Момент на инерция тороид
1. Информация за вихъра - един от начините за самоорганизация на материята.
Презумпцията за тороидална вихър се основава на теоремата на Хелмхолц на вихри в идеална течност. Съгласно тази теорема, вихър кабел трябва да бъде затворен или над, или края на границите на течността. Тъй среда полеви граници не е, тогава съгласно теоремата на Хелмхолц, е една възможност за завихряне резба - да се оттегли в тороидално пръстен (тороид). Във връзка с това е необходимо да се анализират подробно свойствата на тороидални вихър като физическа структура, което е основа за създаване на материалните обекти на всяко ниво struktry значение.
2. Модел просто въртене тороида.
Да разгледаме най-простия вариант на тороидални вихър (вж. Фигура). Нека радиусът на кръговия пръстен на соленоидни оста на симетрия на тороида (сърцевина завихряне, на завихрящата ядро) символ Rt. и своя раздел вихър ядро радиус означен Rv (от английски вихъра - вихър).
В тороидални вихър има две форми на въртеливо движение:
1. Област тороидални въртене на средни частици, които образуват ядрото на вихър, това въртене се извършва по отношение на оста на въртене на сърцевината на тороида при ъглова скорост # 969 об.
2. пръстеновиден вихър тороидални въртене само по отношение на централната ос, перпендикулярна на равнината на чертежа, ъглова скорост # 969; т.
3. скорост на въртящата тороидални вихър.
Тангенциалната скорост поле на средни частици, съставляващи тороидални вихър да има две компоненти, показани на следната схема:
1. Vortex skorostivv (вектори на тези скорости лежат в равнината на чертежа и обозначени с червен цвят), техните стойности се повишават линейно от нула в пръстеновиден вихър основната ос на повърхността с вихър ядро радиус Rv на. тъй като сърцевината вихър съгласно теорията Хелмхолц се върти около ротационна ос като твърдо вещество.
2. пръстеновиден скоростта Vt (векторите на тези скорости са перпендикулярни на равнината на фигурата и маркирани цвят виолетово), техните стойности се повишават линейно от нула в централната ос на тороида на текущата стойност (ако изчислението трябва да вземе предвид радиусът на тороида Rt).
модул вихър скорост ст при сегашното радиус RV. нанасят срещу оста на основата на завихрящата когато RV = Rv е
Ако приемем, че на полето среда на водовъртеж ядро, вискозен, а след това на автобуса> RV. т.е. прикрепена към основата на завихрящата граничния слой на полето за среда, вихрови модули скорости в граничния слой vvb (от английски граница слой - граничния слой) се намалява бързо в част (1 / RV). А просто изчисление дава уравнението за определяне на скоростта на завихряне на модула в свързаното граничния слой:
Изрежете използване конус правоъгълно напречно сечение центрирана върху оста на тороида две порции вихър същото безкрайно дебелина, очертани от дебели линии на фигурата. Тези сайтове ще варират ширината S и дължина L. Съотношението на обема на външната част Ve (от английски външната - външен) на обема на вътрешната част Vi (от английски език вътре - вътрешна) ще бъде равна на
Съгласно уравнението на непрекъснатост модули средно съотношение от линейни скорости на тези две места в рамките на уравнение (1), равен на съотношението на ъгловите скорости. И това трябва да е обратно пропорционална на съотношението Ve / Vi тома. Ето защо:
Уравнение (4) показва първо, че тангенциалната скорост на същия тороид частиците сърцевина завихряне ядрото варира по време на въртенето около оста си, като по този начин променя скоростта на въртене и ъгъла на честота Fv = 2π # 969 об. Второ, от уравнение (4) следва, че основния параметър на дизайна е съотношението на радиусите на тороида (Rt / Rv). Общият линейната скорост е показано на фигура частици синьо поле среда варира по време на един оборот на частиците на ядрото завихрящата странно, в зависимост от съотношението (Rt / Rv).
Ъгловата инерцията на тороидални вихър около централната ос може да бъде определена съгласно уравнението
където Jzi - та точка inertsiii частици поле среда; # 969; I - I Th ъглова скорост на частиците по отношение на централната ос на въртене, в този случай, оста Oz. Инерционният момент на частиците е физическа величина I # 966; , кръстен в статия, посветена на повсеместното втория закон на Нютон. ротационна инерция. И тогава определянето уравнение за момента на инерция на частиците Lz може да се запише като:
4. енергията на движение на тороидална вихър.
Общо energiyaE # 931; праволинейно движение и едновременно въртящи тороидални частиците се състои от кинетичната енергия на праволинейни dvizheniyaEl частици кинетичната енергия на пръстеновиден вихър тороидални Etor въртене около централната ос на симетрия и въртене кинетична енергия минимизира в кръг около оста на соленоидни vihryaEvor вихър сърцевината. По този начин общата енергия E # 931; тороидални вихър се определя от уравнението
Тъй като образуването на вихър тороидални се отнася до промяна на кинетичната енергия на нулевата енергия, за да образуват пръстен и тороидални въртене на ротационната енергия, промяната енергия вместо # 916; Wk да поставите енергията на въртеливо движение или Etor Evor. но вместо да се променя квадрата на ъгловата скорост # 916 (2 969 #) да се постави на квадрата на ъгловата скорост # 969; 2.
Момент на инерция JZ. зависи от масата на тороидални вихър не може да има. Следователно, вместо да се въведе ротационна инерция на вихъра на пръстен Itor завъртане и въртене инерция на ролка обиколка Ivor вихър ядро. В резултат, вместо на уравнение (8) се получат две уравнения:
Практическо изчисления стойности на три отношение на уравнение (7) показва, че (+ Etor Evor) >> EL .Това означава, че по-голямата част от енергията се концентрира ротационното тороидални вихър в вихър. С други думи, енергията на ротационното тороидална вихър е почти равна на енергията на преместване на тороидална вихър почивка. Следователно същността използва за съхраняване на потенциалната му енергия е тороидални вихри на всяко ниво на структурата на материята. Съвременната физика не се концентрира върху това основно обстоятелство.