Где, по Вашему, располагается центр масс системы относительно оси вращения?

Добавлено (08.08.2009, 22:24)
---------------------------------------------

Без груза можно обойтись, если на оси жестко закрепить не поплавок, а показанный здесь http://lat.ucoz.com/_fr/0/6652753.jpg
рычаг, но уже без груза. Тогда, если вывести ось наружу через сальники - можно изменять положение поплавка и, тем самым, вращательный момент турбины от нуля до максимума. Т.е. это - возможность автоматической стабилизации частоты вращения посредством механической или электронной системы стабилизации.

Я писал, что в данной конструкции вода действительно находится всегда с одной стороны.
С этой же стороны, естественно, располагается и центр тяжести системы. Только из этого не следует, что бочка будет вращаться.
Дело в том, что давление в жидкости передается равномерно во все стороны (закон Паскаля) и измеряется силой, действующей перпендикулярно к поверхности на единицу площади. Поверхность бочки цилиндрическая - поэтому в каждой точке этой поверхности сила давления жидкости будет направлена по радиусу бочки, т.е. по линии, проходящей через центр (ось вращения). Следовательно вращающего момента не будет.

Вращательный момент создает не давление а сила тяжести P= m*g,
а момент равен произведению силы на рычаг (расстояние от центра вращения до центра масс) M=P*r.
Таким образом из вашего утверждения

Нельзя также забывать, что взаимодействие жидкости с бочкой в данной конструкции происходит при отсутствии лопастей только по внутренней цилиндрической поверхности и поэтому направления сил на эту поверхность в любой точке перпендикулярно к ней и приводит только к распирающему действию, но не к вращению.
Сила есть, плечо есть, но угол между ними не тот - момента вращения нет.
Вообще то, такой вывод я не сейчас сделал. Подобный вариант бочки уже рассматривался в инете ... конкретно не помню где.

Почему мы с Вами пришли к разным выводам? Считать можно разными способами. Можно исходить из анализа гидростатического давления. Можно в некоторых случаях упростить расчет и исходить из веса жидкости, положения центра тяжести и плеча. Если результаты не совпадают, значит, где то допущена ошибка.
Ошибка вот в чем. Вы считаете левую сторону бочки сосудом , наполненным жидкостью и создающему неуравновешенный момент. Я считаю, что сосудом эту часть бочки считать некорректно, так как одна из стенок (поплавок) не принадлежит вращающемуся корпусу бочки. Поэтому при расчете вращающего момента неправильно исходить из веса жидкости в «сосуде», положения центра тяжести и соответствующего плеча. Правильнее будет рассматривать именно статическое давление, создаваемое жидкостью по всей поверхности взаимодействия. Давление воды будет восприниматься обеими стенками «сосуда». Но непосредственно на вращающуюся часть бочки жидкость воздействует только по цилиндрическому корпусу. Вот это давление и надо обсчитывать.

Цилиндрическая поверхность реального материального тела только кажется Вам цилиндрической. На самом же деле это сложнорельефная поверхность со множеством уступов и впадин, точно также как и реальная жидкость это не абсолютно безструктурная субстанция а, например в случае воды, конгломерат мельчайших но твердых кристаллов. Поэтому в реальности сила тяжести этих микрокристаллов всегда находит множество точек (микролопастей на "цилиндрической" поверхности) приложения в строго вертикальном напрвлении и, соответственно, Ваши утверждения

- как минимум абсурдны. Вы, фактически утверждаете, что центр масс - некая фикция, виртуальная реальность. Может быть Вас не затруднит указать точку приложения реальной силы тяжести, создаваемой реальной (не виртуальной) массой воды в рассматриваемой системе. Или она куда-то исчезла? Куда и по какой причине? Только не надо опять про цилиндры - если я Вас выше не убедил - возьмите любой учебник по материаловедению или обработке материалов или достаточно мощный микроскоп и убедитесь воочию.
Впрочем, у меня нет цели в чем-то Вас переубеждать.

Я думаю, что реальный вес всей массы воды в рассматриваемой конструкции бессмысленно прикладывать к какой-то конкретной точке. Здесь сам "сосуд" является виртуальным. Реальная сила веса воды распределяется между двумя разными, несвязанными элементами виртуального сосуда.
Слева – подвижная поверхность бочки, справа - неподвижный поплавок. Вот, если бы вместо поплавка была перегородка, жестко связанная с корпусом бочки, - тогда возможно было бы считать точкой приложения силы тяжести центр масс реального объема воды в реальном сосуде.
А в данной ситуации правильнее будет рассчитывать силу воздействия воды на каждый элемент сосуда раздельно, используя гидростатическое давление. Читайте закон Паскаля.

