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角动量不守恒的实验报告(3)
[楼主] 作者:新能源新科技3  发表时间:2014/02/17 09:41
点击:548次

 

角动量不守恒的实验报告(3

  原创作者 马天平(地址 新郑市)

(2014-02-16)

 

 

注:本文是根据笔者2014-01-29的文章"角动量不守恒的实验报告"改编。

 

实验名称:角动量不守恒的实验

作者  马天平 (地址 新郑市)

(一)实验目的:验证角动量不守恒、否定角动量守恒定律。进一步发现该实验能够否定牛顿第一、三定律、否定相对论力学F=dp/dt,否定狭义相对论。

(二)实验日期(2014年、01月、27日)

(三)实验原理:质量相同、不同轴的飞轮之间,如果啮合产生的旋转方向相反,那么,将会由于飞轮之间转动方向不同而产生角动量抵消现象,使啮合后系统的角动量不守恒。

 

根据笔者2013-06-06的文章"平行轴系统啮合的角动量不守恒",设计了小电机飞轮通过皮带传动,来间接啮合不同轴的飞轮。实验中,小电机的飞轮正方向(顺时针)自转,皮带带动另一个飞轮产生反向旋转,使两个飞轮旋转方向不同、角动量方向不同,使系统产生角动量抵消现象,使啮合后系统的角动量不守恒。

 

(四)、实验背景和实验原因分析:

引用维基百科"角动量守恒定律 是指系统所受合外力矩为零时系统的角动量保持不变"。

所以,内力不能影响系统的角动量。

但是,由于系统内部可能产生力矩抵消,因此认为角动量守恒定律将存在例外。

参考笔者2013-06-06的文章"平行轴系统啮合的角动量不守恒"。 为了验证"平行轴系统啮合的角动量不守恒",下面设计、进行了一个小电机啮合系统的实验。

 

() 实验环境和器材:

普通平原环境,晴天下午,室内。

使用530AD-2F -12V的直流小电机,飞轮3.7cm、飞轮的铁皮配重直径4.3cm,包括配重铁皮的每个飞轮为15克。

使用12v小变压器(具有两个6v输出),全桥整流块和一个电容器(220uf、160v),开关,导线(包括大约0.1mm漆包线)、细木条矩形支架、可以悬挂物体的大支架(有钉)。

   小电机并联一个指示灯(串联1K电阻)。

  自行车内胎一小条,作为弹性吊线(长度10cm、宽度约2mm)。由于风筝线作为吊线的时候,在转动若干圈后(扭动的)弹性不佳,因此剪下自行车内胎作为弹性吊线。

使用自行车内胎材料的弹性小皮带(圈)。

 

(六)、实验步骤及现象:

1、将小电机定子固定在细木条支架上的一侧,使细木条矩形支架形成偏重。小电机上有飞轮(飞轮A)。

 

2、小电机旁边的(短)细木条支架上钻孔放置一个铝套作为轴套,把飞轮B放在铝套上。飞轮之间相距1cm。

 

(由于小电机飞轮比较高,因此铝套是放置在矩形支架上的一条短细木条上来增加高度,使矩形支架下部存在2层细木条)

 

3、把小电机上的飞轮(飞轮A),与铝套上的飞轮(飞轮B),使用弹性小皮带交叉连接起来,使两个飞轮的转动方向相反。

4、把细木条矩形支架,使用弹性吊线把细木条矩形支架悬挂在大支架的钉上,使细木条矩形支架水平、平衡。

(其中,弹性吊线与细木条矩形支架之间,通过一小段电线系在小夹子上成为电线圈、弹性吊线连接这一小段电线圈、夹子连接矩形支架,来方便移动悬挂点)

5、连接、安装小电机的指示灯、漆包线、导线、全桥整流块和一个电容器,以及变压器、开关。

使漆包线与吊线平行,漆包线在细木条矩形支架上固定,漆包线在大支架的钉上固定。

其中开关(和连接导线),位于变压器的一条输出线上。

 

6、变压器接通电源。

7、等待细木条矩形支架平衡、静止。

8、打开开关,指示灯亮,小电机定子带动细木条矩形支架一同逆时针转动,小电机上的飞轮顺时针转动,带动飞轮B使飞轮B逆时针转动。两个飞轮自转方向相反。

其中两个飞轮也随着细木条矩形支架一同转动。

 

