@НосокТерминаторов]

Чем вы смотрите? в видео было сказано что это маятник Капицы, к тому же на этом канале уже был ролик, где говорилось о этом виде маятника.

[@schetnikov]

1) Вообще говоря, мы лучше знаем, что здесь уместно, а что нет; 2) маятник Капицы работает в заметно другом режиме, там есть своё условие на соотношение безразмернух параметров задачи; 3) такое видео у нас уже есть, kzbin.info/www/bejne/moqsqHuiZZaEd9U.

[@fizikchy]

@@schetnikov Спосибо для быстрой ответ. Как зритель, меня только нравится слышать имени великолепних физиков или математиков кагда-то я смотрю на таких научных видео. С другой стороне, я видел то что вы уже поменульи имя Капицы на 3:41. Извините для ошибки.

[@TPU_Steven_Mark_home_research]

В искусственно созданных программах как мне кажется не учитывается ряд факторов. Ну такие как иннерционность подвеса, силы трения, сопротивления воздуха и т.д. На практике, когда игрушкой управляет натренированный человек он в виду тренировки автоматически подстраивает нужную частоту, опуская руку чуть ниже или чуть выше в нужный момент, поэтому у людей получается этот эффект соударения. По моему наитию(ощущению) в системе необходимо использовать две частоты, которые возможно кратны друг другу. Простая модуляция на 2,3,4 и последующих гармониках на мой взгляд не даст эффекта из за того, что шарик имеет иннерцию и не может мгновенно переместиться в нужное положение. Полный резонанс - это резонанс между всеми параметрами, как внутренними, так и внешними, включая гравитацию. Хоть я далёк от физики, но возможно где то, что то угадал.

[@Андрейчикус]

Основная проблема программы в данном случае - это использование жёсткой связи, а не нити, как должно быть. Нить может только тянуть шарики, а в программе тяга их и тянет, и толкает. Рука изменяет направление движения перед ударом шариков, усиливая удар. Ну а частота махания соответствует длине нитей и массе шариков.

[@Joe_Maputo]

@@Андрейчикус нить нужна только в начальный момент, чтобы "пустить волну" при ослаблении нити и последующем натяжении. После того как шары начали качаться нить постоянно натянута.

[@Андрейчикус]

@@Joe_Maputo Правильно. Но она никак не толкает шары, а только тянет.

[@Joe_Maputo]

@@Андрейчикус согласен, на математической модели есть моменты, когда "нить" толкает.

[@Андрейчикус]

@@Joe_Maputo Ну так это проблема или разработчика программы, или вводящего в программу данные для расчётов.

[@temox.xaaaaaaaaaaaa]

здраствуйте, спасибо за ваши ролики! Помогите юному физбойцу с воющей чашей, а то все никак не решается

[@Joe_Maputo]

8:00 вот тут вы должны были другие выводы сделать. А именно то, что у вашей установки иной принцип "подкачки". Система с шарами "подкачивается" в противофазе: когда шары идут вниз - рука идет вверх и наоборот. На видео с пацанами это хорошо заметно, что у них траектория вытянута по горизонтали, а не по вертикали, как на вашей установке.

[@mrgoodpeople]

Очень красиво вы избавились от лишнего шарика! Отличный твист. А рассмотрите как-нибудь вот такую ситуацию: в фургоне автомобиля (герметично закрытом) на какой-то высоте зависает квадрокоптер. После этого водитель нажимает на педаль газа и автомобиль начинает разгоняться. Вопрос: что будет происходить с квадрокоптером? как это будет выглядеть с точки зрения системы отсчета, связанной с фургоном?

[@KonstantinGrigorishin-t4f]

Тоже самое, что и с, к примеру, незакреплённым чемоданом на полке вагона, если поезд резко затормозит: полетит кому-то в голову.

[@mrgoodpeople]

@@KonstantinGrigorishin-t4f а вот вы и ошиблись =). поэтому вопрос более интересный, чем может показаться на первый взгляд. Чемодан - это одно, а зависший в воздухе летательный аппарат (в данном случае пропеллерного типа) - это другое.

[@KonstantinGrigorishin-t4f]

@@mrgoodpeople Ok. На молекулы воздуха силы инерции действуют? Действуют! - через их удары о стенки фургона. Эти силы будут гнать эти молекулы в сторону противоположную ускорению (разгоняемся, тормозимся - не важно). Этот поток воздуха будет давить на лопатки пропеллеров кварокоптера и гнать его в ту же сторону. И вот опять мы пришли к той же картине, что и с чемоданом. Суть одна - в неинерциальной системе отсчёта пространство время - неоднородно (однородно только в инерциальной). Тогда свободное состояние покоя или равномерного движения невозможно. Это типа как возникает как бы гравитационное поле - принцип эквивалентности называется.

[@KonstantinGrigorishin-t4f]

@@mrgoodpeople Или можно по-другому с точки зрения инерциальной системы (наблюдатель на обочине дороги). Имеем механическую передачу: двигатель (создаёт силу для ускорения) - корпус автомобиля - воздух внутри - квадрокоптер. Как результат, квадр снова прилетает кому-то в голову.

[@mrgoodpeople]

@@KonstantinGrigorishin-t4f "Это типа как возникает как бы гравитационное поле - принцип эквивалентности называется" - полностью согласен с этим. Но, если бы я не видел этот эксперимент вживую, то рассуждал бы как для случая с чемоданом. На самом деле здесь важно учитывать все тонкости, которые происходят с воздухом. Я не скажу, что смогу полностью корректно описать происходящее, но смысл в том, что при добавлении силы инерции у нас меняется подъёмная сила и система переходит в новое равновесное состояние. В результате дрон немного наклоняется и теряет немного высоты, а потом начинает движение с постоянной и небольшой скоростью назад. Вот что удивительно. То есть не с ускорением, а с постоянной скоростью, а значит у нас силы снова уравновесились, а всё самое интересное происходило в первые мгновения, когда появилось ускорение. Это немного похоже на случай, когда у вас воздушный шарик с гелием висит в воздухе. При ускорении грузовика шарик вообще не сдвинется с места, потому что подъёмная сила (в данном случае сила Архимеда) тоже увеличится и изменит направление вслед за изменением гравитации. Квадрокоптер конечно совсем не шарик, но тот факт, что тут задействован воздух для создания подъёмной силы, оказывает описанный мной выше эффект. По этой же причине мухи в салоне автомобиля не сильно чувствуют ускорение и прекрасно летают. Но там конечно из-за малой массы мухи ещё и сопротивление воздуха оказывает более серьезное тормозящее влияние.

[@canniballissimo]

ну в это по крайней мере немного сложнее играть, чем в pop-it и прочие безделушки прошлых лет

[@ДенисСтарцев-б1я]

А можно вас попросить разобрать ещё одну игру ? Вот как на этом видео падающие кости домино ------> kzbin.info/www/bejne/mIbPY2xrpN6Yf8U . У меня нет программы живая физика , и мне интересно с какой скоростью распространяется падение костяшек домино , и как это падение зависит от размеров костяшек и расстояния между ними .

[@СергейКазаков-х3б6ц]

Нить или струна? На модели не нитка, стержень.