Поднимаем гирю

[Lunatik-k]

И батарейка не та, и масса не та, и высота не та.
Не убедительно.

Прямую ссылку на очень дешёвое предложение покупки мотор-редуктора дать? Остальные компоненты инженерить самостоятельно. 

Зачем Алиэкспресс адрес понятен.

Вы попробуйте свой мотор-редуктор от щелочного элемента запитать, во сколько упадет скорость вращения.
Оно упадет не в три раза, а больше.
Сколько по времени он будет поднимать на те-же 20 см если подымет.
Помножте это время в 10 раз. т.к. изначально было 2 метра.
И что останется от щелочного элемента.

КПД маломощных двигателей  постоянного тока меньше 30% и чем меньше напряжение питание тем меньше КПД.

А потом еще прикиньте вес вашего штатива на сколько он меньше 16 кг.
.

[Serge V Iz]

И батарейка не та, и масса не та, и высота не та.
Не убедительно.

Прямую ссылку на очень дешёвое предложение покупки мотор-редуктора дать? Остальные компоненты инженерить самостоятельно. 

Зачем Алиэкспресс адрес понятен.

Вы попробуйте свой мотор-редуктор от щелочного элемента запитать, во сколько упадет скорость вращения.
Оно упадет не в три раза, а больше.
Сколько по времени он будет поднимать на те-же 20 см если подымет.
Помножте это время в 10 раз. т.к. изначально было 2 метра.
И что останется от щелочного элемента.

КПД маломощных двигателей  постоянного тока меньше 30% и чем меньше напряжение питание тем меньше КПД.

А потом еще прикиньте вес вашего штатива на сколько он меньше 16 кг.

Для этого просто придётся взять моторчик N20 (порядка кубического сантиметра размером), рабочий ток которого совместим с нормальной нагрузкой щелочного элемента. Больше никаких изысков.

[Lunatik-k]

моторчик N20

У китайцев всегда очень скудная информация по характеристикам.
Там нет крутящего момента на валу при различных редукторах.
Указан ток только холостого хода.
Я не имею в наличии этих мотор-редукторов ничего о них не могу сказать.
Но из некоторого опыта работы с ними, могу сказать следующее, верить написанному в 95% случаев нельзя.
Блок питания на котором написано 12в 2А еле выдает 12в при нагрузке 0,6А.
А так цены бывают демократичные.

[Iv-v]

Кстати, забавно: автоматный патрон, имеющий размеры и массу, сопоставимые с батарейкой АА, сообщает пуле примерно сопоставимую же кинетическую энергию. 

Это потому что сопоставима химическая энергия веществ, содержащихся в том и другом.

А вот для механики плотность энергии в тысячи раз ниже. Чтобы выполнить такую же работу грузиками, надо вещества, как в тысячах батареек. 

[Serge V Iz]

моторчик N20

У китайцев всегда очень скудная информация по характеристикам.
Там нет крутящего момента на валу при различных редукторах.
Указан ток только холостого хода.
Я не имею в наличии этих мотор-редукторов ничего о них не могу сказать.
Но из некоторого опыта работы с ними, могу сказать следующее, верить написанному в 95% случаев нельзя.
Блок питания на котором написано 12в 2А еле выдает 12в при нагрузке 0,6А.
А так цены бывают демократичные.

Это понятно, оно и хуже бывает: два совершенно одинаковых с виду редуктора -- один с плавным и лёгким ходом, другой в одном положении червяка слегка закусывает. Смотря, ведь, что точно требуется.

С задачей, скажем, вертеть небольшой антенной (с учётом ветровой нагрузки) оно справляется, и то ладно.

[Старый]

Батарейка 18650 на 5 см подъема потеряла 0.01В напряжения - с 4.17 до 4.16.  (вообще, это где-то в районе разрешающей способности измерения -- а место на валу, как видишь, закончилось)

Давай всётаки 16-кг штатив и на два метра. Падение напряжения вообще ни о чём так как оно нелинейно. 

