Водяное колесо Маха

Вращение водяного колеса Маха можно описать и на языке действия сил реакции на поворотные участки трубы, по которой течёт вода, и на языке сохранения момента импульса.
Ключевые слова: реактивные силы, действие и противодействие, третий закон Ньютона, закон сохранения момента импульса, action and reaction, conservation of angular momentum
Наш канал с дополнительными материалами
t.me/getaclass_channel
Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ
www.nsu.ru/

[@TinDIlintin]

Чо тут непонятного? Это прилетают маленькие невидимые водяные феи и начинают кружиться. Летая по кругу, они создают воздушный вихрь, который закручивает колесо. Природоведение. Третий класс средневековой школы ;)

[@user-dt5xh8dx9r]

За такой ответ двойка (в смысле, розги) и отца к инквизитору.

[@user-br2db6bc6y]

Тележка с краном по идее должна немного отъехать назад по мере вытекания воды. Ведь центр масс всей системы (его горизонтальная составляющая) должен остаться в том же положении.

[@user-yb2ws4ty4j]

Из теоремы о количестве движения механической системы следует, что количество движения цистерны с водой всегда будет равно нулю. Количество движения воды, текущей по трубке, направлено вправо. Количество движения остальной воды в цистерне не может быть направлено влево ( движение цистерны мы не учитываем). Куда будет деваться вода, если ее больше будет перетекать влево, чем вправо? Соответственно, количество движения всей воды будет направлено вправо, а сама цистерна с водой будет двигаться влево, иначе ее количество движения не будет равно нулю.

[@alekseykorny]

Андрей красава💪. Приятно смотреть твои видео. Всегда нравилась физика.

[@daniilzhitov9553]

Размышления о вопросе в конце ролика Во-первых, нужно учесть разницу сил давления, за исключением сил, поворачивающих поток. Рассматривая два сечения на уровне горизонтальной части трубки, можно прийти к выводу, что суммарно такие силы действуют ВЛЕВО, так как давление справа меньше давления у левой стенки цистерны согласно закону Бернулли. Эта разница сил аналогична таковой же, возникающей, когда трубка горизонтальна и не загнута. Тут можно так же вспомнить "Парадокс изогнутой трубы", подтверждающий идею, что давление справа меньше. Тем не менее, все же необходимо учитывать и динамическую силу, поворачивающую поток. Её разве что можно посчитать из закона изменения импульса. При этом поток будет давить на цистерну с трубкой ВПРАВО, как и сказано в видео. Понять на качественном уровне, какой эффект возобладает сложно, но можно, используя законы сохранения. Нужно вспомнить, что у текущей жидкости еще в цистерне появился импульс вправо, а значит цистерна должна поехать влево, что так же согласуется с сохранением положения центра масс (цистерна смещается влево, центр массы воды вправо). По сути вся уловка заключается в забывании или про давление на левую стенку цистерны, или про импульс движущейся воды внутри :)

[@JudgeDredd777]

замечательно, обожаю такие эксперименты

[@MrFEARFLASH]

интересный эффект!) Спасибо за видео!)

[@Mr.Not_Sure]

Хоть я и не школьник, но всё же любитель физического эксперимента. (а) Часть воды, текущая в ободе, обладает моментом импульса. А так как момент импульса сохраняется, то колесо вращается в обратную сторону. (б) Когда передний фронт воды втекает в обод, то меняет направление, а значит, получает ускорение, т.е. на нее действует сила. Тогда на колесо действует сила, раскручивающая его. А когда передний фронт воды вытекает с обода, то действует замедляющая сила. В итоге, колесо приобретает некую постоянную скорость. P.S. А цистерна, разумеется, не поедет. Так как силы, ускоряющие воду с неподвижного состояния, уравновесят силу реакции в изгибе трубки. Ну и: вода, истекающая вниз, не уносит никакого импульса в горизонтальном направлении.

[@Olexsy952]

Про колесо Маха я бы говорил не про фронт волы а про степень заполнения водой трубки в ободе. В начальный момент времени трубка заполняется водой и сила действует только на первое колено и придаёт ободу ускорение, обод начинает вращаться. А когда последняя вода вытекает из трубки, то настаёт момент когда вода перестаёт действовать на первой поворот и продолжает на второй, в этот момент обод останавливается. Цистерна после открытия крана, в первый момент начнёт двигаться в противоположном направлении от горизонтального движения воды в трубе, и продолжит движение по инерции. Когда вода в цистерне подойдёт к концу, то настанет момент, когда она будет падать не касаясь противоположной стенки изгиба трубы, и цистерна ещё ускорится

[@Mr.Not_Sure]

@@Olexsy952 про колесо - это вопрос, что как называть. А цистерна, да, немного проедет, пока вытекает вода (в идеале на ширину цистерны), после чего остановится.

[@Vitalii_Yakonyuk87]

@@Olexsy952 Полностью согласен. В теории, если бы колесо имело массу "0" (тоесть не обладало импульсом), оно сразу бы останавливалось при достижении водой второго колена.

