Генератор инерции

[Fakir]

Факир, быстро расскажите Кенгуру, где там у Вас лаборатория! А то в нашей, похоже, такой штуки нет, а в Тарту ехать неохота.

Ну пущай едет в Долгопрудный на Физтех, в Главном Корпусе на пятом этаже, перед входом в Главную физическую аудиторию, слева, должна быть лаборатория для 1-го курса Если ничего не попереносили за ремонты крайних лет

Если сумеет вежливо поговорить с людьми, а не нести с порога всякую чушь - вполне возможно, дадут поиграться

[Виктор Левашов]

Вот вы говорите гайка. Она должна вписываться в круг.
Если задать в программе Кенгуру х=z=4, а у=1 - так, чтобы при включенном Cube Sides квадартик вращался вокруг центральной оси, как волчок и действительно был похож на гайку, то при скорост 5 вообще непонятно что получается. Такое впечатление, что скорость вращения увеличивается, причем во всех плоскостях.
Это вопрос к Кенгуру*5.
П.С. странная система координат. Я всегда думал, что х - ширина, у - длина, z - высота. А в программе у гайки что х и z - ширина и длина, а у - высота.  И варщается она вокруг оси у.

[El Selenita]

http://skepticsplay.blogspot.com/2008/07/home-experiment-spinning-box.html

The other thing you should observe is that when you try spinning around the red axis, the box spins in a really odd way. After you let go of the box, it will not simply spin around the red axis, but spin and flip around in unexpected ways. If you draw a big "M" on the box, sometimes it will flip around so that you see a "W".

OK I DID NOT GET WHAT THE HELL U PEOPLE ARE ON ABOUT WEIRD!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

 

[El Selenita]

Кстати, насколько правдива вот эта история про "Мир"?! Рассказано Фоулом? http://plus.maths.org/issue39/features/foale/index.html

So which of Mir's principal axes were stable? Unfortunately, Michael and his colleagues did not know. Neither did ground control in Moscow, as it turned out later.
...
Eventually, we managed to get a rough spin about the y-axis and to orient it in what we thought was the direction of the Sun.
...
The y-axis, as it turned out, was not stable. "I noticed that our rotation was stable for only about one and a half hours. Then the Mir would do a flip and the solar arrays were pointing exactly in the opposite direction. What we had discovered was that the y-axis was the one with the middle moment of inertia." Luckily though, with batteries charged and communications to the ground re-established, this did not turn out to be a major problem.

(Там рядом рисунок с коробочкой и рассказ, как она кувырнется, если вокруг средней закрутить. А также рассказ о том, что Фоул динамику вращения "Мира" сначала в космосе пытался просчитать, досчитал на земле и опубликовал в The Mathematica Journal, http://www.mathematica-journal.com/issue/v7i3/special/html/Links/index_lnk_1.html).

Вот здесь ещё детальнее: http://www.mathematica-journal.com/issue/v7i3/special/transcript/html/

But I did figure out, from a number of attempts to do this, that the c-axis is, indeed, the most unstable axis to use -- and each rotation is roughly twenty minutes. But the arrays lost track of the sun, and we ended up upside-down in relation to the sun. And then the cycle would continue. And this whole flip to upright again, where the solar arrays are once again able to track perpendicular to the sun, became the way we set it up. This cycle would last about eight or nine hours.

[Dims]

Здорово! А на чём программа написана?

Спасибо.
Дельфи.

А чем 3D рисовали? Специальный контрол там есть?

[El Selenita]

Вообще поискал в Гугле на английском - там полно подобных задачек. По бросанию книг, молотков и тенисных ракеток с закруткой вокруг средней оси. Дескать - вы не поверите, но оно переворачивается! Даже целые статьи пишут, типа вот: http://www.racquetsportsindustry.com/articles/2005/04/racquet_acrobatics.html


...Про Джанибекова ни слова.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Вообще поискал в Гугле на английском - там полно подобных задачек. По бросанию книг, молотков и тенисных ракеток с закруткой вокруг средней оси. Дескать - вы не поверите, но оно переворачивается! Даже целые статьи пишут, типа вот: http://www.racquetsportsindustry.com/articles/2005/04/racquet_acrobatics.html


...Про Джанибекова ни слова.

