ГЛАВА III
РАБОТА, МОЩНОСТЬ, ЭНЕРГИЯ

Коэффициент полезного действия

  «Какой бы механизм мы не взяли, полезная работа, совершенная с его помощью, всегда составляет лишь часть полной работы. Следовательно, обозначив полезную работу буквой Ап, а полную – буквой А, можно записать

  Отношение полезной работы к полной работе называют коэффициентом полезного действия механизма:

  Пример. На коротком плече рычага подвешен груз массой 100 кг. Для его подъема к длинному плечу приложили силу 250 H. Груз подняли на высоту h1=0,08м, при этом точка приложения движущей силы опустилась на высоту h2 = 0,4 м.
Найти η (кпд) рычага.

Коэффициент полезного действия

  Приведенная выдержка из учебника физики – образец старого мышления. Попробуем решить ту же задачу с новых позиций. Масса – это «абсолютная пустота» с объемными размерами в условия задачи входить не может. Силу веса имеем Р ≈ 1000 Н – это направленный гравитационный поток через данный объем тела, который выгибает скакалки решетки к Земле, которые от него и отталкиваются в сторону его движения.

  Отмечаем, что h2 = 0,4 м > h1 = 0,08 м., а время движения концов рычага t равное. Отсюда скорость движения концов рычага разная и сила энергетической массы так же будет разной.

  Мы уже знаем, что силы F и Р при движении рычага имеют по две составляющих. Отсюда

  Для получения окончательного результата, нам необходимо определить

  Рассмотрим поподробнее силу движения в разных условиях:

  1. Брусок кубической формы находится во временной абсолютной пустоте и стоит на месте (масса покоя и приобретенная еще не распадаются). В этом случае нет никаких сил сопротивления и вообще каких-либо внешних сил. Мы мысленно хотим заставить кубик двигаться. Что для этого нужно? Необходимо ввести струю направленного гравитационного потока-силы, например, по горизонтали в нашем представлении.

  Струя потока прошла через кристаллическую решетку кубика, выгнула ее скакалки в своем направлении и они при вращении, когда двигаются навстречу потоку струи, отталкиваются от нее, двигая решетку кубика в том же направлении. Через какой-то промежуток времени, скорости струи и кубика сравняются, у скакалок решетки исчезнут выгибы, и кубик начнет притормаживаться. Снова выгнутся скакалки и кубик начнет приближаться к скорости струи. Как видим, кубик будет двигаться со скоростью струи с небольшими колебательными движениями и, соответственно, с некоторыми колебаниями собственной скорости.

  Фиксируем главный факт: в данном примере нет силы сопротивления (силы равновесия). Есть только сила движения, т.е. струя. Без нее никакого движения тел не будет. Массы покоя и приобретенная кубика являются «абсолютной пустотой» с физическим объемом. В этой струе кубик, танк, морской корабль и пушинка будут двигаться с одинаковой скоростью потока, как дробинка и пушинка в стеклянном вакуумном насосе в школьных опытах. Если струю направить вертикально вниз, то это будет привычное свободное падение тел в вакууме.

  2. Имеем ракету на вертикальном старте, у которой есть уже уравновешенные силы и ей необходимо начать движение. Понятно, что, как в пункте 1, двигатель ракеты должен создать свою дополнительную струю потока в направлении движения ракеты со скоростью, как минимум запланированного равномерного движения, например, в нашем случае. Ситуация максимально приближена к кубику в абсолютной пустоте. В обоих случаях для движения нужны струи гравитации (силы), а размеры тела роли не играют: достаточно одной клетки решетки, но с выгнутыми вращающимися скакалками для отталкивания от потока. В реально стартующей ракете есть свой реальный ракетный двигатель с определенной тягой, которая определяется массой выбрасываемых газов и их скоростью. Скорость газов – это то, что мы можем реально измерить, но мы даже не подозреваем, что измеряем скорость гравитационной струи, которая тянет газы, как в примере с кубиком.

  В камере сгорания ракетного двигателя гравитационные струи действуют, в основном, в двух направлениях вдоль продольной оси ракеты с равными скоростями.