[@KolasName]

Когда кран в цистерне откроется появится нескомпенсированное давление на противоположной трубке стенке цистерны, которая приведет цистерну в движение. Двигаться цистерна будет до момента, пока вода не дотечет до изгиба и упрется в него. В отсутствии сил трений цистерна должна откатиться так, чтобы положение эпицентра масс системы цистерна плюс вода не изменилось

[@user-po4vq5fc5q]

Ещё зависит от положения крана на трубке, если он расположен у нижнего ее среза, то до открытия крана трубка и её изгиб уже будут наполнены водой и никакого движения цистерны быть не должно, центр масс системы в таком случае будет опускаться вниз за счёт действия гравитационного притяжения Земли

[@user-iz6gi1rf4t]

В самом начале, когда вода течет горизонтально, цистерна получит крохотный импульс влево ( в силовом формализме: из-з нескомпенсированной силы гидростат.давления напротив трубки), а потом при повороте воды вниз прибавки импульса не будет. И в идеальных условиях цистерна будет медленно ползти влево

[@user-dp4we1nl3d]

Крутой мужик, позитивный

[@germansergeevich8567]

Спасибо,очень интересно!

[@user-vj8sb7vo3p]

Вспомнилось видео про U- образную трубку. Думаю, дело в том, что на поворотах трубки создается сила, направленная перепендикулярно от направления течения воды. Она и крутит всю установку

[@sergeyk1348]

Чтобы повернуть струю воды в трубке от вертикального направления к касательному к окружности диска, трубка действует на воду, в ответ вода действует на трубку (3 закон Ньютона). И трубка вместе со всей конструкцией вращается в направлении, противоположном движению воды в трубке по краю диска.

[@vasmor2887]

Комментариям быть ! Спасибо за ваши ролики

[@user-gj6bi9bm8w]

Цистерна никуда не поедет, так как струя направлена вниз. Немного уменьшится сила веса на оси, близкой к патрубку, и всё.

[@plamenjekov4568]

правильно !!

[@vladimirkvasov3128]

Думаю, да. Like

[@vladimirkvasov3128]

Извиняюсь, еще ест мысли . Давай представим вагон с ёмкостью у которого маленткие сил трения на осях и колесах и тд, такой идеальный вагон . Тогда по аналогии с трубкой что на видео. Вагон должен сначала двинуться вперед пока вода не дошла до изгиба. А потом потихоньку остановиться.

[@Cheloveeek]

Здравствуй, по читай мою версию выше, наспех по думал, что о таком варианте думаешь? ИНтересно по рассуждать с кем нибудь, исправлять, дополнять друг друга :-) ТОлько не спорить, не оскорблять, а исправлять и дополнять :-)

[@RobotN001]

А в предыдущем опыте струя тоже была направлена вниз, а не по кольцевой.

[@imho-research4765]

По поводу цистерны - рассматриваемая система не должна ограничиваться цистерной, так как вода вытекает из нее.

[@Storkichtube]

Андрей, в качестве идеи модели трансформатора, использовать вашу конструкцию. Параллельно пустить две трубки. В одной вода вибрирует (переменный ток), что будет в другой наполненной трубке. И пустить постоянный ток, что будет в другой в моменты пуска и останова?

[@sergdq6009]

Со школы не понимал физику. Но как-то раз у нас на заводе было ЧП. Жд цистерне обрубило сливной клапан. Итог: 60 тонн мазута на путях, а цистерну и правда ловили потом метров за 100 от места аварии.

[@mrgoodpeople]

Импульс сохраняется только в системе, на которую не действуют внешние силы (ну или их сумма равна нулю). В нашем же случае есть гравитация. А вот если сюда и Землю включить, которая "чуть-чуть притягивается к воде", то закон сохранения будет работать =). Когда мы держим в руке яблоко - его импульс равен нулю. Но когда мы его отпускаем - у него появляется импульс. Суммарный же импульс системы Яблоко-Земля остаётся постоянным.

[@user-yc3fv4wt1y]

Это яркий пример того, что происходит с водой при повороте в трубе. Вода на повороте ЗАКРУЧИВАЕТСЯ!!! Именно так удаётся проходить потоку без ускорения отдельных струй и торможения других ( дискуссия о струях в U- образной трубе) Соответственно при выходе закрученная струя как-то должна компенсировать возникший вращательный момент, раскручивая всю трубу целиком. Сопротивление скрученного в бухту шланга намного больше сопротивления прямого шланга, именно по этому рекомендуют разматывать шланг при поливе. Поверить это достаточно просто, а именно установив тормозящие вращение потока вставки на поворотах к вертикальным участкам. Тормозить вращение в плоскости диска нет необходимости

[@user-gt7du7uy7b]

жидкость по трубке движется от области высокого давления к низкому, по этому давление на первом повороте с радиуса на окружность больше чем на втором и получается отличный от нуля момент, приводящий к вращению

[@galinadobrochasova7808]

разность давлений в начале спирали и в конце спирали, потому что конец спирали находится ниже, чем начало, относительно земли, масса воды в начале меньше массы воды в конце, сечение трубки при этом одинаковое, можно и закон Паскаля применить со столбом жидкости, а разность давлений всегда все заставляет двигаться, при чем в сторону наименьшего сопротивления

[@user-DenDW]

Колесо Маха мне отдалённо напомнило обмотку эл. двигателя. Только здесь в роли движителя является вода, а в эл. двигателе - электроны, наводящие ЭДС в пространстве.

[@fedorkrul2699]

Поскольку момента вращения от внешних воздействий на систему нет, то импульс вращения должен быть равен нулю. Если предположить, что трубка имеет бесконечно малую массу, то при протекании воды через систему вода не вращается, она остаётся неподвижной относительно внешней системы отсчёта и движется только от центра и к центру по радиальным частям трубки, а также сверху вниз. То есть трубка вращается относительно неподвижной воды, примерно как гайка вращается относительно неподвижного болта. Похожее явление будет происходить с винтом Архимеда.

[@fedjagaub2735]

Здравствуйте Андрей! А если сделать спиралевидную в виде конуса трубку, тогда по идее вся система должна быстрее крутится?

