Альтернативные источники энергии

Задача заключается в определении закона движения ползуна от-носительно вращающегося стержня (рис.1). Хотя эта задача и решена [1, с. 108-109], физический смысл ее остался невыясненным, так как понять его можно только с учетом сил инерции, действующих на вращающийся ползун.
Поскольку частицы ползуна будут двигаться с разными окружными скоростями будут иметь место неоднородные поля скоростей и кинети-ческой энергии в функции координаты r, в результате чего появится цен-тробежная сила инерции Fцб, которая и заставит ползун перемещаться вдоль стержня во внешнюю сторону. Что касается центростремительной силы, то ее здесь нет, так как вращение ползуна осуществляется за счет его кинематической связи со стержнем. Поэтому центробежная сила в данном случае не будет уравновешена.
Решив уравнение относительного движения для ползуна:
                     (1)
с начальными условиями Vотн=0 при r=r0, получим:
 ;                        (2)
где ch - гиперболический косинус,  - угловая скорость стержня, при-нимаемая нами за постоянную величину.
Скорость движения ползуна найдем дифференцированием по времени  выражения (2) :
 ;                    (3)
Для скорости в относительном движении может быть получено и другое выражение из дифференциального уравнения:
 ;                    (4)
решая которое получим:
 ;
 ;
 ;
 ;
 ,
где
                         (5)
Таким образом, в данном примере центробежная сила инерции является реакцией не на центростремительную силу, а на вращение, т.е. на изменение траектории движения тела (ползуна).
Поскольку при движении ползуна вдоль стержня момент инерции вращающейся системы, состоящей из ползуна и стержня, будет увеличиваться, для поддержания скорости вращения на постоянном уровне необходимо к системе непрерывно подводить дополнительную энергию, за счет чего движущийся момент Мдв будет увеличиваться. Этот момент можно представить в виде произведения движущей силы Fдв, приложенной к ползуну, на плечо r (рис.2):
                         (6)
Движущую силу определим, взяв производную от кинетической энергии по перемещению S (по дуге окружности радиуса r):
 ,                        (7)
где E - кинетическая энергия ползуна, ds - бесконечно  малое перемеще-ние.
Имея в виду, что
 ;                    (8)
где
 ;     ,
получим:
 
 ;        (9)
Умножив и поделив правую часть этого выражения на d и под-ставив значение ds=rd, где d - элементарный угол поворота стержня, преобразуем выражение  (9)  к виду:
 ,        (10)
где d/d=, ак=2Vотн - кориолисово ускорение.
Таким образом, для вращения ползуна с постоянной угловой ско-ростью к нему необходимо приложить движущую силу, величина которой зависит от кориолисова ускорения и массы ползуна.
Необходимость этой силы можно объяснить двумя причинами [2, с.307]: поворотом вектора относительной скорости при вращении ползу-на и изменением величины переносной скорости при движении ползуна относительно стержня.
В первом случае половина движущей силы играет роль центрост-ремительной силы по отношению к мгновенному центру скоростей Pv (см. рис. 2). Величину этой силы можно найти через изменение кинети-ческой энергии E=mV2/2:
 ;                        (11)
где
         (12)
В результате получим:
     (13)
Во втором случае половина движущей силы служит для увеличе-ния переносной скорости. Ее также можно найти с помощью производной от кинетической энергии:
                         (14)
где
 ;
 
 ;                (15)
В результате получим:
             (16)
так как