Может ли работать винтовой двигатель?

Винтовой двигатель первоначально описан в этой статье НАСА ; см. также объяснение YouTube от Антона Петрова

Проблема может быть с питанием устройства. В оригинальной статье используются ионы в тороиде, чтобы толкать корабль, генерируемый мощным источником энергии (например, ядерным или термоядерным). Но что, если это колесо физической реакции?

Если вы сообщаете большое количество углового момента внутри колеса, не будет ли эта дополнительная энергия придавать колесу большую «массу», поскольку энергия - это масса. Тогда ваша поделка могла бы «оттолкнуться» от колеса (передав положительную силу на вашу поделку и отрицательную на колесо). Затем, прежде чем колесо оттолкнется (в конце вашего корабля), вы используете другое колесо (накопительное колесо), чтобы зафиксировать угловой момент и сохранить его. Это снижает массу основного реактивного колеса, и когда оно «толкает» обратно ваш корабль, его масса становится меньше (придавая меньшую отрицательную силу вашему кораблю и обеспечивая чистый выигрыш). Затем, после того, как колесо снова движется вместе с вашим кораблем, вы снова передаете энергию обратно в основное колесо из колеса-накопителя, и ваш корабль снова отталкивается от него (и повторяйте это как можно чаще).

Если использовать этот метод, то начальный импульс в главном реактивном колесе может быть создан до того, как корабль будет запущен, и, таким образом, единственная проблема заключается в том, чтобы передача энергии от одного колеса к другому была как можно более без трения. Несомненно, вам нужно добавить немного энергии по мере движения корабля, чтобы компенсировать то, что теряется на трение, но тогда количество энергии будет намного меньше, чем в предлагаемой конструкции ионов. Или эти двое представляют более или менее одно и то же, просто одеты по-разному?

Может ли это работать?

Тесно связанный physics.stackexchange.com/questions/508747/… . В то время как физики решают, что это не по теме, как не относящееся к мейнстриму, некоторые комментарии полезны. В частности, один от @knzhou, который я процитирую ниже.
Цитата: Релятивистская динамика во многом отличается от ньютоновской динамики. Сила больше не параллельна ускорению. Ускорение становится тем труднее, чем быстрее движется объект. Вы можете сымитировать некоторые из этих изменений, просто притворившись, что у вас все еще есть ньютоновская динамика, но масса может меняться со скоростью, но мы не используем этот язык в физике, потому что он вводит в заблуждение — есть много эффектов, которые эта идея не может уловить. (Например, тот факт, что сила не параллельна ускорению.) Это очень хрупкая аналогия, вызывающая множество концептуальных ошибок. — кнчжоу 17 окт в 19:32
Как вы пришли к такому выводу @uhoh, и я должен отметить, что мой вопрос был отредактирован. Первоначально я хотел сказать, что описания, подобные описанию Антона, которое я упоминаю в посте, похоже, сосредоточены на том, сколько энергии они потребляют. Но реальный вопрос в том, будет ли это действительно функциональный двигатель или он выйдет из строя. Я сам сомневаюсь, что это может работать, но я не вижу в физике ничего, что представляло бы проблему.
@Steve Прошу прощения за то, что не проверил другие обмены стеками, все, на что я смотрел, это пробел при поиске дубликатов, но боюсь, я не совсем понимаю цитату, которую вы опубликовали. Я проверил исходный пост knzhou, но, похоже, он не объясняет больше этого. Если вы понимаете больше, можете ли вы уточнить?
@JayLaughlin Теперь я вижу из истории редактирования , что ваш вопрос был тщательно отредактирован кем-то, кто затем написал ответ на отредактированную версию и позже удалил этот ответ. Я собираюсь опубликовать краткий ответ сейчас, но я думаю, что в этом конкретном случае вы можете свободно либо откатывать свой вопрос до исходной формы, либо редактировать дальше, чтобы вопрос задавал именно то, что вы хотели бы спросить.
@JayLaughlin Я думаю, что цитата в основном говорит о том же, что и отличный ответ uhoh ниже

Ответы (1)

тл;др:

Проблема в том, что эта идея основана на фундаментальном непонимании специальной теории относительности.

+

второй закон Ньютона Ф "=" м а точно не работает в специальной теории относительности.

+

Но если вы вместо этого запишете второй закон Ньютона как Ф "=" г п / г т , где п есть импульс, это точно работает (и одинаково для всех наблюдателей) даже в специальной теории относительности.