9、实验中,有时候打开开关,指示灯虽然亮,但是飞轮没有自转,是由于电机受到的负荷太大。因此,实验中,有时候开关需要打开、关闭、打开,这样的方式来启动电机。

 

10、实验中,有时候,等到矩形支架自然的顺时针回转时,启动电机,矩形支架就会明显的逆时针转动。

 

(七)、实验附图

 

图1图2图3所示,电机工作,电机定子带动矩形支架逆时针旋转,两个飞轮自转方向相反(产生角动量抵消现象)。

 

(八)、讨论:       

实验中,由于两个飞轮旋转方向不同、角动量方向不同,使质量相同的两个飞轮的角动量抵消(或者减小),就会使系统角动量抵消(或者减小),使啮合后系统的角动量不守恒。

 

两个飞轮自转方向相反的角动量抵消(或者减小),与细木条矩形支架的角动量(包括小电机、包括两个飞轮随着细木条矩形支架一同转动形成的角动量),相比较,说明系统存在单方向的角动量。

所以,上述实验验证,角动量不守恒、角动量守恒定律存在例外。

 

实验中,木条矩形支架能够持续转动,是由于摩擦力损耗角动量、电源使电机克服摩擦力来持续的补充角动量。木条矩形支架对于电机轴不对称,形成偏心,这样的偏心部分受到的力没有对称性,使系统的内力矢量合不为零,产生角动量不守恒,使作用力反作用力定律不成立。

 

根据惯性定律,合外力为零系统质心将保持静止或者匀速直线运动,但是,上述实验中,(忽略水的摩擦力和重力)系统没有受到外力,系统从静止开始,发生系统质心转动现象,因此,惯性定律不成立。

 

实验中,系统角动量不守恒的现象,说明系统的内力矩矢量合不为零、系统的内力矢量合不为零,说明作用力反作用力定律不成立、角动量守恒定律不成立、惯性定律不成立。

 

实验中,(忽略水的摩擦力和重力)系统没有受到外力,系统的质心从静止开始转动,证明系统获得向心加速度、系统受到向心力。因此,这样的偏心系统,违反牛顿第一、二、三定律、违反相对论力学F=dp/dt,否定狭义相对论。

 

根据牛顿力学F=ma和相对论力学F=dp/dt,只有受到合外力才能从静止产生运动,因此,相对论力学F=dp/dt不能解释这样的角动量不守恒实验,角动量不守恒实验证明相对论力学F=dp/dt不成立、证明狭义相对论不成立。

 

(九)、结论:

平行轴的啮合系统中,内力力矩可以使不同轴上的啮合双方,由于自转方向不同而产生角动量(部分)抵消现象,使啮合后系统的角动量不一定守恒。

2013-06-06发表于中国预印本中的"大统一(五十七)"其中的文章"平行轴系统啮合的角动量不守恒"得到验证。

角动量不守恒实验,证明作用力反作用力定律不成立、角动量守恒定律不成立、惯性定律不成立、相对论力学F=dp/dt不成立、狭义相论不成立。

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[楼主]  [2楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/17 09:49 

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[楼主]  [3楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/18 19:59 

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[楼主]  [4楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/18 20:11 

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[楼主]  [5楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/18 20:30 

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 [6楼]  作者:王普霖  发表时间: 2014/02/18 23:42 

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 [7楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2014/02/19 00:06 

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 [8楼]  作者:王普霖  发表时间: 2014/02/19 06:10 

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[楼主]  [9楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/19 08:25 

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 [10楼]  作者:丁明良  发表时间: 2014/02/19 09:39 

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 [11楼]  作者:王普霖  发表时间: 2014/02/19 17:22 

对[9楼]说:
牛顿第三定律告诉我们作用力和反作用力大小相等方向相反,根据它可以直接推论出作用转矩和反作用转矩也是大小相等方向相反的。你想通过电机使一个转子和飞轮以及它所带动的一切负载转动起来,加速转子的同时,转子对定子一定有一个相同大小的反力矩。定子和支架都是固定在一起的,支架就会在该反力矩下转起来。如果你的实验是在真空中进行,支架的轴无阻尼,并假设周围没有任何场存在(重力场、电场、磁场),你这个共同体总角动量守恒。
从一个物体外部看这个物体是否有转动并不能判断它的角动量是否为零。
比如你把一个电机的轴用罩子封闭起来,罩子和电机外壳固定在一起,开关和电池也绑定在一起,这时电机转动与否你看不到。你把这个电机整体用无阻尼的线悬挂起来,环境也是无阻尼的,在完全静止状态时,你遥控开关将电机起动起来,你将看到这个整体会旋转起来,你会计算出角动量不等于零。但是你错了,整体角动量依然是零,因为电机内部的转子是在反方向转。
[楼主]  [12楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/19 17:56 

