Машина В.В. Комарденкова.

Убедимся, что «центр масс» двухкомпонентной системы можно сдвинуть «внутренней силой».

Известно, что бензин и водяной лед примерно равны по плотности. Пусть глыба льда в виде торпеды плавает в железнодорожной цистерне с бензином в условиях зимнего Заполярья, что не дает льду растаять. Ясно, что «центр тяжести» имеющихся масс находится в плоскости симметрии цилиндрического бака. Сдвинем этот центр, не прикладывая «внешних сил» к емкости на колесах.

Представим, что в полупогруженную торпеду вдоль ее оси симметрии вморожен трос, противоположные концы которого заделаны на барабанах лебедок, прикрепленных внутри цистерны к торцевым стенкам. Поэтому ледяную глыбу можно транспортировать в незамерзающей жидкости лебедками от одного края бака к другому. Но пусть при этом одна лебедка тянет ее в свою сторону с постоянной скоростью, а другая ровно наматывает трос на конический барабан, то есть увлекает торпеду с некоторым ускорением, когда трос свободно сматывается с цилиндрического барабана первой (выключенной) лебедки.

Ясно, что при работе цилиндрической лебедки тянущий трос нагружен усилием, обусловленным гидравлическим сопротивлением жидкости и скоростью ледяной массы. Напротив, при работе лебедки с коническим барабаном увлекаемая масса сопротивляется сообщаемому ускорению своей инертностью и к возрастающему натяжению троса от гидравлического сопротивления прибавляется постоянная нагрузка, передающаяся через лебедку на стенку бака. При этом цистерна ускоренно смещается навстречу торпеде. А это значит, что «центр масс» системы, зафиксированный посередине емкости, сдвигается относительно рельсового пути с ускорением, величина которого поддается расчету.

Представленный опыт не является опровержением классической теоремы о движении центра масс. Но он указывает на исключение из нее и тем самым обнажает отнюдь не всеобщий характер данной теоремы, ограниченность которой демонстрируют и другие опыты.

Офисный эксперимент.

Известен пример с фигуристкой, подтягивающей к телу руки во время вращения на острие конька. В лабораторных условиях этот механический пример из жизни воспроизводит так называемая скамья Жуковского, демонстрирующая сохранение момента количества движения за счет изменения угловой скорости. При этом фаза подтягивания фигуристкой рук к оси вращения является периодом, не рассматриваемым в контексте самого процесса. Однако смещение масс внутри системы может вызвать движение ее «центра инерции», что наблюдаемо в следующем эксперименте.

Представим, что офисное кресло с седоком, держащим возле плеч гантели, его коллеги приводят во вращение, но в какой-то момент прекращают раскручивание и разбегаются в стороны. Пусть после этого наш подопытный выбрасывает руки с грузами прямо перед собой. В результате кресло начнет крутиться не только вокруг своей оси, но и катится по полу, обегая на роликах «центр инерции», который сместившись, пришел движение по прямой в сторону кого либо из помощников безо всякого толчка извне. Понятно, что человек в кресле должен иметь крепкие руки и хороший вестибулярный аппарат, чтобы опыт не привел к нежелательным последствиям. Ведь достаточно того, что он наносит ущерб теореме о движении «центра масс», демонстрируя еще одно исключение из установленных ею правил.

Инерциоид В.Н. Толчина.

Механизм, известный как инерциоид Толчина, перемещается как бы отталкиваясь от какой-то опоры. При этом его поведение перестает быть загадочным, если вглядеться в движение оппозитно вращающихся грузов, представленное рисунками из публикации [1]. Хорошо видно, что оно не является равномерным: при движении вперед и навстречу балансиры набирают ускорение и похоже увлекаются нарастающими силами инерции почти в одну сторону, затем их вращение на какое-то время становится равномерным, а потом угловая скорость и вовсе замедляется. То есть, фазы ускорения и замедления разделены периодами, когда центробежные силы не меняются. А вообще-то «силы инерции» тут ни при чем.

Камень на конце веревки, раскручиваемой над головой, растягивает ее так называемой центробежной силой, которой не было бы, не имей он массы. При этом считают, что равномерно вращающийся груз имеет ускорение за счет изменений вектора тангенциальной скорости по направлению. Фактически же центробежного ускорения нет, как нет его и в случае облета спутником земного сфероида, принимаемого за материальную точку. Ведь спутник фактически невесом и никто не станет утверждать, что его невесомость обеспечена равновесием силы тяготения и центробежной силы инерции. Поэтому по окружности спутник перемещается в отсутствии сил, но не тяготения, со времен Ньютон моделируемого силой. А чтобы избавить гравитацию от воображаемой силы, надо признать орбитальный полет спутника инерционным, не ограничивая понятие инерциальности одним движением – прямолинейным и равномерным. После этого со знанием, не обремененным понятием силы, взглянем на инерциоид Толчина.

В фазе первого сближения угловая скорость балансиров нарастает и можно говорить об их угловом ускорении. При этом инертные массы увлекают за собой колесную тележку, что можно считать эффектом, случайно открытым изобретателем и воплощенным в конструкции инерциоида. В следующей фазе грузы перемещаются равномерно в стороны и против хода устройства, а их «центробежные силы» постоянны.

Как видно, «силы инерции», будь они реальны, отличаются постоянством или закономерно то нарастают, то падают. А это отражается на кинематике механизма, иронично именуемого кабриолетом Мюнхаузена по имени известного литературного героя. То есть, эффект Толчина реален, хотя многие эксперты предпочитают не верить своим глазам, доверяясь математическому формализму. И поэтому я предлагаю специалистам применить законы механики к колесу, сконструированному и построенному мною без оглашения результатов его испытания в лабораторных условиях.

Эксцентричный преобразователь.

Без большой натяжки можно сказать, что велосипед является механизмом, преобразующим вращательное движение в поступательное. Однако он не может двигаться без опоры. Но если его заднее колесо с цепным приводом от педалей модифицировать по предлагаемой схеме, то кто станет утверждать, что сконструированный самокат не способен перемещаться в невесомости на борту, например, орбитальной космической станции?

Колесные ободы без спиц приварим к раме велосипеда соосно друг другу так, чтобы между ними оставался зазор в несколько сантиметров. А в этом зазоре на неподвижной оси с подшипниками, также закрепленными на раме, разместим диск-сепаратор с радиальными прорезями, в которых смонтированы подвижные грузы, напоминающие гантель с блинами на ручке.

При раскручивании сепаратора каким либо приводом выступающие концы оси каждого груза, опираясь на ободы, скользят и катятся по их внутренней поверхности. И если ось вращения диска смещена относительно общей оси разнесенных ободов, то оси гантелей будут давить на них неравномерно, поскольку так называемая сила инерции зависит от массы груза и его тангенциальной скорости, определяемой угловой скоростью сепаратора и расстоянием от оси гантели до центра вращения.

Наглядное преставление о предлагаемой конструкции дает ее фотография, где рама эксцентричного колеса висит на опорах с подшипниками и размещена на направляющих в неподвижном ящике. При подключении электропривода ожидается перемещение рамы с колесом влево.

Но куда станет перемещаться одноколесный самокат и будет ли он вообще двигаться в невесомости предоставляю решать аналитикам, как признающим, так и отвергающим эффект Толчина. Но предупреждаю, что готовлю фильм с комментариями к наблюдаемому явлению.

1. Шипов Г.И. 4D гироскоп в механике Декарта // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.13938, 26.10.2006