Как белка в шарикоподшипнике

[dorofeus.livejournal.com]

Вот чего придумал:



Суть: два кольца-колеса-цилиндра (вы поняли): внешнее (бордовенькое) и внутреннее с приводом (зелёненькое). В качестве привода пусть будут педали. И множество колечек-колёсик-цилиндриков (или шариков? да хоть шестерней)  между первым и вторым, которые передают вращение со внутреннего колеса на внешнее. Вся конструкция стоит на ровном горизонтальном газоне и может кататься вперёд-назад, то есть не зафиксирована.



Внутрь зелёного колеса помещается товарищ, который приводит его в движение (крутит изображённые на схеме зелёненькие педали, или же бежит по внутреннему колесу как белка, что не рекомендуется, т.к. перемещение тяжёлой белки внутри конструкции может повлиять на результат, поэтому пусть она крутит педали) (на возражения, что педали крутить тяжко, можно присобачить какую-нибудь передачу, которая за один оборот педалей обернёт внутреннее колесо менее, чем на 360 градусов). Вопрос: в какую сторону (влево или вправо) сдвинется конструкция? Будет ли она стабильно туда двигаться? Можно ли применять такое транспортное средство в городских грузохомячковых перевозках?

Comments

[nidere.livejournal.com]

Если предположить, что там шестерёнки - внешнее кольцо будет двигаться в сторону, обратную движению внутреннего.
Т.е. "ехать" белка будет задом-наперёд.
С подшипниками - сложнее. Сдаётся мне, с ними вообще с места не сдвинется.

[reptil.livejournal.com]

ну там такой нужен передаточный механизм
коробка-автомат покурит :)
а ехать и правда эта херня и правда будет в обратную сторону

[poshtarboba.livejournal.com]

в подшипниках при расчётах узлов за условность принимается, что никаких шариков, цилиндров и иголок вообще нет. Только внешний и внутренний вал, между которыми коэффициент скольжения. Как в обычных подшипниках скольжения.

[thexder666.livejournal.com]

Вправо - трение в подшипнике ненулевое все-таки. Но на минимальной кочке застрянет.

[ikaktys.livejournal.com]

поздравляю, ты изобрел моноцикл:



http://mobbit.info/media/5/Monowheel_1.jpg

[magryba.livejournal.com]

В моноцикле наружное свободно скользит относительно внутреннего, а у топикстартера планетарная передача с внутреннего на наружное.

[ikaktys.livejournal.com]

да разница то, всеравно будет двигаться только за счет смещения центра тяжести. Не будет смещения - будет стоять на месте, Ньютона не обманешь.

[poshtarboba.livejournal.com]

всё так, но с точностью до наоборот. у топикстартера свободное скольжение, а у моноцикла планетарная передача

[magryba.livejournal.com]

Цитата: ...да хоть шестерней) между первым и вторым, которые передают вращение со внутреннего колеса на внешнее...

В моем мире шестерни свободно не скользят.

[may-bach.livejournal.com]

это уже было в симпсонах

[n-scoffer.livejournal.com]

В Южном парке же!

[double-elvis.livejournal.com]

а до этого в симпсонах
все было в симпсонах

[n-scoffer.livejournal.com]

Это да.

[double-elvis.livejournal.com]

таки да, зависит от того, подшипники или таки шестеренки у нас
в первом случае (исключаем идеальные системы с нулевым коэффицентом трения-скольжения) будем двигаться потихоньку вперед
во втором - строго назад

[apashenko.livejournal.com]

А расскажите дураку, в чём принципиальная разница между шариками и шестернями.

[wheyayeman.livejournal.com]

Уточните:
1. Белка сидит точно в центре тяжести?
2. Где центр тяжести системы подшипников?
3. Закреплены ли оси подшипников относительно какого-то из колёс?

[dorofeus.livejournal.com]

1. Пусть центр тяжести белки будет совпадать с геометрическом центром конструкции.
2. ...а он, в свою очередь - с центром тяжести конструкции
3. Нет, они меняют положение относительно колёс при вращении одного из них.