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[楼主]  [13楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/20 23:45 

【网评】杨芳洲:关于上海自贸区,不容忽视的危险
[楼主]  [14楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/20 23:47 

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[楼主]  [15楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/20 23:51 

10楼似乎不愿意支持4楼。
[楼主]  [16楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/20 23:52 

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[楼主]  [17楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/20 23:53 

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[楼主]  [18楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/21 21:23 

在一个系统中固定两个电机飞轮,包括两个飞轮的系统,其中任何一个飞轮被电机带动作为动力轮的时候,结果,从系统静止开始系统整体逆时针转动。其中的两个飞轮自转方向相反使两个飞轮角动量抵消、系统整体逆时针转动的角动量没有抵消。实验证明系统角动量不守恒。

简单的问题,
其中的两个飞轮自转方向相反使两个飞轮自转的角动量抵消,是、不是?
系统整体逆时针转动的角动量没有抵消,是、不是?
实验证明系统角动量不守恒。是、不是?
 [19楼]  作者:王普霖  发表时间: 2014/02/22 01:03 

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[楼主]  [20楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/22 06:38 

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 [21楼]  作者:王普霖  发表时间: 2014/02/22 15:51 

这个问题在地球绕太阳的上一圈儿时已经说过了,现在再说一遍?你认为支架整体转动起来了,两个电机转动方向相反、速度大小一样,角动量互相抵消了。你看两个电机速度大小一样是你站在支架上和支架一起转时看到的结果,而不是站在地面上看到的结果。
你依然没有记住我以前告诉过你的:当整体转动起来之后,这两个电机的转速ω只是相对支架相同,支架具有转速ω3。实际上,它们相对地面的转速已经不相同了。哪怕这两个电机轴上的飞轮如齿轮一样啮合在一起,没有丝毫转速差别,但是因为整体出现的角速度ω3,造成两个电机的实际角速度ω1=ω+ω3、ω2=ω-ω3。
 [22楼]  作者:王普霖  发表时间: 2014/02/22 16:08 

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 [23楼]  作者:王普霖  发表时间: 2014/02/22 16:11 

你肯花费少许资金进行实验非常可嘉,通过实验你的认识会得到很大提高。
[楼主]  [24楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/22 16:22 

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[楼主]  [25楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/22 16:23 

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[楼主]  [26楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/22 16:54 

按照21楼的逻辑“两个电机的实际角速度ω1=ω+ω3、ω2=ω-ω3”,那么,系统整体的角速度与飞轮角速度的方向有关。
可是,4楼中的实验(参考5楼、18楼)说明,任何一个飞轮自转方向改变,仍然会系统整体逆时针转动。
 [27楼]  作者:王普霖  发表时间: 2014/02/22 17:40 

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[楼主]  [28楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/22 18:45 

27楼的【在地面上看,和平台转速方向一致的电机实际转子转速是2000转/分,转速相反的那个电机转子相对地面的转速是零。】

===== 显然,转速相反的那个电机转子的质心,相对地面的转速不是零。
那么,在地面上看,对于转速相反的那个电机的自转部分(转子),究竟是计算转速是零的角动量,还是计算转速不是零的角动量?

对于系统的角动量,
如果认为需要计算转子自转角动量,那么,认为转子自转的转速是零,就违反自转的物理意义。
如果认为不需要计算转子自转角动量,那么, 4楼中的实验(参考5楼、18楼)说明,系统从静止,到逆时针转动,显然系统的角动量不守恒。

开普勒定律中,不知道是否允许叠加自转线速度?
教科书中,讨论角动量守恒定律的时候,不知道是否允许叠加公转角速度?
[楼主]  [29楼]  作者:新能源新科技3  发表时间: 2014/02/22 18:57 

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 [30楼]  作者:王普霖  发表时间: 2014/02/22 19:03 

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