По-моему Вы переупрямили Кенгуру. Он уже давно успокоился, а Вам все Джанибеков покоя не дает. Ну чем Вам так Джанибеков насолил? :shock:
Пусть там они на западе ракетками и книгами занимаются, но гайку трогать не надо, она ГАЙКА ДЖАНИБЕКОВА, и все тут.
Или создавайте свою программу сами и назовите ее: эффект переворота вращающихся тел не имеющий специального названия, но основанный на формулах Эйлера... (ну или как то так)  И все будут так Вашу программу называть, если запомнят.  
И запретите на программном уровне исследовать вращение тел типа ГАЙКА. И пропишите в методичке, что  за упоминание студентами терминов ЭФФЕКТ ДЖАНИБЕКОВА и ГАЙКА ДЖАНИБЕКОВА, ставить двойку нещадно.
Только боюсь, что такую борьбу с антинаучной терминологией студенты будут называть... :roll: , правильно - маразмом.
     
Ну право, если Вы по пятому кругу пойдете громить антинаучные взгляды Кенгуру, вы рискуете показаться..., как бы это по мягче,  :roll: - смешным.

[Кенгуру]

Кстати, а как правильно рассчитать взаимодействие двух объектов для общего случая? То есть не столкновение двух материальных точек движущихся навстречу друг другу без вращений, а как бы реальных объектов, каждый из которых вращается произвольным образом, движется в произвольном направлении, и точка столкновения находится не на линии соединяющей центры их масс?

В общем случае это сложно. Нужно знать коэффициенты трения, реакцию тел на деформации и проч. Возможны ведь сложные деформации, передача энергии в колебания и т. п. В общем, придётся влезать в теорию упругости. Советую упростить задачу. Или скажите просто, что Вы хотите сделать.

Всеми коэффициентами можно задаться. Колебания думаю можно не учитывать в первом приближении.

Хочу проверить те две гайки, когда одна то разгоняется, то затормаживается, потому, что поворачивается вокруг своей оси, а вторая только разгоняется, разгоняется и разгоняется, потому, как никуда не поворачивается, как я описывал здесь.

Тогда можно будет либо опровергнуть такой генератор инерции расчётом, либо его подтвердить.

Но если подтвердить не удастся - ничего. Зато я узнаю, что в этом случае происходит со взаимодействующим объектами на самом деле. Можно будет посмотреть, попытаться осмыслить, поэкспериментировать, так сказать, в виртуальной среде. Это же интересно.

Догадываюсь, при столкновении должно произойти перераспределение скоростей вращения и скоростей движения. А вот каким образом ... чего-то я не очень понимаю.

Нужно знать много всего. Два стальных шара ведут себя при столкновении на малых скоростях не так, как мешки с песком. А на больших - не так, как на малых. А на очень больших - как жидкость. В общем, нужно конкретизировать и упрощать задачу.

Тогда выбираю стальные шары.

Вообще частный случай этой задачи изучают в школе. Но там вектора скоростей лежат на прямой соединяющей центры масс. Неужели если вектора скоростей отклонены, то всё настолько усложняется?

Вроде бы это всего лишь столкновения двух объектов ...

[Кенгуру]

Вот вы говорите гайка. Она должна вписываться в круг.
Если задать в программе Кенгуру х=z=4, а у=1 - так, чтобы при включенном Cube Sides квадартик вращался вокруг центральной оси, как волчок и действительно был похож на гайку, то при скорост 5 вообще непонятно что получается. Такое впечатление, что скорость вращения увеличивается, причем во всех плоскостях.
Это вопрос к Кенгуру*5.

Этот "эффект" происходит из-за накопления ошибок. Надо поставить галочку Accuracy, тогда точность расчёта будет в 1000 раз выше. В последней версии программы галка есть.
Либо можно снизить скорость вращения. Либо и то и то.

П.С. странная система координат. Я всегда думал, что х - ширина, у - длина, z - высота. А в программе у гайки что х и z - ширина и длина, а у - высота.  И варщается она вокруг оси у.

Гайка - это просто спецэффект. Реальные размеры отображает параллелепипед там. А вращается гайка вокруг тех осей, для которых заданы скорости. Если сделать больше скорость вращения по wz, то она будет вращаться вокруг z больше чем вокруг остальных. Если, конечно, и моменты инерции правильно заданы.

Здорово! А на чём программа написана?

Спасибо.
Дельфи.

А чем 3D рисовали? Специальный контрол там есть?

Для 3D - надстройка над OpenGL называется GLScene. Хотя в принципе можно и на голом OpenGL, так как ничего особо сложного вроде нету, кому как больше нравится.

[Кенгуру]

Факир, быстро расскажите Кенгуру, где там у Вас лаборатория! А то в нашей, похоже, такой штуки нет, а в Тарту ехать неохота.

