冲量型惯性拉动方式,利用的是,同一个动量,对左边急冲,对右边缓冲。因作用时间差异,从而引出的冲力差。
直接上图。
图1
如图1所示,一个T型的封闭空间内(一个系统),左边有两个转轮(飞轮)O1,O2,右边是一条狭长的通道。通道靠右处有一条长形的,软性的弹簧。通道中间,有两个滑块A,B,大小相等,质量相等。初始状态,AB合在一起,左边两个转轮(可以理解为陀螺),O1逆时针转动;O2顺时针转动。某一时刻,AB发生爆炸,使得滑块A往左边运动;滑块B往右边运动。可知它们的动量大小相等,方向相反。
滑块A滑到左边,碰到转动中的两个转轮,碰点在D1,D2处。根据前边文章(飞碟这样直角转弯)中所提,陀螺的特点。两个转轮在受到滑块A的冲击后,它们的质心将会往左边快速飞出。几乎是瞬间完成。陀螺往左边飞,必然会带动整个系统往左边运动。这是一方面。
再来看另一方面,滑块B在爆炸后,往右边运动,在J处碰到右边的弹簧,由于弹弹簧较长较软,所以,滑块B慢慢的减速,最后停下来。在这个过程中,滑块B对系统的右边有一个缓冲的力的作用(变力)。
滑块A快速冲击,瞬间完成;滑块B缓缓冲击,慢慢完成。这两个冲击的时间是有很大差额的。根据冲量定义,冲量等于动量的变化量。即F t =P - P。,变换一下,可得,F = P - P。/ t 。滑块A冲击转轮的D点后,速度降为0,而冲击的时间极短,可知 t 很小。F冲力值就会变得很大。而右边,由于作用时间长,可知 t 很大,这样,右边的冲力F就会变得比较小。左边产生的冲击力很大,而右边的缓冲力,很小。一大一小,整个系统必然获得一个冲击力方面的差额。差额指往哪边,系统就会往哪边运动。由于左边获得的冲力大,所以,系统往左边运动。。
在实际工作中,如果真要在一个封闭空间中,放两个滑块,它们之间相互碰撞后,会产生非常复杂的,分分合合的撞击运动,不利于解析,应用。所以,应用中,两个滑块,改为一个滑块。
图2
如图2所示,一个系统,和图1一样。左边两个相反方向转动的转轮。中间一条狭长通道,右边靠右处,安放一条长形,软性的弹簧。初始状态,滑块R,在右边压住弹簧。系统处于静止状态。某一时刻,弹簧松开,将滑块往左边推出。这是一个缓缓的过程,等到滑块R在左边冲击两个转轮时,转轮瞬间往左边飞出,转轮的质心与系统刚性连接,带动系统瞬间往左边运动。由于滑块R对系统的左边冲击力大,而对右边反作用力(缓冲力)小,所以,产生一个冲力的差额。这个差额,将会使系统往差额方向运动,从而改变了系统的状态。
在这里,我们把作用力的时间差,转化成了作用力的大小差额。这一步转换,使得内力的相互作用,引发了系统状态的改变。
图3
冲量型拉动方式,实质上是在利用振动。如图3所示,滑块R就是一个振子。往左边振动的时候,它快速停止,它的振动是一个周期短,振幅小的振动;往右边振动的时候,它慢速停下来,它的振动是一个长周期,振幅大的振动。通道中的振子,总是在短周期振动和长周期振动之间进行切换。不同的振动(不同周期,振幅),振子对左,右两边的冲击力度不同,从而让系统获得力差。而这个力差,就是系统的动力。让系统改变自己状态的动力。
回过头来,看离心力型拉动方式,它同样是在利用振动。只是离心力利用的是单向振动,是利用了一个简谐振动的某一边(比如左边)。振子,总是往同一个方向运动,另一个方向却消失了。所以,系统才获得了动力,改变自己的状态。冲量型拉动方式,则是将两个完全不相同的简揩振动,进行分折,结合,组成一个新的复合振动,从而改变自己的状态。
到这里,惯性拉动原理的三个方式,就写完了,分别是:1,离心力型拉动方式。 2,角动量型拉动方式。 3,冲量型拉动方式。
后面,还有一种方式,也是属于离心力型拉动方式。只是离心力获得有区别,不是由摆动产生,而是由转动获得。明天继续写,欢迎继续关注。。