Uili maneta a Maxwell

O le fomaʻi Peretania o James Clark Maxwell, na soifua mai le 1831-79, e sili ona lauiloa mo le faʻatulagaina o le faiga o faʻatusatusaga o loʻo i lalo ole electrodynamics-ma faʻaaogaina e vaʻai ai le i ai o galu eletise. Ae ui i lea, e le o ana mea taua uma na ausia. Sa auai foi Maxwell i thermodynamics, aofia ai. na tuuina mai ai le manatu o le "temoni" lauiloa e taitaia le gaioiga o mole kesi, ma maua ai se fua faatatau e faamatalaina ai le tufatufaina o latou saoasaoa. Na ia suʻesuʻeina foʻi lanu lanu ma fatuina se masini faigofie ma manaia e faʻaalia ai se tasi o tulafono sili ona taua o le natura - o le mataupu faavae o le faʻasaoina o le malosi. Sei o tatou taumafai e iloa lelei lenei masini.

O le meafaigaluega ua taʻua e taʻua o le uili a Maxwell poʻo le pendulum. O le a tatou feagai ma ni fa'aliliuga se lua. Muamua o le a faia e Maxwell - tatou taʻua o le masani, lea e leai ni maneta. Mulimuli ane o le a tatou talanoaina le suiga suiga, lea e sili atu ona ofoofogia. E le gata o le a mafai ona tatou faʻaogaina uma filifiliga faʻataʻitaʻiga, i.e. fa'ata'ita'iga lelei, ae fa'apea fo'i e iloa ai lo latou aoga. O lenei lapopoa o se mea taua mo afi uma ma masini galue.

Tatou amata i le fa'ata'ita'iga masani o le uili a Maxwell.

Lynx. tasi. O le faʻataʻitaʻiga masani o le uili a Maxwell: 1 - faʻalava faʻalava, 2 - filo malosi, 3 - axle, 4 - uili ma se taimi maualuga o le inertia.

O le faʻaaliga masani o le uili Maxwell o loʻo faʻaalia i le Ata. mati. 1. Ina ia faia, matou te faʻapipiʻi se tootoo malosi faʻalava - e mafai ona avea ma se pulumu-laau e nonoa i tua o se nofoa. Ona e manaʻomia lea e saunia se uili talafeagai ma tuʻu le gaioi i luga o se au manifinifi. O le mea lelei, o le lautele o le liʻo e tatau ona tusa ma le 10-15 cm, ma le mamafa e tatau ona tusa ma le 0,5 kilokalama. E taua tele le toetoe lava o le mamafa atoa o le uili e pau i luga o le taamilosaga. I se isi faaupuga, o le uili e tatau ona i ai se ogatotonu mama ma se paʻu mamafa. Mo lenei fa'amoemoe, e mafai ona e fa'aogaina se uili la'ititi mai se ta'avale po'o se tapuni tele apa mai se apa ma uta fa'ata'amilo i le ta'amilosaga ma le numera talafeagai o le fa'aogaina o uaea. E tuu le uili e aunoa ma se gaoioi i luga o se au manifinifi i le afa o lona umi. O le axis o se fasi paipa alumini poʻo se tootoo ma le lautele o le 8-10 mm. O le auala pito sili ona faigofie o le viliina o se pu i le uili ma le lautele o le 0,1-0,2 mm laʻititi nai lo le lautele o le axle, pe faʻaaoga se pu o loʻo i ai e tuʻu ai le uili i luga o le axle. Mo se fesoʻotaʻiga sili atu ma le uili, e mafai ona faʻafefe le axle i le kelu i le mea e faʻafesoʻotaʻi ai nei elemene aʻo leʻi oomiina.

I itu uma e lua o le liʻo, matou te nonoa vaega o se filo manifinifi ma malosi 50-80 cm le umi i le axis Ae ui i lea, o se faʻamautu sili atu ona faʻalagolago e maua e ala i le viliina o le axis i pito uma e lua ma se vili manifinifi (1-2 mm) i lona lautele, fa'aofi se filo i totonu o nei pu ma nonoa ai. Matou te nonoa pito o loʻo totoe o le filo i le tootoo ma faʻapea ona tautau le liʻo. E taua le fa'alava o le axis o le li'o, ma o filo e tu'u i luga ma tutusa le va mai lona vaalele. Mo le atoatoa o faʻamatalaga, e tatau ona faʻaopopo e mafai foi ona e faʻatau se uili Maxwell ua maeʻa i kamupani o loʻo faʻatau atu fesoasoani faʻaaoaoga poʻo meataalo aʻoaʻoga. I aso ua tuanaʻi, na faʻaaogaina i le toetoe lava o fale suʻesuʻe o le fisiki a le aʻoga. 