  Таким образом, скорость газовой струи есть скорость гравитационных струй по всем направлениям. Плотность гравитационной струи в данном случае и везде характеризуется температурой в области измерения. Для плотности гравитационных потоков необходимо создать шкалу, связанную со шкалой температур (плотностью носителей тепла). За плотность, равную нулю, необходимо принять абсолютную пустоту с температурой ноль градусов Кельвина.

  Как пользоваться новыми представлениями в реальной жизни с имеющимися в наличии всевозможными приборами измерений различных параметров?

  Рассмотрим упрощенный пример с ракетой.

Пусть ракета движется равномерно и горизонтально над поверхностью Земли в атмосфере. Скорость, для удобства подсчета в уме, примем равной 3600 км/час. Скорость за 1 секунду будет равна v = 1 км/с. Максимально возможная скорость гравитационной струи из ракетного двигателя в нашем случае и вообще, равна 4 км/с. Тяга ракетного двигателя должна подсчитываться следующим образом:

1. Для движения ракеты со скоростью v = 1 км/с, т.е. для создания гравитационной струи, которая и обеспечит её, необходимо от скорости струи 4 км/с отнять скорость движения 1 км/с.
2. Подсчитав силу сопротивления, которую уравняет сила тяги равновесия, необходимо определить массу выбрасываемых газов и размеры среза сопла, исходя не из скорости 4 км/с, а из скорости 3 км/с.
3. Полная сила тяги ракетного двигателя сложится из двух сил, как обычно:

  Как видим, четвертая часть (25%) тяги двигателя ничего не преодолевает, а только создает гравитационную струю с заданной скоростью движения, в которой ракета находится как бы в искусственном свободном падении. (Кубик в гравитационной струе в абсолютной пустоте).

  Из примера видно, что, по имеющимся у нас приборам, легко выйти на новые гравитационные представления.

  В нашем незаконченном примере с определением к.п.д. рычага, силы движения, из-за их малости, можно принять равными нулю и к.п.д. также будет равен 80%. С учетом силы движения, к.п.д. будут различаться и, как в примере с ракетой, довольно значительно.

  Это сравнение скоростей движения ракеты и рычага показало, что их всегда необходимо иметь в виду. Сила тяги движения есть полезная составляющая работы. При движении автомобиля, сила тяги движения, так же, как и в других случаях, создает искусственную гравитационную струю, имеющую скорость автомобиля.

  В рассмотренных случаях, наши объекты двигались или вдоль, или поперек гравитационного потока Земли. В общем случае движения по любому направлению, необходимо учитывать положение искусственных гравитационных струй к направлению гравитационного потока Земли, Солнца, Галактик. На первый взгляд может показаться, что это надуманная ситуация. Давайте теперь вернемся к силе инерции в разделе "Энергия. Работа. Сила. Магнитное поле". В этом пункте было указано, что силу инерции создает антиэнергетическая масса за счет стягивания иголок выгнутых скакалок и здесь всё правильно – это первая составляющая этой силы, а второй её составляющей является гравитационный поток в направлении движения силы тяги движения с бывшей скоростью тела.

  Сумма этих гравитационных потоков-сил и является полной силой инерции.

  Если вернуться к кубику, движущемуся совместно с гравитационной струёй в абсолютной пустоте и мысленно его остановить, то гравитационная струя станет силой инерции, которая будет пытаться двигать его далее по ходу своего движения. В этом мысленном опыте из-за отсутствия энергетической массы, так как кубик двигался с одинаковой скоростью со струей, силу инерции будет представлять только одна, вторая составляющая – сила движения. После прохода струи, выгнутые скакалки кубика за счет стягивания иголок могли бы потянуть кубик назад, если бы был еще поток.

  При движении автобуса с людьми в разделе "Энергия. Работа. Сила. Магнитное поле", помимо искусственной струи, есть гравитационный поток, и по этой причине при резком торможении людей и тела сначала бросает вперед, а затем назад и так происходит несколько скачков, прежде чем исчезнет окончательно антиэнергетическая масса – первая составляющая силы инерции.