[@shymak001]

ВНИМАНИЕ! ВСЕМ САМОДЕЛАМ И ИЗОБРЕТЕТАТЕЛЯМ! Вкурсе же про закон , как его там... ну типа сопла в трубке где радиус идет на снижение а потом на возрастание, где в этом переходе создается низкое давление, когда через трубку проходит воздух. ну блин принцип работы пульверизаторов. так вод. берем водяное колесо Маха, и немного модернизаруем, внутре трубки нужно сделать небольшие выступы, что бы вода за них цеплялась, что повысит кпд вращения. далее наращиваем мощночь течения воды, путем создания области низкого давления. писал выше как это сделать. в таком случает мы получим довольно мощную струю. которая в свою очередь будет крутить колесо, вырабатываю энергию. скорость вращения можно регулировать скоростью подачи воды, а скорость подачи зависит от скорости выдуваемого воздуха и как следсвие меньшим давлением.можно попробовать "нарастить" энергию попробовав соеденить несколько колес в один механизм. для начала нужно проверить это. и если все работает, то это тянет на эксперементальный двигатель на воде.

[@sergeyk1348]

Цистерна с изогнутой трубкой не поедет, так как система замкнутая и сила давления воды на изгиб трубки уравновешивается давлением трубки на воду. В месте выхода воды из цистерны система размыкается, давление воды в месте выхода не уравновешивается и цистерна немного приподнимается, но это незаметно :).

[@fhfdbjgfgvfg4366]

Андрей , идея пришла в голову. А что если по такому принципу сделать электрогенератор(т.е. мини ГЭС) Теоретически она же может вращаться от небольшой струи воды? (Например диаметр шланга 20 мм прикрепленный к статору движка.) ???

[@user-vj8sb7vo3p]

Касательно вагона, думаю, на противоположенной стенке создастся нескомпенсированное давление. Нескомпенсированным оно будет до того момента, пока вода не дойдет до стенки трубки. Затем на изгибе трубки создастся сила, направленная перпендикулярно относительно движения воды. Вагон поедет на секунду, затем остановится, а его вес в задней части будет чуть меньше

[@user-my1zo4gv5u]

Всё дела в накоплении энергии. Пока вода доходит до первого поворота на первом изгибе протечёт значительное количество воды. Это вся масса придаст некоторую энергию всей системе. На втором повороте масса воды начнет отбирать эту энергию но так как происходит постоянный прилив новой воды, происходит постоянное пополнение энергии. И диск приобрёв первоначальный импульс остановиться не может. До тех пор пока не прекратится подача воды. Как только подача воды прекратилась вся вода пройдя второй поворот поглатит всю вложенную в систему энергию и диск остановится. С точки зрения силы: на в втором повороте масса воды находящаяся на дуге меньше чем на первом. Это проиходит из-за центростремительного ускорения на диске который вращаясь прижимает воду к внешней стенке трубы. В итоге на втором повороте масса воды будет меньше, а значит и сила будет меньше. Да и ещё из-за того что вода, во второй дуге, движется навстречу движущейся дуге. Это увеличит давление тоже и тоже будет уменьшать массу воды на дуге. В первой дуге вода догоняет дугу это снижает давление и воды в дуге будет больше. Следовательно и сила больше.

[@DavidMos385]

У меня один вопрос, если все водители мира поставят свои тачки в одном направлении и одновременно резко тронуться с места, закрутился ли Земля побыстрее?

[@ALARMA13]

Если цистерна герметичная, то вода вряд ли потечёт вообще из крана, по крайней мере какое-то продолжительное время, т.к. при уменьшении объема воды будет падать давление внутри цистерны, и атмосферное давление не даст воде выливаться дальше. Если только высота цистерны не будет выше 10м. А если не герметичная, и сверху есть люк, тогда вода будет течь, но цистерна вперёд не поедет. Изначально вода давит на все стенки цистерны. На левую и на правую стенки она давит одинаково, а когда открывают кран, то давление на эту стенку кратковременно уменьшается (пока вода не заполнит объём трубки после крана). В следствии чего, в этот момент вода будет двигаться в направлении крана (вправо), отталкиваясь сильнее от левой стенки, а значит толкая цистерну влево. Но т.к. на трубе после крана имеется поворот на 90 градусов вниз, то вода будет упираться вправо и толкать цистерну вправо, компенсируя ту силу, которая толкала её влево. В результате цистерна остановится, а реактивная струя воды будет стараться приподнять правую ось цистерны

[@Alex_Siberia]

Очень похоже на униполярный двигатель Тесла-Родина, только здесь вода, а там ток. Где подобное явление применяется на практике?

[@umirbaevbaubek]

Первоначальное равновесие импульсов цистерны после открытия крана будет нарушено, так как вода вытекает с определенной скоростью, и соответственно в цистерне возникает противоположный импульс

[@user-po4vq5fc5q]

Из соображений закона сохранения импульса: до открытия крана суммарный импульс системы цистерна + вода равен нулю, после открытия крана в горизонтальной части трубки появляется поток жидкости с ненулевым импульсом, направленным вправо, этот импульс должен быть компенсирован суперпозицией движения жидкости в объёме цистерны влево и движения самой цистерны влево; утверждаю, что движение самой цистерны, если и возникает, то только в переходный период от момента открытия крана до заполнения трубки до места изгиба жидкостью. Действительно, если бы в установившемся режиме для компенсации импульса жидкости в горизонтальной части трубки требовалось движение цистерны, то она бы продолжила двигаться и после опустошения цистерны, унося центр масс системы сколь угодно далеко в горизонтальном направлении, в случае цистерны нулевой массы нужно понимать, что при её движении горизонтальная составляющая была бы и у импульса покидающей цистерну жидкости, что также вызвало бы итоговое смещение центра масс системы в горизонтальном направлении, тогда как оно возможно лишь в вертикальном, так как внешние силы для системы лишь вертикальные (гравитационная и реакция опоры).