Ну пущай едет в Долгопрудный на Физтех, в Главном Корпусе на пятом этаже, перед входом в Главную физическую аудиторию, слева, должна быть лаборатория для 1-го курса Если ничего не попереносили за ремонты крайних лет

Если сумеет вежливо поговорить с людьми, а не нести с порога всякую чушь - вполне возможно, дадут поиграться

А вы можете это сделать? Если с вами вежливо поговорить. Заснять на камеру там эффект Джанибекова и тут нам выложить на всеобщее обозрение?

[El Selenita]

По-моему Вы переупрямили Кенгуру. Он уже давно успокоился

Кажись, нет.

Пусть там они на западе ракетками и книгами занимаются, но гайку трогать не надо, она ГАЙКА ДЖАНИБЕКОВА, и все тут. (

А я вовсе не о гайке. Кенгуру, кажется, тоже.

Или создавайте свою программу сами и назовите ее: эффект переворота вращающихся тел не имеющий специального названия, но основанный на формулах Эйлера... (ну или как то так)  И все будут так Вашу программу называть, если запомнят.

Зачем делать своё, если Кенгуру и так хорошо сделал?

И запретите на программном уровне исследовать вращение тел типа ГАЙКА.

Александр, речь не о гайке.

Ну право, если Вы по пятому кругу пойдете громить антинаучные взгляды Кенгуру, вы рискуете показаться..., как бы это по мягче,  :roll: - смешным.

Ну и ладно. Но Вы, кажется, придаёте излишнее значение ГАЙКЕ. Кенгуру сам просил, чтобы ему сказали - где и как сие упоминалось ранее? Мне стало любопытно, посмотрел в интернете и нашёл, что в анклоязычном секторе это, оказывается, популярная тема. Почему-то в основном применительно к молоткам, но порой - к ракеткам и ещё книгам (наверное, книгу кидать сложнее, нужно ленточкой обматывать, чтоб не раскрылась ).

Заодно про станцию "Мир" нашлось - так что ГАЙКА ДЖАНИБЕКОВА заново переплелась с космической тематикой, заметьте, опять-таки отечественной. ИМХО, теперь то же явление применительно к спутникам (ну или хотя бы орбитальным станциям) можно назвать "эффектом Мира". И, что тоже примечательно, огласку и рекламу "эффекту Мира" дал иностранец Фоул, чем тоже внёс вклад в укрепление международного сотрудничества в космосе.

[El Selenita]

Всеми коэффициентами можно задаться.

Ой. Тензор напряжений, тензор деформаций...

Колебания думаю можно не учитывать в первом приближении.

Угу... Только при строгом решении задачи они появятся как результат... Это всё надо упрощать, иначе сложность задачи превысит разумные пределы.

Хочу проверить те две гайки, когда одна то разгоняется, то затормаживается, потому, что поворачивается вокруг своей оси, а вторая только разгоняется, разгоняется и разгоняется, потому, как никуда не поворачивается, как я описывал здесь.

Тогда можно будет либо опровергнуть такой генератор инерции расчётом, либо его подтвердить.

Не вижу смысла в подтверждении законов механики с помощью любых численных моделей, основанных на этих самых законах. Любые отклонения от законов механики в моделях, основанных на этих законах, могут быть связаны ТОЛЬКО с ошибками модели/неточностью  расчётов, потому что самосогласованность механики давно доказана.

Но если подтвердить не удастся - ничего. Зато я узнаю, что в этом случае происходит со взаимодействующим объектами на самом деле. Можно будет посмотреть, попытаться осмыслить, поэкспериментировать, так сказать, в виртуальной среде. Это же интересно.

Тогда на первом этапе советую перейти от свободного тела, что у Вас сейчас в модели, к общему случаю тела, на который действуют внешние моменты. Для этого в уравнения Эйлера нужно эти моменты внести. Справитесь сами? Или, если нужно, я скажу, что для этого нужно сделать.  В этом случае Вы сможете значительно расширить диапазон моделируемых явлений. Скажем, сможете моделировать гироскоп с одной-двумя степенями свободы. Сможете посмотреть, что будет с вращающимся телом, если по нему ударить сапогом (в грубом приближении). Или если его тянуть ниточкой. (Хотя, конечно, задание конкретного вида воздействия требует индивидуального подхода...)

Тогда выбираю стальные шары.

С ними проще.

Вообще частный случай этой задачи изучают в школе. Но там вектора скоростей лежат на прямой соединяющей центры масс. Неужели если вектора скоростей отклонены, то всё настолько усложняется?

