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このような円盤を回転させると浮上する？
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慣性モーメント J=mr^2(二乗)で 、半径ｒの 円盤物体が 磁気軸受けで 空中に浮上しています。 質問： (1)おおよそのモーターの必要な始動トルクはどのくらいでしょう？ めちゃめちゃ のんびり始動でも 安定後の回転数は１０００から５０００ｒｐｍは欲しいです。 回答： とにかくどんなにゆっくりでもいいから、回りだせばいいっていうのなら、 静止摩擦に打ち勝つだけのモータトルクがあればいいです、 摩擦０と仮定するなら、回すモノの慣性モーメントにかかわりなく必要な始動モータトルクは０です。 という回答を頂きました。 再度疑問になり再質問させていただきます。 質問： (1)摩擦０の 必要な始動トルクは０で 回るのでしたら、 磁気軸受で浮上で非接触で摩擦０の場合は、 宇宙ロケットみたいに慣性モーメントの大きい物は 小さな携帯用のトルクのないモーターでも いずれ微妙に動き始めるのでしょうか？ (2) ＞必要な始動トルクは０です で良くわからないのですが、モータトルクがまったく要らないのであれば 回転を一旦始めたら停止はしない と思ってしまうのですが。。。 ========================================================= 現実的に起こっている具体例はこんな感じです。 重さ７０ｇの磁石（２０ｍｍｘ５ｍｍ）を4箇所 １５ｃｍ円盤（重さ０ｇとして）に円周に沿って貼り付けた場合、 磁気軸受けも含めて回転体はすべて 磁気により空中浮上しており、 手で回すと数分間回転を維持する。空気抵抗によりいずれは停止する。 =========================================================
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これ，回りますか？錘を使った回転装置です。 この装置は内部に装備した吊下歯車と上乗歯車の錘 2個を利用して下記 1) と 2) の運動を交互に繰返しながら回転運動を継続するようにしたものです。そして 3) にて回転力不足を補って常時時計回りの回転力を生成するようにしています。 このままでは図1 のように装置が回転運動を継続するように思います。 下記 1), 2), 3) のいずれかまたは全てにある誤っているところを教えてください。 http://inakamono.srv7.biz/goo/goo.htm の装置図を参照ください。 ■1) 回転体重心(青点)が回転軸左側にあるときは，それぞれの錘の回転落下力の差異を利用して回転体は時計回りに回転して重心が上昇します。 図4-1には水平位置での吊下歯車と上乗歯車が分離した状態でのそれぞれの重量による回転力の関係を示します。吊下歯車と上乗歯車はそれぞれが独立して回転落下しようとするために切替装置は無関係な分離状態となり，重心も特に機能していません。 吊下歯車重量 W の 5 倍の回転力が主円盤との接点を支点として逆回転歯車を経由して伝達歯車に時計回り回転力として伝わります。 上乗歯車重量 3W の 1/2 倍の回転力が主円盤との接点を支点として伝達歯車に反時計回りの回転力として伝わります。 図 4-2 のように回転体が垂直方向以外は何れの回転角度でもこれらの差分 7W/2 に比例した回転力により伝達歯車は時計回りに回転して回転体重心（紫点）は上昇します。 回転の慣性力で回転体は垂直方向を越えて重心は回転軸右側に移動します。 ■2) 回転体重心が回転軸右側にあるときは，それぞれの錘が一体となって重心が回転落下して回転体は時計回りに回転します。 図 5-1 には吊下歯車と上乗歯車が一体化した状態でのそれぞれの重量Ｗを合算した重心による回転力を示します。重心が回転軸の右側に位置した状態では吊下歯車と上乗歯車はそれぞれが同様に独立して回転落下しようとしますが，上乗歯車は切替装置に乗せられて吊下歯車と上乗歯車の両者は吊下棒一本に乗せられた一体状態となります。 吊下歯車重量 W と上乗歯車重量 3W を合算した重量 4W が吊下棒の重心位置に時計回りの回転力として作用します。 図 5-2 のように回転体が垂直方向以外は何れの回転角度でも作用するこの回転力により回転体は時計回りに回転して重心が下降します。 回転の慣性力で回転体は垂直方向を越えて重心は回転軸左側に移動します。 ■3) 図6 のように回転体を90°間隔に 2個と増やすと 1個の場合の垂直方向での回転力は無くなるときも他方にて回転力を生じるので，常時生じる回転力からより力強く安定な回転力が得られます。装置下部の伝達歯車に加わる時計回り回転力を示す伸縮を繰返す赤矢印の長さが０とならないことからも見てとれます。 ■以下は他装置図の説明です。 図2 は装置の構成です。 吊下棒が水平時の装置構成を示します。部品名右側の数値は歯車半径を示します。 青点は錘となる吊下歯車と上乗歯車からなる装置の重心です。 水平台に垂直に支柱を 2本立てて支柱上部の間に水平回転棒を固定して装着します。 水平回転棒に主円盤歯車は固定して，吊下棒と上乗棒および伝達歯車は自由に回転できるように装着します。 吊下棒の一方には吊下歯車大小と逆回転歯車を自由に回転できるように，他方には上乗棒を乗せるための突起物を切替装置として装着します。 上乗棒の一方には上乗歯車を自由に回転できるように装着します。 吊下棒と上乗棒が一直線となるように主円盤と吊下歯車と上乗歯車および逆回転歯車と伝達歯車をかみ合うように装着します。 逆回転歯車は吊下歯車重量の回転落下力を伝達歯車に伝えることを目的としているのでできるだけ軽量とすることとしてこの重量は考慮していません。 図2-1, 2-2, 2-3, 2-4 は４つの構成部品ごとに示しました。 図3は伝達歯車を除去して吊下棒と上乗棒の分離状態と一体状態の運動状態の違いです。 図3-1は吊下歯車と上乗歯車それぞれが分離して個別に落下運動を行ないます。 図3-2は吊下歯車と上乗歯車が吊下棒に乗り一体化した全体重心の落下運動を行ないます。
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- 低気圧とコリオリの力
コリオリの力は北半球では進行方向に向かって右向きに力が働くというのを、回転する円盤上でボールを投げることをイメージして何とか理解できましと思います。 さて低気圧です、前述のコリオリの力を考えると時計回りに中心へ空気が流れる様な気がするのですが、実際は反時計回りですよね。これはどうしてなのでしょうか？ 高気圧は時計回りですよね。
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