[@Olexsy952]

Если вы заговорили о центре масс, то пока цистерна была полной воды, то центр масс находился где-то в середине цистерны, а после того как вся вода вытекла вниз с одной её стороны, то центр масс оказался смещеным, а этого не должно быть

[@user-yb2ws4ty4j]

Если человек стоит на носу находящейся неподвижно на озере лодки, а затем перемещается на ее корму, то лодка при этом переместится относительно озера в противоположную сторону. В данном случае при вытекании воды происходит непрерывное перемещение воды с левой части цистерны в правую. Поэтому по всей вероятности цистерна будет непрерывно двигаться до самого окончания выливания воды из нее.

[@shrekssmith4744]

Когда вода льётся на нее действует сила трения со стороны трубки. Она направлена противоположно вектору скорости воды, и именно эта сила создаёт момент силы.

[@Vitalii_Yakonyuk87]

Но сила трения же со стороны трубки. Если она направлена против течения води, то за Третьим законом Ньютона она действует на трубку За течением воды. Значит, сила трения наоборот, должна раскручивать колесо по ходу движения воды (она на самом деле так и делает, но вода очень "невязкая" (текучая) жидкость, и эта сила мизерная).

[@user-uk4nw7tm7v]

Добрый день,т.к жидкость приобретает скорость и отделяется от цистерны,то и цистерна приобретет импульс,т.е суммарный импульс цистерны и воды отделяющейся будет равен нулю.И движение будет зависеть от напора давления и движение при сильном напоре будет направлено противоположно врезаному крану.

[@jenua_2]

Когда воду начинают лить в трубке выходящей на круг создаётся давление на стенку, появляется вращение. Когда вода доходит до участка трубки уходящей с круга то там тоже появляется давление на стенку, которое компенсирует предыдущий участок некомпенсированного давления, разгон вращения прекращается. Когда вода заканчивается, то наоборот сначала пропадает сила, разгоняющая вращение, а потом сила, замедляющая ращение и вся установка таким образов останавливается. С точки зрения закона сохранения момента инерции вся установка заставляет протекающую воду вращаться вокруг центра и из-за этого сама вращается в противоположную сторону, на выходе наоборот заставляет оду остановить вращение и забирает момент инерции обратно себе

[@Andrej_rybak]

Полагаю, сначала цистерна чуть поедет - с момента,когда вода войдёт в кран.Но в момент,когда вода упрется в изгиб крана вниз,цистерна должна остановиться. Но я хотел Вас другое спросить: Как в торнадо в течении длительного времени поддерживается вихрь? И какая роль водоемов в поддержании энергии торнадо?И интересно Ваше мнение,нельзя ли эффекты искусственных торнадо использовать для выработки электроэнергии или построения летательных аппаратов?

[@user-en2ze2um2b]

Цистерна поедет в противоположную сторону от патрубка с постоянной скоростью (если пренебречь уменьшением давления воды по мере её вытекания и, соответственно, уменьшением скорости), а когда вода кончится, она остановится. А если бы паирубок не загибался вниз, а был бы прямым, то цистерна двигалась бы с ускорением и по окончании в ней воды продолжала бы двигаться по инерции.

[@IgorAlexandrovich1]

Добрый день. Пишу свои мысли на счёт колеса Маха. Не остановит вращение второй изгиб . Причиной является сама вытянутая дуга Вашего шланга, на которую вода продолжает действовать также как на первый изгиб. Пример, пожалста, изгиб берега реки размывается с наружной стороны больше чем с внутренней сколько бы не тянулся будет размыватся пока не выдет на ровное течение и тогда берега будут продолжать размыватся, но равномерно. Так что эксперимент объяснён не корректно. Я не исключаю что и сам, я, не всё уразумел. Просто у меня имеется прекрасная старинная книжка, которую я иногда перелистываю и называется,, Разработка месторождений гидротехническими способами "

[@Supervisor000]

Господа, так это же двигатель Шаубергера!

[@igfanik]

А если плечи входа в колесо и выхода из него сделать разными?

[@alexandrpetrov1110]

Вращение водяного колеса Маха можно описать и на языке действия сил реакции на поворотные участки трубы, по которой течёт вода, и на языке сохранения момента импульса.

[@Evgeniy__Kuzmin]

Цистерна проедет немного и со временем остановится(или при абсолютном нулевом трении, в том числе о газовую среду, то будет двигаться бесконечно и бесконечно медленно) так как реактивная сила будет действовать до момента поворота трубки. Когда вода коснется поворота силы в сторону скомпенсируются, это силы давления на изгиб трубки и на противоположную стенку от трубки. Если считать по истечению массы, то тоже самое, смещение массы в сторону ничтожно, до изгиба, а далее истечении массы идет перпендикулярно заданному вектору движения, а верх-вниз масса и так скомпенсирована гравитацией.

[@user-yb2ws4ty4j]

Проекция на горизонтальную ось главного вектора внешних сил, действующих на цистерну с водой, равна нулю. Количество движения цистерны, как механической системы, до открытия крана равно нулю. После открытия крана количество движения вытекающей воды будет вектором, проекция на горизонтальную ось которого не будет равна нулю. Поэтому цистерна поедет влево.