Надо быть внимательнее, уважаемый! В рассматриваемой системе вес груза к поплавку не добавляется, т.к. его точка опоры или подвеса - ось бочки. Более того: я указал способ, как обойтись вообще без груза. Так что не надо "наводить тень на плетень". Проделайте реально (а не в голове) эксперименты с тазиком - и Вам все станет ясна. Если это Вам надо, конечно.

В прочем, может быть у Вас с коллегой Viknik-ом здесь иные цели?

Ведь он упорно толкает читающих форум в сторону от реального положения вещей

игнорируя

Читайте реальную механику, Viknik. Там описано как и через что рассчитывается вращающий момент.

Закон Паскаля учтет и усреднит все микронеровности рельефа и давление жидкости в любом случае будет направлено перпендикулярно к поверхности сосуда в каждой его точке. То есть на каждую "микролопасть", работающую в одном направлении найдется рядом такая же "микролопасть", работающая в противоположном направлении. Нескомпенсированным останется только направление, перпендикулярное плоскости поверхности сосуда в точке взаимодействия. И откуда тогда момент, если сила направлена вдоль радиуса? В "реальной механике" написано, что момент в таком случае равен нулю. Вот такое, по моему, реальное положение вещей.

парни, не спорьте.., не работает эта схема с тупо весящим в воде поплавком - давно проверено на практике!
кастрюля на практике опрокидывалась при погружении в неё пустого сосуда - потому и решил проверить... но в бочке не работает.

Сила тяжести направлена строго вниз - отсюда и момент. Если Вы утверждаете, что сила тяжести исчезает - шНобелевка Вам обеспечена

Закон Паскаля гласит, что в жидкости давление передается равномерно во все стороны, а не только вниз. Так что шНобелевку можете отнести Паскалю. Я опоздал.

P.S. Уважаемый АПК. Почему вы так упорно пытаетесь оперировать в своих расчетах силой веса и положением центра тяжести.Это приводит Вас к неправильным выводам. Ведь здесь мы имеем дело не с твердым телом, а с жидкостью. Центр тяжести сосуда с налитой жидкостью - это виртуальная условная точка. Эта точка действительно смещена относительно оси вращения и сила веса направлена точно вниз. С этим никто не спорит. Если бы это была ось вращения всего сосуда, то он (сосуд), несомненно, повернулся бы в нужную сторону и центр тяжести его опустился бы. Но у Вас – это ось вращения только одной (левой) стенки сосуда, а правую стенку вы намеренно закрепили вертикально. В результате такой сосуд целиком повернуться не может. Поворот же отдельно только левой стенки (корпуса бочки) ничего не меняет в общем раскладе сил - положение центра тяжести и сила веса ведь останутся прежними, сколько ни крути. Поэтому в данном случае и причины для поворота не будет.

sas, связь есть - иначе на рычаг не было бы никакого воздействия. Вот цепочка причинно-следственных связей: Архимедова сила прижимает поплавок вверх к реборде (цилиндрической поверхности) бочки; благдаря криволинейной поверхности реборды возникает горизонтальная составляющая вектора силы Архимеда, направленная как раз в сторону рычага - это активная сила, порождающая реакцию рычага на поплавок - при этом сила Архимеда никуда не изчезает и по прежнему направлена вверх. Если, как Вы утверждаете, реборда не давит на поплавок - то и рычаг не давит на поплавок - что не соответствует действительности.

Выше я писал, что взаимодествие поплавка с опорой полностью не изчезает и зависит в том числе и от формы рычага (точнее - той его части, которая контактирует с поплавком). Тем не менее полной компенсации вращающего момента внутри системы уже не существует - она (компенсация) возможна только извне нагрузкой на валу.
Так что если аналогия с тазиком и не катит, то лишь частично. А в какой именно части - зависит от конструкции.

- сила тяжести при этом никуда не девается и направлена отвеку строго вниз - а Паскаль тут не причем и не виноват в этом. Не мучте, Бога ради, бедных Исаака и Блеза - ведь в гробах ворочаются. Думаю, они были достаточно скромны и вряд ли претендоваои бы на Вашу награду