Fa'ata'ita'iga muamua

Tatou amata i le tulaga pe a tautau le uili i luga o le axis faalava i le tulaga maualalo, i.e. o filo uma e lua ua matua tatalaina. Matou te uuina le au o le uili i o matou tamatamailima i pito uma e lua ma faasolosolo malie. O le mea lea, matou te viliina filo i luga o le axis. E tatau ona e gauai atu i le mea moni o le isi liliu o le filo e tutusa le va - tasi i le isi. O le uili uili e tatau lava ona faalava. A o'o atu le uili i le u'amea, taofi le viliina ma tu'u sa'oloto le au. I lalo o le aafiaga o le mamafa, ua amata ona agai i lalo le uili ma matala filo mai le au. E matua lemu lava le taamilo o le uili i le taimi muamua, sosoo ai ma le saoasaoa ma le saoasaoa. A matala atoatoa filo, e oo le uili i lona pito pito i lalo, ona tupu ai lea o se mea ofoofogia. O le taamilosaga o le uili o loʻo faʻaauau pea i le itu lava e tasi, ma ua amata ona agai i luga le uili, ma o filo o loʻo fusi i lona itu. O le saoasaoa o le uili e faasolosolo malie ona faʻaitiitia ma iu ai ina tutusa ma le zero. Ona foliga mai ai lea o le uili e tutusa le maualuga e pei ona sau muamua. O fa'agasolo i luga ma lalo e fai fa'atele. Ae ui i lea, a maeʻa ni nai pe sefululua o ia gaioiga, tatou te matauina o le maualuga e alu aʻe ai le uili e faʻaititia. Mulimuli ane o le a tu le uili i lona tulaga maualalo. I luma o lenei, e masani ona mafai ona matauina oscillations o le axis o le uili i se itu perpendicular i le filo, e pei o le tulaga o se pendulum faaletino. O le mea lea, o le uili a Maxwell e taʻua i nisi taimi o le pendulum.

Lynx. tasi. Ole pito autu ole uili Maxwell: - mamafa, - uila radius, - axle radius, - mamafa o le uili ma le au, - laina saoasaoa, ₀ - maualuga muamua.

Se'i o tatou fa'amatala pe aisea ua fa'apea ai le uili a Maxwell. Fa'amiliina filo i luga o le au, sii i luga le uili i le maualuga ₀ ma galue i ai (mati. 2). O se taunuuga, o le uili i lona tulaga maualuga e iai le malosi gafatia o le kalave _pfa'aalia e le fua fa'atatau [1]:

o fea o i ai le saoasaoa o le pa'ū saoloto.

A o matala le filo, e faʻaitiitia le maualuga, ma faʻatasi ai ma le malosi gafatia o le kalave. Ae ui i lea, o le uili e piki le saoasaoa ma maua ai le malosi o le kinetic. _klea e fa'atatau i le fua fa'atatau [2]:

o fea le taimi o le inertia o le uili, ma o lona saosaoa tulimanu (= /). I le tulaga pito i lalo ole uili (₀ = 0) o le malosi gafatia e tutusa foi ma le zero. O lenei malosi, e ui i lea, e leʻi mate, ae na liua i le malosi o le kinetic, lea e mafai ona tusia e tusa ai ma le fua [3]:

A o agai i luga le uili, e faaitiitia lona saoasaoa, ae faateleina le maualuga, ona avea ai lea o le malosi o le kinetic ma malosiaga gafatia. O nei suiga e mafai ona alu soʻo se taimi pe ana le o le teteʻe i le feʻaveaʻi - faʻafefe o le ea, tetee e fesoʻotaʻi ma le viliina o le filo, lea e manaʻomia ai se galuega ma mafua ai ona faʻagesegese le uili i le tu atoatoa. O le malosi e le oomiina, aua o le galuega e faia i le faatoilaloina o le tetee i le gaioiga e mafua ai le faateleina o le malosi i totonu o le tino ma le faateleina o le vevela, lea e mafai ona iloa i se vevela maaleale. O galuega faʻainisinia e mafai ona liua i le malosi i totonu e aunoa ma le faʻatapulaʻaina. O le mea e leaga ai, o le faʻasolosolo faʻasolosolo o loʻo taofiofia e le tulafono lona lua o le thermodynamics, ma o lea e iu ai ina faʻaitiitia le malosi ma le malosi o le uili. E mafai ona iloa o le uili a Maxwell o se faʻataʻitaʻiga sili ona lelei e faʻaalia ai le suiga o le malosi ma faʻamatalaina le mataupu faavae o lana amio.