[@mic149]

Ничего не понимаю) А если убрать второе колено? Сразу после изгиба плавно направить трубку к центральной оси, вращаться будет быстрее?

[@alakir6477]

Суммарный импульс системы останется равным 0 за счет того, что часть воды, перетекающая из цистерны наружу, будет двигаться в противоположном направлении. Когда вся вода вытечет, цистерна соответственно остановится. Это довольно легко понять, если рассмотреть аналогию: вместо воды и трубки использовать наклонную поверхность и шарик внутри цистерны.

[@user-vk1oh9pq2e]

интересная система, а это справедливо для сплошной жидкости или нет ? А если так спиральку попробовать закрутить ? а если колен побольше сделать (скорее всего напор сработается конечно, вряд ли что то по энергетике выйдет) ?

[@mike-stpr]

Вода, вытекая из трубки, будет давить на её верхнюю часть, приподнимая цистерну, а сл-но отклоняясь от вертикального направления, создавая вектор силы влево и т.о. разгоняя цистерну влево -- трения в системе нет по условию, а с упругостью всё в порядке.. :-) СПАСИБО!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! :-)

[@danidemi9121]

Интересно, как влияет сила трения воды о стенки трубы? Изменилось ли каким либо образом вращение, если вместо воды заливать очень густое масло? В случае воды сила трения о стенки трубки мала, в случае густого масла сила трения будет приличной, причем направления общего момента сил трения совпадает с направлением течения воды. Сможет ли трение увлечь за собой всю конструкцию?

[@Isayenak]

Оляля! Летающая тарелка!

[@RobotN001]

На вакууме Казимира ?)))

[@jenua_2]

Чем-то мне эта установка напоминает гиродин. Включил двигатель, он вращается, а спутник в противоположную сторону. Выключил, и тут же останавливается. Приду домой, посижу подумаю

[@RobotN001]

Гиродин это гироскоп. А тут просто маховик.

[@Cheloveeek]

Если быстренько глянуть долго не думая, то думаю цистерна будет в первые секунды двигаться влево и вверх, так как при должном давлении, учитывая конечно то, что она каким то образом находиться в безвоздушном пространстве и ничего не касается, ( иначе как без трения), цистерна начнет подниматься со стороны струи выходящей вниз и отклоняться от горизонта влево, поднимая правую сторону, тем самым наклонять реактивную струю от вертикали вправо создавая силу, направленную уже не вверх а под неким углом влево, думаю эта сила будет сильнее чем просто вытекающая вода толкающая в колено трубы, ну и если не прекращать поток, то она за вращается вокруг своего центра масс...ну это мысли наспех, а вообще думать нужно по дольше, исправят меня, кто нормально по думал, буду рад конструктивной критике, если без оскорблений всяких троллей диванных :-D

[@user-gb3rw4jc2o]

Интересно, если во время наливания воды остановить колесо рукой - оно больше не будет вращаться. А если после этого прекратить лить воду - колесо раскрутится в обратном направлении?

[@RobotN001]

Да.

[@odinrossi3353]

Вообще, хорошее предложение для эксперимента. По идее, векторы сил были не совсем правильно расставлены: в момент вхождения в окружность вектор реально пройдёт по касательной - эта сила изменила направлении движение воды, заставив её течь по этой окружности; а вот в момент выхода из окружности вектор должен быть параллелен радиусу - ведь действие силы изменило направление движение воды в сторону центра.

[@renovator7319]

Моё предположение, нет в обратном направлении не раскрутится. Для того чтобы раскрутилась в обратном, устройство Маха следует перевернуть на 180 градусов, заправляя воду с противоположной стороны.

[@alexandrtroyan2920]

Вращающиеся детали рукой останавливать нельзя -- можно остаться без руки....

[@renovator7319]

@@user-km8nf7fc4g На отснятом видео 1:27, происходит подобное, воду перестают лить, но колесо не раскручивается в обратном направлении.

[@AzEsm777]

Ничего не понял, но ролик с вращением колеса (в конце) и законом импульса понятен. Интересная турбина маховичного типа получается! Таких в гидроэнергетике вроде бы ещё не было, в массовом промышленном применении.

[@19alexian]

Цистерна поедет только если струя в сторону ( вдоль рельс) а не вниз

[@Olexsy952]

Если цистерна на тележке без трения, то она покатится в сторону противоположную движению воды в трубе и продолжит двигаться по инерции. В конце вода опустится до такого уровня, что поток в трубе перестанет упирается в стенку изгиба трубы, появится нескомпенсированая реактивная струя и цистерна ещё получит импульс и ускорится.

[@timusbelkin]

На изгиб трубы с одной стороны действует атмосферное давление. Чем оно скомпенсировано? Набегающим потоком воды, ведь для того чтобы поменять направления потока воды, нужна сила. Сила тяжести может придать скорости потока вертикальную составляющую, а чтобы убрать горизантальную, нужно взаимодействие с изгтбом.

[@timusbelkin]

Все это работает если цистерна открыта и в ней будет атмосферное давление. А если закрыта, вода вообще не потечет или потечет, если там есть воздух, но некоторон время. Железнодорожных цистер высотой выше 10м. я еще не видел

[@eppursimuove3617]

Андрей, а если трубку в колесе закрутить в другую сторону , колесо тоже станет вращаться в другую сторону или в ту же самую?

