¿Por qué no podemos hacer una máquina de movimiento perpetuo usando un imán para levantar un pedazo de metal y luego dejar que caiga?

Question

Obviamente, un perpetuum mobile no es posible por alguna ley de la física, porque la energía no puede ser "creado" o "destruido", sólo se transforma. Dicho esto, he tenido una idea para un perpetuum mobile y parece que no puede encontrar mi error (en realidad estoy muy cerca de edificio y de intentarlo).

Este es el plan:

Tome un pedazo de madera y adjuntar su extremo superior a un tornillo de forma que puede oscilar como un péndulo. A continuación, adjuntar un metal magnético en el extremo inferior de la madera. Ahora, colocar dos imanes en cada lado del péndulo, por lo que en la amplitud máxima, el metal apenas tocar los imanes y el swing de nuevo, debido a su peso. Ahora, en mi cabeza, si le das el péndulo de un poco de impulso, que se mueva en una dirección y son atraídos por el imán sólo un poco. Por lo tanto, en el "camino de regreso", va a tener un poco más de amplitud. Entonces se gira hacia el otro lado, más cerca del imán, que le tire el péndulo un poco más hacia arriba, aumentando la amplitud de además. Esto, en teoría, podría seguir y el péndulo nunca va a parar, va a ganar más impulso en el inicio.

Así que las condiciones son:

• El Metal debe ser lo suficientemente pesado como para que no se pegue a los imanes
• El Metal debe ser lo suficientemente magnética, de modo que obtenemos la amplitud en lugar de perder cada swing

Y esa es básicamente la misma. Soy consciente de que la construcción no podía trabajar, pero la lucha para encontrar donde hice mi error. De todos modos, si funciona, y los chicos de construir antes que yo: quiero el 50% de todas las ganancias y quiero que el nombre de Perpenduluum Móvil :D

Answer 1

Ahora, en mi cabeza, si le das el péndulo de un poco de impulso, que se mueva en una dirección y son atraídos por el imán sólo un poco.

Usted ha descuidado cuenta para la atracción magnética como el péndulo de bob vuelve a su posición central.

En el exterior de la pierna, estás en lo correcto de que el imán de la atracción se tire en el bob y darle más energía que la que habría en ausencia del imán. Sin embargo, en el partido de vuelta, el péndulo bob está tratando de alejarse de la fuerza de atracción del imán, y esto va a reclamar el todo de la energía adicional.

( ... ) si el sistema es perfecto, que es. En el mundo Real los materiales magnéticos se muestran cierta cantidad de histéresis, por lo que el bob va a perder un poco de más energía en el camino de vuelta que ganó en la ida.)

Este tipo de error es muy común cuando usted tiene un básico de la dinámica, que es conocido por ser conservador, y todavía parece ser la producción de energía - estás muy bien descuidar a tomar en cuenta las partes del ciclo en donde, en que la fuerza realiza trabajo en contra de su sistema. Para un ejemplo similar en acción, ver Lo que impide que esta magnético perpetuum mobile de trabajo?.

Answer 2

El movimiento perpetuo es imposible debido a la disipación, o si se prefiere el segundo principio de la termodinámica y no a la conservación de la energía.

Si el análisis de la propuesta de la instalación fue correcta, usted podría crear energía mecánica gratis !

En un primer análisis, dejando de lado el (inevitable) las pérdidas en el ferromagnético medio, su sistema es conservador : lo que tienes es una versión modificada de péndulo, donde el confinamiento potencial no sólo contiene la gravitacional parte, pero también un componente magnético. En realidad, la fuerza magnética disminuir un poco el recuerdo de par que tendría con la gravedad, y la amplitud de movimiento de hecho van a ser más grandes. Pero no obstante, un punto de inflexión donde la energía cinética se pierde, y cuando va a volver, va a llegar exactamente en el mismo ángulo para el punto de inflexión en el otro lado. Esto corresponde a un oscilador con una amplitud constante, debido a las pérdidas han sido abandonadas. Las fuentes de pérdidas son al menos : la fricción en el aire, la fricción de hacha, ferromagnéticos histéresis, corrientes de Foucault. De modo que la amplitud se reduce y el movimiento perpetuo de ser reducido a la inmovilidad perpetua...

Answer 3

Le falta que a medida que el metal pasa a través del campo magnético cambiante, las corrientes de Foucault va a ser producido.

Estas corrientes se traducirá en que el metal se calienta (con la cantidad dependiendo de la velocidad de los viajes y la fuerza de campo).

Este calentamiento se deriva fundamentalmente de que se desconecte la energía del sistema; y por lo tanto el meneo no puede ser hecho para siempre, incluso si el resto del sistema es perfecto.

Answer 4

Si desea utilizar estático imanes para que, de mientras balanceaba de atrás, el metal está más cerca del imán que atrae en dirección opuesta con respecto a su movimiento y, por tanto, tiene más impulso lejos como ganancias desde el otro imán. Así que la siguiente amplitud es menor. El resultado es, que su amplitud total sería de amortiguamiento relativo a la libre péndulo.

La aceleración de la fuerza por el imán en el otro lado es proporcional a $\cfrac{1}{(d+\sin \phi l)^2}$ y el deccelerating la fuerza por el imán en el lado cerrado es proporcional a $\cfrac{1}{(d-\sin \phi l)^2}$.

Donde d es la distancia entre el péndulo de masa y de cualquiera de los imanes en estado de reposo, $\phi$ es el ángulo de desviación y l es el péndulo de longitud. Dado que los Imanes son idénticos, tienen la misma prefactor. Lo que resulta de la fuerza de la adición a la positiva de la aceleración de la fuerza gravitacional es proporcional a

$$ \cfrac{1}{(d+\sin \phi l)^2} - \cfrac{1}{(d-\sin \phi l)^2} = \cfrac{(d-\sin \phi l)^2 - (d+\sin \phi l)^2}{(d-\sin \phi l)^2 (d+\sin \phi l)^2} $$

Como el denominador es ahora de nuevo el mismo para ambos contribuyendo fuerzas podemos descuidar para el curso de cálculo y el resultado en el total de la fuerza magnética proporcional a:

$$ (d-\sin \phi l)^2 - (d+\sin \phi l)^2 = d^2 - 2d\sin \phi l + \sin^2 \phi l^2 - d^2 - 2d\sin \phi l - \sin^2 \phi l^2 = -4d\sin \phi l $$

por lo tanto la oscilación dado por la fuerza de gravedad es amortiguada por las fuerzas magnéticas.

Edición: original de Mi tren de pensamientos estaba equivocado en esto. Al menos, los cálculos muestran que el oscilador es impulsado por una pequeña fuerza en comparación con el oscilador libre (sólo la gravedad). Por lo tanto, sin pérdida de energía de la 'magnético oscilador' acaba de oscilar más lento sin ningún cambio en la amplitud.

Answer 5

Un imán lo suficientemente fuerte como para jalar el metal será demasiado fuerte para dejarlo caer nuevamente.