Lelei, fa'afefea ona fa'atatau?

O le lelei o soʻo se masini, masini, faiga poʻo le faʻagasologa o loʻo faʻamatalaina o le fua faatatau o le malosi e maua i foliga aoga. _u e avatu le malosi _d. O lenei tau e masani ona faʻaalia o se pasene, o lea o le lelei o loʻo faʻaalia e le fua [4]:

                                                        .

O le lelei o mea moni poʻo faiga e masani lava i lalo ole 100%, e ui lava e mafai ma e tatau ona latalata tele i lenei tau. Seʻi o tatou faʻamalamalamaina lenei faʻamatalaga i se faʻataʻitaʻiga faigofie.

O le malosi aoga o se afi eletise o le malosi o le kinetic o le gaioiga faʻasolosolo. Ina ia mafai ona galue se afi, e tatau ona faʻamalosia e le eletise, mo se faʻataʻitaʻiga, mai se maa. E pei ona e iloa, o se vaega o le faʻaogaina o le malosi e mafua ai le faʻamafanafanaina o viliina, pe manaʻomia e faʻatoʻilaloina ai le malosi o feteʻenaʻiga i totonu o bearings. O le mea lea, o le malosi kinetic aoga e itiiti ifo nai lo le eletise ulufale. Nai lo le malosi, o tau o [4] e mafai foi ona sui i le fua.

E pei ona ta'ua muamua, o le uili a Maxwell e iai le malosi o le kalave a'o le'i amata ona gaoioi. _p. A mae'a le ta'amilosaga e tasi o gaioi i luga ma lalo, e iai fo'i le malosi fa'akalave a le uili, ae i se maualuga maualalo. ₁o lea e itiiti le malosi. Se'i tatou fa'ailoaina le malosi lea e pei o _F1. E tusa ai ma le fua faʻatatau [4], o le lelei o la tatou uili o se faʻaliliuga malosi e mafai ona faʻaalia e le fua [5]:

Fuafua [1] o lo'o fa'aalia ai o le malosi e mafai ona fa'atatau tonu i le maualuga. Pe a suia le fua [1] i le fua [5] ma amanaia faailoga maualuga ma ₁, ou te mauaina lena [6]:

Fuafua [6] e faafaigofie ai ona fuafua le lelei o le li'o Maxwell - ua lava le fuaina o maualuga tutusa ma fuafua lo latou quotient. A maeʻa le tasi taamilosaga o gaioiga, o le maualuga e mafai lava ona vavalalata le tasi i le isi. E mafai ona tupu lenei mea i se uili fuafuaina ma le faaeteete ma se taimi tele o le inertia siitia i se maualuga tele. O lea e tatau ai ona e faia fua ma le saʻo lelei, lea o le a faigata ile fale ma se pule. E moni, e mafai ona e toe faia fua ma fuafua le tau averesi, ae o le a vave ona e mauaina le iʻuga pe a uma ona maua se fua faʻatatau e faʻatatau i le tuputupu aʻe pe a maeʻa le tele o gaioiga. Pe a tatou toe faia le faiga muamua mo le taamilosaga taʻavale, a maeʻa ona oʻo atu le uili i lona maualuga maualuga _n, ona avea lea o le fua fa'atatau [7]:

maualuga _n pe a mavae ni nai ta'amilosaga o fegasoloa'iga, e matua ese lava mai ₀o le a faigofie ona vaai ma fuaina. Le lelei o le uili Maxwell, faʻalagolago i faʻamatalaga o lona gaosiga - tele, mamafa, ituaiga ma mafiafia o le filo, ma isi - e masani lava 50-96%. O tau laiti e maua mo uili e iai ni paʻu laiti ma radii o loʻo faʻapipiʻi i luga o filo malō. E manino lava, a maeʻa se numera tele o taamilosaga, e tu le uili i le tulaga pito i lalo, i.e. _n = 0. Ae ui i lea, o le a fai mai le tagata faitau mataalia, o le tulaga lelei na fuafuaina e le fua [7] e tutusa ma le 0. O le faafitauli o le maua mai o le fua [7], matou te faʻaaogaina ma le faʻaogaina se faʻaopoopoga faʻafaigofie manatu. E tusa ai ma ia, i taʻamilosaga taʻitasi o gaioiga, o le uili e leiloa le tutusa o lona malosi o loʻo i ai nei ma o lona malosi e tumau. I le gagana o le matematika, matou te manatu o le maualuga o le maualuga e fausia ai se faʻasolosolo faʻasolosolo ma se quotient. O le mea moni, e le tatau ona faia se'i vagana ua tu le uili i se maualuga maualalo. O lenei tulaga o se faʻataʻitaʻiga o se faʻataʻitaʻiga lautele, e tusa ai ma fua faʻatatau uma, tulafono ma aʻoaʻoga faʻaletino o loʻo i ai se faʻatapulaʻaina o le faʻaogaina, e faʻatatau i manatu ma faʻafaigofie na faʻaaogaina i latou faʻavae.