[Inti]

Почитал ваш спор. Разрешить его может только эксперимент, и его результат будет зависеть от КПД редуктора и электромотора. Какой там получится результирующий КПД одному богу известно, его можно будет посчитать только по результатам эксперимента.
Мне что-то подсказывает что чем медленнее редуктор будет поднимать гирю (при оптимальном КПД электромотора) - тем лучший общий КПД может быть достигнут. 
Ну, это при условии ежели есть всего две шестерёнки - одна на валу мотора и другая (гораздо большего размера) с валом для верёвки. Но не факт что такие редукторы вообще есть в продаже т.к. размер будет слишком большим.

[Старый]

Союз МС-25: аккумулятор не поднял гирю. 

[Feol]

Почитал ваш спор. Разрешить его может только эксперимент, и его результат будет зависеть от КПД редуктора и электромотора. Какой там получится результирующий КПД одному богу известно, его можно будет посчитать только по результатам эксперимента.
Мне что-то подсказывает что чем медленнее редуктор будет поднимать гирю (при оптимальном КПД электромотора) - тем лучший общий КПД может быть достигнут.
Ну, это при условии ежели есть всего две шестерёнки - одна на валу мотора и другая (гораздо большего размера) с валом для верёвки. Но не факт что такие редукторы вообще есть в продаже т.к. размер будет слишком большим.

Обычный инженерный вопрос оптимизации КПД мотор+редуктор.

[Feol]

По большому счёту, сами типы трансмиссий - механическая, гидро-механическая, электро-механическая и т. д. от него и происходят. От мотоцикла до морского судна.

[Lunatik-k]

Почитал ваш спор. Разрешить его может только эксперимент, и его результат будет зависеть от КПД редуктора и электромотора.

Давайте рассмотрим два варианта :
1) Мотор-редуктор чисто на шестеренках.
Маломощный двигатель работающий на низком напряжении(1,5в) КПД от 10% до 30%(может и меньше) .
Если качественный редуктор на шестеренках КПД примерно до 90%.
Но шансов у него поднять просто нет т.к. гравитация работает непрерывно, все время поднятия груза(описано ранее)-нет тормозного эффекта на обратное вращение гравитацией .
2) Мотор-редуктор червячный.
Двигатель КПД от 10% до 30%
У червячных редукторов КПД за счет большого трения может падать ниже 30% (если многоступенчатый то еще ниже)
У этого мотор-редуктора за счет отсутствия обратной редукции снижается влияние непрерывной гравитации, т.к. обратное вращение колеса тормозится червяком.

Если и есть какие-то маловероятные шансы то только у мотор-редуктора червячного(либо комбинированного).

[Inti]

Если качественный редуктор на шестеренках КПД примерно до 90%.
Но шансов у него поднять просто нет т.к. гравитация работает непрерывно, все время поднятия груза(описано ранее)-нет тормозного эффекта на обратное вращение гравитацией

Ответ неправильный. Правильный скорее всего вот такой (по подсказкам ChatGPT):

энергетическая ёмкость одной алкалиновой батарейки АА составляет примерно 13500 джоулей. Однако это идеальное значение, и на практике доступная энергия может быть меньше из-за потерь при реальном использовании.

Работ по подъёму груза 15 кг на 2 метра =  294Дж

Т.е. теоретически можно поднять 45 раз одной батарейкой.

С работой разобрались. Теперь главное разобраться с мощностью. Ясен пень что если мощность мотора недостаточна то ничего не получится. И необходимая мощность для подъёма зависит от времени подъёма.

 АА-батарейка выдаёт максимум 3 ватта, но я возьму 2 ватта. Итак, ChatGPT выдал вот такой ответ на вопрос:

ВОПРОС: с какой скоростью нужно поднимать 15 кг груз на высоту 2 метра с помощь батарейки которая выдаёт 2 ватта?

ОТВЕТ: при мощности в 2 Вт, для поднятия груза массой 15 кг на высоту 2 метра потребуется примерно 147 секунд (две с половиной минуты).