[@user-be7ez7bx1n]

Все равно в туже сторону

[@user-em9dn1nb1e]

Цистерна может поехать, но большое влияние окажет масса цистерны (чем больше масса - тем больше инерция) воде придётся долго течь для того чтобы цистерна поехала. Толкать цистерну будет центробежная сила, образующаяся в изгибе трубы и действовать она будет всё время, пока течёт вода.

[@constantin6705]

Эффект тот же, что и на скамье Жуковского. Или спалзающей гайки по резьбе с большим шагом, под действием гравитации

[@johncomp5384]

такое чувство, что вода на выходе закручена. ни понятно, но очень интересно

[@user-zi4zm4yp7c]

Спс

[@disconnect7]

Предположим что колесо маха "висит в воздухе" - на него не действуют внешние моменты сил, и оно не ускоряется куда либо линейно. Тогда при протекании воды по трубке (если бы не было завитка вокруг трубки) вращения не происходило бы, вода просто протекала бы вниз. При наличии завитка, вода под действием силы тяжести пробегает по нему, и та часть воды, что бежит в завитке обладает некоторым моментом импульса, и в силу сохранения момента импульса оставшаяся часть системы должна вращаться с таким же моментом по модулю, но противоположным по направлению. Было бы интересно посмотреть на этот эксперимент, с разными маховиками, на который намотана трубка. Если моё объяснение верно, то угловая скорость вращения будет зависеть как 1/x, где x - Момент инерции колеса + маховика.

[@disconnect7]

С силами как-то сложно получается, момент силы инерции, который действует на колесо при входе трубки на радиус (вроде как) должна быть скомпенсирована таким же (-1)*моментом, при уходе с радиуса.

[@disconnect7]

С цистерной всё вообще просто, по 3 закону ньютона трубка действует на воду с такой же силой как и вода на внешний край трубки, горизонтальная проэкция суммы сил будет нулём. Вертикальная тоже ноль, но цистерну толкает вверх, воду вниз.

[@Didar.Kussain]

👍

[@user-pf6sr8vn8f]

Ситуация с цистерной. Сначала цистерна получает импульс от вытекающей из цистерны в трубу воды, этот импульс стремится двигать цистерну влево. Далее, возникает сила реакции на "колене трубы", где мы имеем тот же импульс но направленный в противоположенную сторону и с коэффициентом cos45. В результате мы имеем направленный влево m (воды)× V (течения) ×(1-cos45) Короче, цистерна поедет не как предположил Андрей, а в противоположную сторону, еще и с небольшим уменьшением веса на ось со стороны выхода трубы (на тот же m×V×cos45).

[@user-pf6sr8vn8f]

Погорячился я с размерами векторов. Цистерна никуда не поедет. Сила действующая на жидкость в повороте трубы, в проекции на ось x будет равна по значению и противоположна по направлению реактмвной силе стремящейся двигать цистерну при выходе воды в трубу. Короче не простое это дело, объяснять на пальцах))

[@alexanderostrovski7074]

Ну, первым на ум приходит объяснение на основе сохранения момента количества движения: вода закручивается в одну сторону, а колесо, соотвтественно в другую, чтобы момент количества движения продолжал оставаться нулевым, как до начала налива воды. А сточки зрения сил, точнее моментов сил, момент импульса силы силы в одну сторону начинается раньше, чем заканчивается противоположный, он и раскручивает колесо, а противоположный тормозит при прекарщении потока воды.

[@user-ho2wq6dj7n]

Похоже у Спартака Полякова подобная спираль из меди была зациклена с ртутью внутри. И подскакивала при принудительном вращении на расчалках. Знаком с очевидцами. Они тогда ещё маленькие были. Им говорили : "Спартак Михайлович шутит".

[@furyalexzzz]

Здорово. Спасибо! А если колесо остановить пока вода течет, то оно закрутится когда поток кончится?

[@NurchOK]

Было бы интересно повторить эксперимент, но остановить колесо пока льется вода. Потом колесо отпустить и после этого перестать лить воду. Если теория верна, то оно должно закружиться в обратном направлении как только поток воды остановится.

[@dcheshkov]

правильно ли я понял, что если перед тем как начать лить воду колесо удерживать рукой, а отпустить его в процессе литья воды, то колесо будет стоять на месте и раскрутиться только в момент, когда вода закончится?

[@alexandr7537]

Похоже что так, но дядька мог и продемонстрировать это для наглядности, но они как-то очень все дозированно делают.

[@Alex27369]

Видимо, что нет, потому что с точки зрения закона сохранения момента импульса на движение воды в одну сторону, система должна прийти в движение в противоположную. Тут конечно объяснение с позиции действия сил на изгибы трубок немного некорректны

[@Alex27369]

@@grigorypokidov893 не согласен с Вами

[@Alex27369]

@@grigorypokidov893 причем тут, когда вода остановится? Пока вода течёт, колесо крутится, даже если его остановить рукой, после того, как руку убрал, опять будет крутиться, пока не прекратишь лить воду. Тут с точки зрения закона сохранения момента импульса колесо при движущейся воде обязано крутиться, так как снизу и сверху по трубке момент не привносится, крутящая вода создаёт момент, а система крутится в противоположную сторону, так как создается противоположный момент, чтобы их сумма равнялась нулю. И при чем тут остановка рукой? Остановишь рукой, момент силы твоей руки будет уравновешивать момент движущейся воды. Убрал руку, опять возник момент импульса в системе, противоположный моменту импульса движущейся воды, всë просто, а с позиции сил эту систему рассматривать не стоит.