Fa'amatalaga fa'amaneta

Lynx. tasi. Uili mageta a Maxwell: 1 - o se uili ma se taimi maualuga o le inertia, 2 - o se axis ma maneta, 3 - o se taʻiala uamea, 4 - o se fesoʻotaʻiga, 5 - o se tootoo.

O le taimi nei o le a tatou feagai ma le faʻailoga maneta o le uili Maxwell - faʻamatalaga faufale o loʻo tuʻuina atu Alaisa. 3 ma le 4. Ina ia faʻapipiʻi, e te manaʻomia ni maneta neodymium se lua ma le lautele o le 6-10 mm ma le umi o le 15-20 mm. O le a matou faia le uili uili mai se paipa alumini ma le lautele totonu e tutusa ma le lautele o maneta. E tatau ona manifinifi le puipui o le paipa

1 mm. Matou te faʻapipiʻi maneta i totonu o le paipa, tuʻu i se mamao o le 1-2 mm mai ona pito, ma faʻapipiʻi i le kelu epoxy, pei o le Poxipol. O le faʻatonuga o pou o maneta e le afaina. Matou te tapuni pito o le paipa i ni tamai pusi alumini, lea o le a le vaaia ai maneta, ma o le axis o le a pei o se tootoo malosi. O tulaga e tatau ona ausia e le uili ma le auala e faʻapipiʻi ai e tutusa ma le taimi muamua.

Mo lenei faʻataʻitaʻiga o le uili, e tatau foi ona fai ni taʻiala uʻamea mai vaega e lua faʻapipiʻi tutusa. O se faʻataʻitaʻiga o le umi o taʻiala, faigofie i le faʻaaogaina, e 50-70 cm O le mea e taʻua o faʻamatalaga tapunia (oʻo i totonu) o se vaega sikuea, o lona itu e umi le 10-15 mm. O le mamao i le va o taʻiala e tatau ona tutusa ma le mamao o maneta o loʻo tuʻuina i luga o le axis. O pito o taʻiala i le tasi itu e tatau ona faila i se afa liʻo. Mo le fa'atumauina lelei o le axis, e mafai ona oomi ni fasi u'amea i totonu o ta'iala i luma o le faila. O pito o totoe o alavai uma e lua e tatau ona faʻapipiʻi i le faʻaogaina o le tootoo i soʻo se auala, mo se faʻataʻitaʻiga, faʻatasi ma faʻamau ma nati. Faʻafetai i lenei mea, matou te maua se au faʻalelei e mafai ona uu i lou lima pe faʻapipiʻi i se tripod. O foliga vaaia o se tasi o kopi gaosia o le uili mageta a Maxwell o loʻo faʻaalia ATA. 1.

Ina ia fa'agaoioi le uili fa'amaneta a Maxwell, tu'u pito o lona au fa'asaga i le pito i luga o alavai i tafatafa o le feso'ota'iga. U'u ta'ita'i i le au, fa'asaga fa'asaga i pito lapotopoto. Ona amata lea ona taʻavale le uili i luga o taʻiala, e pei o luga o se vaalele faʻafefe. A o'o i pito lapotopoto o ta'iala, e le pa'u le uili, ae ta'avale i luga ma

Lynx. tasi. O faʻamatalaga o le mamanu o le uili mageta a Maxwell o loʻo faʻaalia i le vaega axial:

1 - uili ma se taimi maualuga o le inertia, 2 - alumini paipa axle, 3 - cylindrical neodymium maneta, 4 - alumini tisiki.

e faia ai se evolusione ofoofogia - e taai i luga pito i lalo o ta'iala. O le ta'amilosaga o lo'o fa'amatalaina o gaioiga e toe fai fa'atele, pei o le fa'asologa masani o le uili a Maxwell. E mafai fo'i ona tatou fa'atutu sa'o fa'alava ma o le a tutusa lelei le amio a le uili. O le teuina o le uili i luga o le taʻiala e mafai ona o le tosina atu o le axle ma neodymium maneta o loʻo natia i totonu.