Не, если всё как следует упростить, то никаких сложностей не будет. Если по-прежнему считать взаимодействие мгновенным и исходить только из законов сохранения. Мне просто показалось, что именно такое упрощение Вы сочли избыточным и хотели моделировать точнее. Но если Вы хотите ограничиться мгновенным бездеформационным ударом, то законов сохранения почти достаточно.

[Fakir]

А вы можете это сделать? Если с вами вежливо поговорить. Заснять на камеру там эффект Джанибекова и тут нам выложить на всеобщее обозрение?

Что - это?
То же учебная лаборатория, для студентов-первокурсников - я там и рядом не был после своего первого курса Лабу выполнил, лабу сдал - следующая на очереди И след. студент на установку.
Так что даже, честно сказать, не знаю, чем тут могу помочь Только адресом, наверное

[Dims]

...Про Джанибекова ни слова.

Там и про Попова не любят говорить в связи с радио...

Кстати. Радио тоже впервые открыл Герц, а не Попов и не Маркони.

[Dims]

Для 3D - надстройка над OpenGL называется GLScene. Хотя в принципе можно и на голом OpenGL, так как ничего особо сложного вроде нету, кому как больше нравится.

А вот я читаю, что она поддерживает два физических движка: ODE и Newton Game Dynamics. Интересно, эти движки поддерживают ли обсуждаемые явления?

[Dims]

Кенгуру, а Вы вот это использовали: http://en.wikipedia.org/wiki/Poinsot%27s_construction

Там написано, что это как раз метод визуализации вращательного движения без действия сил. Может быть, так будет меньше ошибок?

[El Selenita]

Там и про Попова не любят говорить в связи с радио...

Тут немного другой случай.

Кстати. Радио тоже впервые открыл Герц, а не Попов и не Маркони.

Ага. Радио как эффект. Но не радио как практически пригодное средство передачи информации.

[Кенгуру]

Всеми коэффициентами можно задаться.

Ой. Тензор напряжений, тензор деформаций...

Давайте зададим по 3 числа для каждого из них, как для моментов инерции.

Колебания думаю можно не учитывать в первом приближении.

Угу... Только при строгом решении задачи они появятся как результат... Это всё надо упрощать, иначе сложность задачи превысит разумные пределы.

Если сложность только в объёмах вычислений, то думаю можно будет с этим справиться.

Хочу проверить те две гайки, когда одна то разгоняется, то затормаживается, потому, что поворачивается вокруг своей оси, а вторая только разгоняется, разгоняется и разгоняется, потому, как никуда не поворачивается, как я описывал здесь.

Тогда можно будет либо опровергнуть такой генератор инерции расчётом, либо его подтвердить.

Не вижу смысла в подтверждении законов механики с помощью любых численных моделей.

Но ведь раз уравнение Эйлера не решается в общем виде, то значит подтвердить или опровергнуть законы механики можно только численными методами. Правильно?

Но если подтвердить не удастся - ничего. Зато я узнаю, что в этом случае происходит со взаимодействующим объектами на самом деле. Можно будет посмотреть, попытаться осмыслить, поэкспериментировать, так сказать, в виртуальной среде. Это же интересно.

Тогда на первом этапе советую перейти от свободного тела, что у Вас сейчас в модели, к общему случаю тела, на который действуют внешние моменты. Для этого в уравнения Эйлера нужно эти моменты внести. Справитесь сами?

То есть на этой страничке ( http://edu.ioffe.ru/register/?doc=physica/lect3.ch4.tex ) надо перейти от уравнения 31, к уравнению 30?

Далее за формулой 16 написано: "K есть сумма моментов всех сил, действующих на тело". То есть просто задаёмся тремя моментами К1, K2, K3, подставляем в формулу 31, вычисляем дельта омеги, далее омеги и так далее по кругу.

Так? Хотя, честно говоря, понимаю не совсем.

Или, если нужно, я скажу, что для этого нужно сделать.

Лучше, конечно, сказать.

Вообще частный случай этой задачи изучают в школе. Но там вектора скоростей лежат на прямой соединяющей центры масс. Неужели если вектора скоростей отклонены, то всё настолько усложняется?

Не, если всё как следует упростить, то никаких сложностей не будет. Если по-прежнему считать взаимодействие мгновенным и исходить только из законов сохранения. Мне просто показалось, что именно такое упрощение Вы сочли избыточным и хотели моделировать точнее. Но если Вы хотите ограничиться мгновенным бездеформационным ударом, то законов сохранения почти достаточно.

Я просто хочу начать с простого. Чтобы понять.

[Кенгуру]

...Про Джанибекова ни слова.