[@user-mx8wl6bz2y]

Цистерна с вытекающей водой никуда не сдвинется.так как сила вытекания воды из трубки уравновешивается этой самой водой в повороте трубы.чисто гипотетически,даже если вода будет вытекать со сверхзвуковой скоростью шанс что тележка перевернется куда больше, чем хоть какой-то сдвиг в горизонтальной плоскости.

[@ndpsgu]

Стоп. Импульс же уравновешен (я не про цистерну, а про сабж). Что-то подозрительно :) Про цистерну сложно сказать. То, что "кран" должен быть не там, где показано, а в массиве воды, это, вроде, без вариантов. Иначе импульс будет не в сторону, а вниз. Но и это не очевидно. Я бы утверждал, что система останется в неподвижности, поскольку выброс воды направлен строго вниз. Но если сабж верен, то я в замешательстве :)

[@user-bb1kr9vb2k]

Мне тоже на колено давит - это к к изменению погоды бывает- вольтарен

[@renovator7319]

Может быть вода, совсем не течёт по трубке, в горизонтальном направлении. А, действие происходит наоборот, трубка движется в сторону воды, только благодаря тому, что вода падает вниз. Если, воду подкрасить, интересно, данный эффект будет наблюдаем?

[@nekrosof_kac]

Разогнаная вода упирается во внешнюю сторону каждого изгиба и меняет направление. При этом возникает сила действующая в направлении против движения повернувшей струи. А так как скорость потока падает, то сила на последних изгибах не может компенсировать силу на первых.

[@Cheloveeek]

Если силы уравновешены в двух коленах, как она крутится? помогает сила инерции? Я правильно понял? Просто об инерции одно слово сказали, уж очень кратко(((( А это очень важная мелочь...

[@andrekosche9696]

Считаю, что вопрос с цистерной не корректен. В Вашем опыте исключены силы трения и ёмкость с водой вне системы.

[@nurlandzhaimakhanov5512]

А можно вопрос? А если бы начиная от первого колена, трубка шла бы вниз по спирали к центру и как второе колено в 90 градусов отсутствовала, то тормозящая сила понизится существенно? И тогда пока вода будет поступать с верху на первом колене, будет постоянно создавать толкатильную силу ?

[@chechnyafree1]

парадокс, человек знающий - мило улыбается, а не знающий - с умным видом пытается хоть что-то понять, это я про себя)) а вот если бы мой учитель физики, хоть не много был похож на этого милого дядьку, то возможно я знал бы ответ!) извините профессор, я неуч!

[@vuqarrehimov510]

Вопрос к автору : что будет , если в трубку наливать водно-масленую смесь с непостоянной плотностью ? Ведь в этом случае в точках изгиба в начале и конце круга могут образовываться неравные противоположные силы .

[@user-ov5zl9dl2e]

А если использовать не житкость? Если зациклить процес? Хотел бы я поэксперементировть но нет не времени не возможности!((

[@redcatred3932]

Если исходить из единства законов природы, то черные дыры крутятся. Вот только поглощаемая масса крутится по диску вокруг черной дыры, а выбросы света идут перпендикулярно этому диску, - квазары. Очень печально будет для тех объектов, на кого лучи квазара окажутся направленными.

[@Dimon__1976]

Мне думается вращение начинается в момент первого прохождения через колено. Вращение начинается с ускорением, в момент прохождения через второе колено силы уравновешиваются и система вращается просто по инерции. Если достаточно долго лить воду, то система должна остановиться от трения и прочих внешних факторов.

[@user-iy3ys1um1e]

В видео это и было сказано.

[@Dimon__1976]

@@user-iy3ys1um1e Ну дык, я же на паузу ставил видео.

[@mive6952]

3 закон Ньютона, вода протекая как бы отталкивается от стенок трубки, часть потока не касаясь стенок летит к стенке и касаясь её притягивает как резинка воду позади, толкая трубку в другую сторону, поскольку трубка проложена по окружности, последняя раскручивается противоположно течению.

[@sashkam1261]

А если подвесить трубку в виде цилиндрической спирали (ось навивки спирали расположена вертикально). Спираль тоже будет вращаться?

[@user-xd3fh3qo1r]

Скорей всего на колесо действуют гравитационные силы вращения воды.

[@kosmishka]

реактивная сила

[@altair78reg]

Система вращается, пока льют воду... Напоминает СТК для подсчёта КТУ, ну или утренний борд по JTM.

[@rx3dej]

Не понял, почему пока льём воду колесо будет вращаться...По первому варианту.

[@rx3dej]

@@vadoovadimeich6555 И всё-таки оно остановится! Не претендую на лавры Галилея... :)

[@Dimonshirson]

Вижу только появление и поглощение крутящего момента: фронт потока поворачивая на первом радиальном изгибе создаёт момент, а конец потока на последнем радиальном изгибе его поглощает.

[@ivanovanonym1810]

А сила трения по всей длине трубки?

[@Vitalii_Yakonyuk87]

Здесь есть время течения воды по трубке: пока фронт воды течет по кругу ко второму колену, колесо набирает обороты (за счет первого колена), соответственно, нужно такое же время действия воды на второе колено, чтобы остановить колесо (поглотить весь импульс). Но когда вода течет по обеих коленах, сила на втором второе колене противодейсвует силе на первом колене только в данный момент, начальный импульс никуда не делся. Как только вода перестает литься и проходит первое колено, она уже весь этот круг давит только на второе колено, соответственно компенсируя начальный импульс, набранный за счет только первого колена.

[@alexandr7537]

Так ведь если долго жить, то и первый импульс должен закончится

[@Vitalii_Yakonyuk87]

@@alexandr7537 Как сказал Андрей, он может быть поглощен сопротивлением воздуха и натяжением закрученной нити. Плюс вязкое трение воды о трубку.