Afai, i se tulimanu tele o le faʻaogaina o taʻiala, o le uili e faʻafefe i luga o latou, ona tatau lea ona afifi pito o lona axis i le tasi vaega o le sandpaper ma faʻapipiʻi i le kelu Butapren. I lenei auala, o le a tatou faʻateleina le feteʻenaʻiga e manaʻomia e faʻamautinoa ai le taʻavale e aunoa ma le see. Pe a gaoioi le maneta o le uili Maxwell, o suiga tutusa i le malosi faʻainisinia e tupu, e pei o le tulaga masani. Ae ui i lea, o le pa'u o le malosi e mafai ona sili atu ona o le fete'ena'i ma le fa'aogaina o le maneta o ta'iala. Mo lenei faʻataʻitaʻiga o le uili, e mafai foi ona tatou fuafuaina le lelei i le auala tutusa e pei ona faʻamatalaina muamua mo le faʻasologa masani. O le a manaia le faʻatusatusaina o tau na maua. E faigofie ona mateina o taʻiala e le tatau ona saʻo (e mafai, mo se faʻataʻitaʻiga, galu) ona sili atu lea ona manaia le gaioiga o le uili.

ma le teuina o le malosi

O faʻataʻitaʻiga na faia i le uili Maxwell e mafai ai ona matou faia ni faʻamatalaga. O le mea pito sili ona taua o nei suiga o le malosi e masani lava i le natura. E i ai i taimi uma mea e taʻua o le gau o le malosi, o suiga moni lava i ituaiga o malosi e le aoga mo i tatou i se tulaga tuʻuina atu. Mo lenei mafuaʻaga, o le lelei o masini moni, masini ma faiga e masani lava ona itiiti ifo i le 100%. O le mafuaaga lena e le mafai ai ona fausia se masini, pe a uma ona gaoioi, o le a gaoioi e faavavau e aunoa ma se sapalai fafo o le malosi e manaʻomia e ufiufi ai mea leiloa. Ae paga lea, i le XNUMXth seneturi, e le o iloa e tagata uma lenei mea. O le mea lea, mai lea taimi i lea taimi, e maua ai e le Ofisa o Pateni o le Malo o Polani se faʻataʻitaʻiga fou o le ituaiga "Masini faʻavaomalo mo masini taʻavale", e faʻaaoga ai le malosi "e le uma" o maneta (atonu e tupu foi i isi atunuu). O le mea moni, o na lipoti e teena. O le faʻamaoniaga e puupuu: o le masini o le a le aoga ma e le talafeagai mo le faʻaaogaina o pisinisi (o le mea lea e le ausia ai tulaga talafeagai mo le mauaina o se pateni), aua e le ogatasi ma le tulafono faavae o le natura - o le mataupu faavae o le faʻasaoina o le malosi.

Ata 1. Fa'aaliga o se tasi o uili maneta a Maxwell.

Atonu e mātauina e le aufaitau se talafaatusa i le va o le uili a Maxwell ma le meataalo lauiloa e taʻua o le yo-yo. I le tulaga o le yo-yo, o le leiloa o le malosi e toe faʻaleleia e le galuega a le tagata faʻaaogaina le meataalo, o loʻo faʻaosoina ma faʻaititia le pito i luga o le filo. E taua foi le faʻauʻuina o se tino e tele le taimi o le inertia e faigata ona sui ma faigata ona taofi. O le mea lea, o le uili a Maxwell e fa'agesegese le saosaoa pe a alu i lalo ma fa'aitiitia lemu a'o alu i luga. O ta'amilosaga i luga ma lalo e toe fai fo'i mo se taimi umi a'o le'i tu le uili. O nei mea uma ona o se malosi tele kinetic o loʻo teuina i totonu o sea uili. O le mea lea, o galuega faatino o loʻo iloiloina mo le faʻaaogaina o uili ma se taimi tele o le inertia ma na muamua faʻafeiloaʻi vave, e pei o se ituaiga o "accumulator" o le malosi, faʻamoemoe, mo se faʻataʻitaʻiga, mo faʻaopoopoga o taavale. I aso ua tuanaʻi, sa faʻaaogaina uili mamana i afi afi e maua ai le sili atu o le taamilosaga, ma o aso nei ua avea foi ma vaega taua o afi afi afi i totonu.