Меморандум о естествознании

Рычаги

Стародавняя механика была основана на принципах рычажных действий. Из рычажных устройств сложены все механизмы. Клин — единственно доступный инструмент механической обработки почвы и ремесленных изделий; меч и молот тоже его разновидности.

Начальные положения механики сформулировал Архимед из Сиракуз (287 – 212 до н. э.) в трактате "О равновесии плоских фигур, или о центрах тяжести плоских фигур". В одном из тринадцати известных его трактатов, "Эфод", обоснованы различия между физическими и математическими методами доказательств. Им открыт закон равновесных состояний жидкостей и газов, изобретен винт для подъема воды. Рычаги, по его словам, способны перевернуть Землю, проявив потенциалы мощности природной среды, если создать для них текущие опоры.

Правоту его слов подтверждают современные термоядерные взрывы.

В естествознании представления о всеобщности рычажных взаимодействий и множественности моментальных центров опор — основа познаний структуры природной среды. Во всех процессах наблюдаются проявления направленности мощности двигательных и тепловых моментов.

О свойстве рычажных опор

Рычажные опоры проявляют парадоксальное свойство, которое часто упускают из виду: отношения мощности для них практически не играют роли. Поскольку в них скрыты другие рычаги с плечами радиуса поворота: они-то и сводят на нет сопротивления в опорах.

Рассмотрим рычаг с плечами коротким r, длинным ε×r и точкой опоры радиуса ro. Мощность момента длинного плеча Q×ε×r, где Q — мощность приложенных к плечу относительно неуравновешенных моментов. Трение в опоре по закону Амонтона k×Q×(1+ε); мощность сопротивления k×Q×(1+εro. При повороте на угол Δα работа А=Q×ε×r×Δα. Работа сопротивления по модулю Атр=k×Q×(1+εro×Δα. Полезной будет работа ААтр. Механический к. п. д. рычага по отношению полезной и совершенной работ: ηр=(ААтр)/А=1−Атр/А=1−k×r×(1+ε)/ε×ro. Здесь числитель лишь немного больше единицы, знаменатель на порядки меньше единицы.

Так, при ε=4, r/ro=0,05 и k=0,25 (довольно плохая смазка) ηр=98,4%. Эффективность передачи механических действий почти сто процентов!

Свойство рычажных опор сыграло выдающуюся роль в развитии техники, позволив устранить сопротивления в важнейших изобретениях: колесе, гребном весле и рычажных весах. Парадоксальный эффект во всех непохожих друг на друга устройствах достигался одним способом: проявления взаимодействий сводили к опоре на ось малого радиуса, будь то обод колеса, валек весла или коромысло весов (Аскольд Силин: Трение и мы)

Про процессы опорно-рычажных взаимодействий

Процесс рычажных взаимодействий происходит и при работе теплового насоса. Локализованной опорой в нем служит сопло Cs, в котором частицы mi рабочей среды области высокого давления обретают импульсы и в среде разряженной смещают тепловые эквиваленты. При повороте вентиля процесс охлаждения и нагревания станет обратным: ∆Qjmj×t°×(yj–∆j). Теплоту нагреватель, бывший холодильник, передает бывшему нагревателю, который стал холодильником: ∆Qimi×t°×(xi+∆i). Мощность насоса [(xi–∆i)×mi/mj–(yj+∆j)]/(yj+∆j) при этом преобразуется в [(yj–∆jmj/mi–(xi+∆i)]/(xi+∆i). Отношение разности температур к температуре холодильника выражает множитель Карно.

Так, при замораживании воды, если ее температура уже опустилась до точки замерзания (0°С или 273К), а температура воздуха там, где стоит холодильник, 20°С или 293К, разность температур 20К. Работа насоса составляет 20/273≈0,073 от количества теплоты, отбираемой у воды.

73 Дж работы насоса"сбрасывают" в комнату 1073 Дж теплоты. Эффективность преобразования механических действий в теплоту ηt=1470%!

Посмотрим на двор за окном или озеро. Их среду можно охлаждать или отбирать из нее теплоту с парадоксом теплового насоса — холодильника, в работе которого нас интересует, что излучает змеевик, а не что именно охлаждается: быть может, холодный воздух за стенами дома. Сжигание органических веществ — варварский способ. Ведь при малой двигательной работе возможно удалять из жилищ или собирать большое количество подержанной теплоты, окружающей нас со всех сторон (Питер Эткинс: Порядок и беспорядок в природе)


Процесс выделения большого количества теплоты при относительно малой двигательной работе использовали с древнейших времен при добыче огня. Но выявил его Бенджамин Томпсон, граф Румфорд. Озарение появилось из практики. Сверление (по-старинному, верчение) стволов — один из самых трудоемких и ответственных этапов изготовления пушек. Томпсон заметил: интенсивное выделение теплоты — естественное следствие опорно-вращательного процесса. Для проверки своей гипотезы пытливый исследователь использовал тупое сверло.

"Трудно описать удивление и изумление, выраженное зрителями, при виде того, как большое количество воды нагрелось и было доведено до кипения без всякого огня. Поскольку установку легко приводила во вращение одна лошадь, мы можем подсчитать, какое большое количество теплоты может быть произведено исключительно с помощью надлежащих механических устройств без огня, без света, без горения и химического разложения. Размышляя по этому поводу, мы не должны забывать замечательного обстоятельства: источник теплоты, производимой таким способом, очевидно, неистощим!"


 


Казалось, весь опыт человечества неопровержимо доказывал легкость получения, передачи и преобразования вращательных действий на локализованных центрах рычажных опор. Но подобных примеров мы не находим в природе, где чуть не единственный рычажный узел — сустав, близкий по функциям к шарниру, В чем же дело?

Суть сопротивлений оставалась непонятой. Мысль, что последовательное соединение рычажных элементов в арифметической прогрессии увеличивает сопротивления среды в геометрической прогрессии, не приходила в голову. Эффективность процессов уравновешиваний и перемещений, подобно мышечным напряжениям людей, проявляют в структуре природной среды удивительные по своим возможностям элементы электромагнитных опорно-рычажных смещений (Аскольд Силин: Трение и мы)   

Об опорно-рычажных законах динамики и статики

Процессы опорных взаимодействий происходят в телесной упругости природной среды. Проявления мощности мышц и рычажных действий, которые человек находил в своем теле и у животных, напряжения, чтобы растянуть тетиву лука, метнуть копье, пробежать милю, тоже относятся к этой категории.

Проявления упругости и тяжести подобны. При растяжении пружины мы держим ее за одну сторону и находим, какой из грузов подвесить на другую для равновесия при нужной длине. Пружина телесно напряжена во все стороны и уравновешивает проявляемую мощность действия груза. Принципом моментального равенства взаимодействий в статике, гидростатике и аэростатике характеризуют такие состояния.

Если они нарушаются, проявляется относительная неуравновешенность опорных взаимодействий. Поднятый груз падает, когда рука устает держать его. Стрела летит из тетивы лука. Без груза пружина возвращается обратно. Проявления потенциалов мощности в относительно неуравновешенных опорных взаимодействиях создают динамику и направленность двигательных и тепловых процессов.

Из причинных свойств природной среды и объективных фактов о явлениях и и должны исходить все попытки открыть законы динамики и статики опорно-рычажного рода (Макс Борн: Эйнштейновская теория относительности)