ВОПРОС: а при мощности батарейки 1 ватт?

ОТВЕТ: при мощности источника в 1 Вт, время, необходимое для подъема груза массой 15 кг на высоту 2 метра, составляет примерно 5 минут.

Похоже на то что при более-менее эффективном редукторе АА таки сможет поднять, и возможно не один раз. Чат говорит что эффективность редуктора из 2-х шестерёнок может быть 90%, ну возьмём 50.

Короче, при правильном моторе и редукторе минут за 10 батарейка такой груз поднимет не особо перегреваясь. Вопрос только в том сколько раз. Похоже что несколько раз уж точно.

ОТВЕТ: теоретически батарейка АА, выдающая мощность 1 ватт, может проработать около 180 минут или 3 часа.

[ShamgA]

Можно использовать храмовый механизм и импульсный привод. В промежутках между импульсами «непрерывная гравитация» действовать не будет

[Inti]

Можно использовать храмовый механизм и импульсный привод. В промежутках между импульсами «непрерывная гравитация» действовать не будет

Можно, но не нужно. Просто представьте себе игрушечный электромотор на ось которого наматывается нитка с небольшим грузиком (например пуговицей). Если мощности хватает то вообще нет проблем. Если уж очень хочется храповый механизм - то в моторчики с постоянными магнитами он УЖЕ автоматически встроен - т.е. если крутить вал руками то чувствуется сопротивление магнитов которые не позволят провернуть вал без достаточного усилия.

[Inti]

ЧатГПТ подсказал что диаметр второй шестерни должен быть около 40 сантиметров при мощности 1 ватт и диаметре шестерёнки на валу мотора 4 миллиметра.
Особого доверия к этому ответу нет. Но ясен пень что если вторую шестерню сделать диаметром 2 метра, и прицепить к ней 15 кг гирю - то она будет поднята. Только смазки на вал двухметровой шестерни нужно чуток добавить.

[Lunatik-k]

Работ по подъёму груза 15 кг на 2 метра =  294Дж

Ответ неправильный это энергия гравитации воздействующая на груз в течении 1 секунды.
Чтобы удержать этот груз на этой высоте в течении 100 секунд нужно затратить 
294Дж*100  = 29400 Дж, что значительно больше энергии щелочной батарейки.
А Вы собрались её подымать на шестереночном редукторе 147 секунд.

Гравитация работает непрерывно каждая секунда это +294Дж,чтобы просто не уронить .
На подъем требуется большая энергия.

Шестереночный мотор-редуктор не имеет никаких шансов.

Червячный мотор-редуктор имеет минимальные шансы т.к. там удерживается вес, невозможностью обратного вращения колеса, которое тормозит червяк.

[Старый]

Гравитация работает непрерывно каждая секунда это +294Дж,чтобы просто не уронить .

Физик, чё...

[Inti]

Гравитация работает непрерывно каждая секунда это +294Дж,чтобы просто не уронить

Ну тогда я вас поздравляю, вы только что изобрели вечный двигатель. Достаточно поставить гирю на стол (чтобы просто не уронить) - и можно каждую секунду получать 300 джоулей энергии. Бесконечно.

[Lunatik-k]

Гравитация работает непрерывно каждая секунда это +294Дж,чтобы просто не уронить

Ну тогда я вас поздравляю, вы только что изобрели вечный двигатель. Достаточно поставить гирю на стол (чтобы просто не уронить) - и можно каждую секунду получать 300 джоулей энергии. Бесконечно.

Когда Вы ставите(вешаете) гирю на пружинные весы, она сминает пружину с определенным усилием.
Пружина непрерывно противодействует её падению.
Так вот у вас вместо пружины шестереночный мотор-редуктор противодействует её падению, двигатель все время тратит энергию чтобы не уронить гирю.
Вот и считайте энергетические затраты во времени.

[Serge V Iz]

А пружина, стало быть, тоже копит в себе энергию? Интересно, сколько мегатонн в тротиловом эквиваленте можно получить из добротной и хорошо выдержанной пружины?