Там и про Попова не любят говорить в связи с радио...

Кстати. Радио тоже впервые открыл Герц, а не Попов и не Маркони.

А я недавно прочитал, что Тесла:

В том же 1893-м Никола Тесла сконструировал первый в мире волновой радиопередатчик, тем самым на семь лет опередив Маркони (первенство Теслы в изобретении радио было доказано и признано в 1943 году Верховным судом США). Используя радиоуправление, Тесла создал "телеавтоматы" - самоходные механизмы, управляемые на расстоянии. В Мэдисон-Сквер-Гарден ученый показал небольшие лодочки с дистанционным управлением.

http://www.3dnews.ru/editorial/nikola_tesla/print/

Не знаю, можно ли этому верить. В общем дело тёмное.

Для 3D - надстройка над OpenGL называется GLScene. Хотя в принципе можно и на голом OpenGL, так как ничего особо сложного вроде нету, кому как больше нравится.

А вот я читаю, что она поддерживает два физических движка: ODE и Newton Game Dynamics.

Ну, как, поддерживает. Эти движки на Си, а не на Паскале. Поэтому поддержка заключается в том, чтобы прописать их в uses и использовать ихнии dll'ки и использовать их функции. Вроде был какой-то компонент там специальный, чтобы интерфейс сделать поудобнее, но он сильно ограничен в возможностях и глючный.

Кроме того в них масса проблем. Там тоже есть раскрутка до бесконечности, и ещё улёт в бесконечность. События происходят по-разному в зависимости от скорости работы компьютера. Скажем была где-то демка с домино, которые у одних вдруг переставали почему-то падать, а у других падали нормально. Почему - непонятно. Непонятно почему некоторые объекты взаимодействуют именно так, а не иначе, и непонятно как настроить на правильное взаимодействие. Есть масса ограничений которых сразу не видно, а узнаёшь, только когда чего-то не работает. Например, нет трения качения в ODE, вернее оно типа по принципу: "сделай сам". Есть пропадание взаимодействий объектов, в определённых ситуациях. Скажем, торец цилиндра об торец цилиндра. Но не всегда. Почему так - неизвестно. Отследить - невозможно, потому, что другой язык. Описаний как там внутри всё устроено - нет. Самому разобраться ... Там так всё замудрено, как будто автор нарочно сидел и выдумывал, как бы ещё посильнее всё запутать, чтоб не понял никто и нигода. Или может это индусы писали, которым платят за объём, и поэтому которые самые элементарные вещи раздувают до невероятных размеров.

То есть - это просто некая вещь в себе, которая непонятно как устроена, и , так скажем, не слишком хорошо работает. Хотя, конечно, это лучше, чем вообще ничего.

Кенгуру, а Вы вот это использовали: http://en.wikipedia.org/wiki/Poinsot%27s_construction

Там написано, что это как раз метод визуализации вращательного движения без действия сил. Может быть, так будет меньше ошибок?

Честно говоря не понял. Мы можем найти Т:



Можем L:



А что делаем дальше? Как повернуть тело?

[El Selenita]

Давайте зададим по 3 числа для каждого из них, как для моментов инерции.

Увы, тут "задать" - ещё не всё.

Если сложность только в объёмах вычислений, то думаю можно будет с этим справиться.

Сложность постановке задачи. Иначе сложность вычислений будет такая, что справиться никак не получится.

Не вижу смысла в подтверждении законов механики с помощью любых численных моделей.

Но ведь раз уравнение Эйлера не решается в общем виде, то значит подтвердить или опровергнуть законы механики можно только численными методами. Правильно?

Конечно, неправильно. Уравнения получены из законов механики, стало быть, опровергать они её не могут ни при каких условиях (разве только механика внутренне противоречива, но это не так; механика внутренне непротиворечива, в отличие, например, от классической электродинамики).

То есть на этой страничке ( http://edu.ioffe.ru/register/?doc=physica/lect3.ch4.tex ) надо перейти от уравнения 31, к уравнению 30?

Далее за формулой 16 написано: "K есть сумма моментов всех сил, действующих на тело". То есть просто задаёмся тремя моментами К1, K2, K3, подставляем в формулу 31, вычисляем дельта омеги, далее омеги и так далее по кругу.

Ну да.

Так? Хотя, честно говоря, понимаю не совсем.

ОК, чуть позже откомментирую.

Я просто хочу начать с простого. Чтобы понять.

Тогда, может, действительно - сначала начать с внешних моментов, потом, если что, добавить мгновенный удар как источник внешнего момента?