Источник, указанный в вопросе, - Helical Engine ( PDF слайды), написанный Дэвидом Бернсом, менеджером по науке и технологиям Центра космических полетов Office Marshall.

Я все еще ищу цитату, но, кажется, недавно прочитал, что Бернс с готовностью признает, что лечение, похоже, нарушает закон сохранения энергии и поэтому вызывает подозрения. Представляя идею в виде слайдов на встрече ученых и инженеров, цель состоит в том, чтобы позволить другим проверить лечение, поскольку Бернс еще не смог выявить возможный недостаток.

Это абсолютно нормально! Так работает наука. Проблема заключается в кликбейтинговых интернет-статьях в популярных СМИ.

Обратите внимание на последний раздел последнего слайда «Выводы»:

  • Основная концепция не доказана
  • Не проверено профильными экспертами
  • Возможны математические ошибки!

Презентация NASA Helical Engine Выводы слайд

Тогда взгляните на недавнюю статью, опубликованную в Forbes. Вот краткий раздел обширной статьи « В последний раз нет, инженер НАСА не сломал физику с помощью невозможного двигателя».

Статья тщательная и глубокая, и ее стоит прочитать полностью, чтобы получить лучшее представление о том, как должны быть взяты вместе сохранение энергии, специальная теория относительности и электромагнитная теория. Статья сокрушается опрометчиво (мое слово) опубликованных кликбейтных статей, которые были размещены в популярной прессе и по этому поводу.

Специфика идеи Бернса в корне ошибочна, что очень характерно для нефизиков. (Бернс имеет докторскую степень в области электротехники.)

[...]

Проблема в том, что эта идея основана на фундаментальном непонимании специальной теории относительности. Это правда, что когда вы ускоряете объект, близкий к скорости света, то же самое ускорение (или тяга) будет увеличивать вашу скорость на гораздо меньшую величину, чем быстрее вы движетесь; второй закон Ньютона Ф "=" м а точно не работает в специальной теории относительности. Ни один объект никогда не может двигаться со скоростью света, и поэтому, продолжая прикладывать силу к релятивистскому объекту, вы как бы увеличиваете его массу, а не только скорость. Различные наблюдатели будут расходиться во мнениях относительно массы и скорости объекта.

Но если вы вместо этого запишете второй закон Ньютона как Ф "=" г п / г т , где п есть импульс, это точно работает (и одинаково для всех наблюдателей) даже в специальной теории относительности. Если бы Бернс правильно учел общий импульс системы ящик+кольцо, который должен включать энергию/импульс приложенных полей и сил, необходимых для ускорения отдельных компонентов (например, кольца) внутри ящика, он бы отметил, что полный импульс никогда не меняется, даже при релятивистских преобразованиях и идеально упругих столкновениях кольца и ящика.

Вместо этого он исследовал кольцо в одиночку, что привело к его математическим ошибкам и несостоятельному заключению. Фактически, ранее существовавшие эксперименты с фиксированной целью на коллайдерах частиц уже продемонстрировали сохранение импульса, что служит контрпримером ожиданиям Бернса. Его идея уже умерла.

Вечный двигатель «Популярная механика» Источник (щелкните, чтобы открыть полный размер)

Вечный двигатель долгое время был священным Граалем мастеров и изобретателей, но он нарушает законы физики, в том числе третий закон Ньютона и законы термодинамики. Новый «винтовой двигатель» Бернса — всего лишь последний пример самообмана, пробившегося в основные научные дискуссии. НОРМАН РОКВЕЛЛ / ПОПУЛЯРНАЯ НАУКА


См. также эту страницу Reddit ( здесь ), в которой этот пост включает:

«Документ» находится на сервере технических отчетов НАСА, поскольку его автор является директором отдела науки и технологий космического центра НАСА «Маршалл». Он является менеджером уровня генерального директора.

Ошибка в статье в физике бакалавриата.

[...]

Но многие даже хорошие ученики совершают глупые ошибки — это очень распространено. К счастью, их ошибки не становятся сенсацией, как эта. Это огромное лицо-ладонь.

в нем содержится обширная критика чрезмерной популяризации разговора.

Спасибо за прекрасный ответ, и особенно за включение части о том, как 2-й закон Ньютона в его первоначальной формулировке все еще остается в силе для релятивистских случаев; это часто понимают неправильно. «Когда масса в интерпретации Эйнштейна стала функцией скорости, ни на йоту в законах Ньютона не нужно было менять». - Петр Бекманн в «Истории числа Пи»
@OrganicMarble Я только что отредактировал в конце («Смотрите также»). Просто к вашему сведению