[@Dimonshirson]

@@alexandr7537 там действует момент силы, раскручивающий установку. А на конце потока момент силы тормозит вращение. При непрерывном потоке они взаимно компенсируются.

[@user-yu8bo5ym3w]

а если со стороны масс посмотреть? Которая двигается в разные стороны, но стремиться течь к центру гравитации?

[@michaelpovolotskyi3295]

Если честно, я объяснение с сохранением момента импульса не вполне понял. Правильно ли я понял, что: вливающаяся вода не обладает моментом, выливающаяся вода тоже не обладает. Стало быть момент трубки плюс момент жидкости в трубке должен быть равен нулю. И если вода очевидно приобрела момент, то и трубка должна тоже? Моя трудность в том, что здесь закон сохранения применен к системе переменного состава.

[@RobotN001]

Действительно. Нужна кларификация.

[@michaelpovolotskyi3295]

@@RobotN001 Я не могу сказать, что мне на языке сил все понятно. Просто я глубоко в это не вдумывался.

[@michaelpovolotskyi3295]

@@schetnikov Не вполне понятен Ваш подход с поверхностью. Трубка - это единое твердое тело. Она вся вращается с угловой скоростью. Вы предлагаете рассматривать отдельно центральную часть и наружные части. Какую именно теорему об изменении углового момента внутри объема Вы используете? Можете сослаться на учебник? Обычно говорят о замкнутых системах, а не о системах в фиксированном объеме. Для себя я вижу это так. Есть покоящаяся вода в верхнем сосуде в начальный момент. Внешние силы не создают крутящего момента (считаем, что трения нет). Значит суммарный момент замкнутой системы вода + вся трубка всегда равен нулю. В конечный момент вся вода в нижнем сосуде, и она тоже покоится. Вращение трубки - это и есть переходный процесс, в котором угловые моменты жидкости и трубки направлены в противоположные стороны, но равны по величине.

[@michaelpovolotskyi3295]

@@schetnikov ну и хорошо. мне почему-то показалось, что Вы рассматривали систему переменного состава.

[@user-rm4zi5jl3e]

проведу опыт,посмотрю,а уж затем сообщу вам,что же там с цистерной-то?

[@vladimiriashvili7471]

Стоп, минуточку… Почему цистерна должна двинутся в сторону трубки? Обычная душевая головка со шлангом, являясь точной копией предложенной цистерны, пытается двинуться в противоположную струям воды сторону. Если открыть кран побольше, то она будет метаться и всю ванную обольёт). Здесь нужно считать- сила тяжести создаёт давление столба воды. При этом на торцевых стенках давление будет разным из-за разницы площадей (стенка минус площадь сечения трубы с вытекающей водой). Если бы трубка была прямой- налицо классический ракетный двигатель. Трубка загнута вниз- появится опрокидывающий момент вверх относительно оси передних колёс. Но что больше- разница давлений на стенках цистерны или давление воды на внешнюю поверхность загнутой трубки? Если первое- цистерна поедет влево, если второе- вправо. Если равны- будет стоять. Как ответить на этот вопрос без расчета, на глазок?

[@user-vu8pl8zl7h]

если рассматривать эту систему как реактивную, то струя когда отделяется от вагона направлена вниз, значит реактивная сила будет только вверх? вообще я подумал и засомневался, а где тут реактивное движение? Разве что за счет давления в кране. Если я встану на весы, возьму штангу в руки а потом просто ее отпущу вниз, приобрету ли я реактивную силу?...)

[@vladimiriashvili7471]

@@schetnikov спасибо!

[@user-xw6ht2tf4d]

Объем восьмиосной цистерны ( тару не берем в расчет) 120м3 таким образом вес воды составит 120 000 кг. Чтобы цистерна приобрел скорость 1м/с нужен импульс в 120000 кг*м/с. Если из крана вытекает вода массой 20 кг то что бы достигнуть импульса в 120000 кг*м/с и заставить цистерну двигаться со скоростью 1м/с скорость вытекающей воды должна составлять 6000 м/с. Возможно я ошибаюсь поправьте пожалуйста..

[@user-fz4vf7rn4l]

Вода вытекая из трубки в любом случае имеет ненулевую горизонтальную составляющую импульса, которая при этом направлена вправо (поскольку трубка находится вне цистерны и, чтобы вода вытекла, ей нужно пройти ненулевое расстояние вправо). Если предположить, что цистерна останется на месте, то тогда ее импульс будет равен нулю, но при этом импульс вытекающей воды ненулевой! - противоречие (поскольку в начальный момент система имела нулевой горизонтальный импульс), поэтому цистерна должна двигаться, и она движется назад! Когда уже вытекание воды из трубки установилось (вода полностью заполнила трубку), то центробежная сила и сила давления, которое оказывает вода на маленький участок противоположной стены цистерны равны (это я проверил расчетом на нетолстой трубке с учетом завихрений, о которых на этом канале говорилось в ролике "Насадок Борда"). Но я утверждаю, что цистерна разгоняется в самом начале, когда вода еще не дотекла до конца трубки. В это время центробежная сила меньше силы давления и их результирующая толкает тележку назад. Потом, когда вода полностью занимает трубку, цистерна будет двигаться прямолинейно и равномерно назад, с той скоростью, которая будет соответствовать закону сохранения импульса.

[@user-ud3lh1bu6m]

Насчет "переходных процессов": держать колесо от вращения, пока вода не потечет снизу...