[wheyayeman.livejournal.com]

Геометрический центр и центр тяжести - это разные вещи.

Если подшипники не закреплены и они идеальны, то никуда (белка будет крутиться внутри до посинения. В противном случае про моноцикл Вам уже ответили. Заметьте, кстати, что там специально "белка" размещена не в центре тяжести.

[basile.livejournal.com]

В идеале, при нулевом трении в конструкции, она будет стоять на месте (более или менее), а товарищ будет крутиться вокруг оси.
При наличии трения, из-за смешения центра масс конструкция будет двигаться в сторону этого смещения (при условии что всё это происходит в гравитационном поле например Земли).
При заданном стрелочками направлении вращения, двигаться конструкция будет влево.

[magryba.livejournal.com]

Если белка в центре, то будет кувыркаться до посинения, конструкция никуда не сдвинется.
стабилизирована относительно центра земли (например, держит зубами протянутое весло) то внутреннее колесо будет вращаться в одну сторону, промежуточные шестеренки будут бегать по кругу, наружное кольцо и опять-таки вся конструкция никуда не сдвинется.
И только если оси вращения маленьких колес также чудесным образом прикрепить к белке, зажавшей в зубах весло, протянутое бугаем, прочно стоящим на газоне, колесо покатится вокруг бугая, в направлении, противоположном беличьему.

[apashenko.livejournal.com]

Трение качения, хотя и мало, нулю не равняется.

[magryba.livejournal.com]

На газоне оно очень даже не равняется нулю, это ж не асфальт. При таком сопротивлении Трением качения между кольцами и шестеренками можно пренебречь. Вся надежда на хорошую физическую подготовку и выносливость белки.

[aamonster.livejournal.com]

Чую реинкарнацию самолета на транспортере...

Считаем, что белка - это момент силы, волшебным образом приложенный к оси внутреннего колеса без приложения собственно силы? Ну и что колеса не проскальзывают?
Уфф... надо расписывать силы... с ходу ответ не вижу - не исключено, что зависит от соотношения масс и радиусов колес.

[poshtarboba.livejournal.com]

и ещё марки солидола, температуры окружающего пространства, теплопроводности стали колёс и шариков...

[aleki-anakale.livejournal.com]

в этом механизме от приложенных усилий будут двигаться только цилиндрики/шарики/шестерни, которые будут оббегать по внешнему колесу с вдвое меньше угловой скоростью внутреннего колеса.
внешнее колесо будет покоиться

[poshtarboba.livejournal.com]

только если трение = 0, на деле это не так и на внешний барабан будет передаваться некоторое усилие. впрочем, этого усилия не хватит, чтоб двигать конструкцию по газону.

[mercury13-kiev.livejournal.com]

Чтобы крутить педали, надо или держаться за что-то, или сместить центр тяжести относительно каретки (кто не знает — деталь велосипеда, за которую крепятся педали). Так что ваш «сферический моноцикл в вакууме» не совсем корректен, т.к. будет работать на смещённом центре тяжести.

[mercury13-kiev.livejournal.com]

Если же посадить белку, при нулевом трении конструкция не сдвинется с места, как и сказали раньше.

[igorantarov.livejournal.com]

Шутка в том, что при нулевом трении белка и без этого подшипника не сдвинется с места :)

[poshtarboba.livejournal.com]

на газоне - нет. на условной идеально-плоской поверхности в вакууме - в ту же сторону, что и внутренний барабан.

для грубых расчетов можете шарики вообще выбросить, приняв за условность слой хорошей смазки между двух цилиндров.

[magryba.livejournal.com]

Смазка не сможет передавать вращение с внутреннего колеса на внешнее, а это стоит в условии задачи!

[poshtarboba.livejournal.com]

идеальная - не может, реальная передаёт, так как у неё есть вязкость.

[magryba.livejournal.com]

А без смазки еще лучше!

[apashenko.livejournal.com]

Если сила трения качения катков по обоймам превысит силу трения качения внешней обоймы по поверхности, конструкция поедет вправо. В противном случае останется на месте.