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Z-esfuerzo de torsión: ¿Cómo puede ser muestra intuitivamente que no funciona?

Hay un nuevo proyecto de kickstarter que pretende aumentar el par y la potencia en comparación con una normal de la manivela de la bicicleta (Z-Par en kickstarter). Si esta patentado (Patente de EE.UU. Número 5899119) enfoque funciona sería una revolución para el transporte personal.

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La idea detrás de esto es que una Z en forma de manivela debe permitir de alguna manera aprovechar mejor en comparación con una recta de la manivela. Hay un buen número de comentarios que esto no debería funcionar como se pretende, pero como en muchos de los casos, esto suena plausible en principio, pero que es incompatible con la física. Como el inventor y algunos de los seguidores están convencidos de que esto funciona en realidad estoy buscando un claro y simple argumento de por qué esto no es posible.

El uso de los vectores y de los productos cruzados ($\tau = \vec{r}\times\vec{F}$) esto es fácil de demostrar, pero puede ser demostrado con tan pocas abstracciones como sea posible?

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Dala Puntos 1187

Puesto que la manivela es rígida y simétrica, dibujar una línea recta conectando a los bandoleros a través del centro. La distancia radial de la almohadilla del centro es la longitud del brazo de esfuerzo de torsión . Si fuera a sustituir la manivela en Z con una biela que tenía la misma longitud del brazo de torsión, el esfuerzo de torsión en el centro de la manivela sería el mismo.

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Jafar Puntos 225

De una manifestación observable, todo se tiene que hacer es el jinete pisar un pedal. Con todo el peso del ciclista en un pedal en la posición de 6:00, sería obvio que está actuando la fuerza del pedal en el eje inestable en línea recta, y el "codo" de la biela no tiene ninguna importancia.

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brbdc Puntos 36

Hay una manera muy sencilla de explicar esto a un escéptico.

Supongamos que la manivela empieza como una simple varilla rígida de algún material muy fuerte, como el acero.

A continuación, supongamos que algunos materiales se agregan a un lado y se elimina de la otra, cambiando su forma un poco. ¿Eso cambia algo?

Supongamos que el proceso continúa, y un montón de material es removido de un lado y se agrega a los demás. ¿Eso cambia algo?

EDIT: Otra forma de mirar. Supongamos que usted comience con un diamante en forma de una pieza de acero. Actúa como el original de la manivela, a la derecha?

A continuación, quite el material desde el centro, dejando una imagen-la forma del marco. ¿Esta ley diferente de la original de la manivela?

A continuación, cortar un lado de ella, dejando una forma de V. Ahora lo hace actuar de manera diferente?

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El comportamiento de la manivela es el mismo, ya sea directamente o deformes, suponiendo que el material es lo suficientemente fuerte como para ser rígidos. La distancia entre los dos puntos de pivote sigue siendo el mismo, por lo que desde el punto de vista del pedal y el centro de pivotes es indistinguible de la recta de la manivela.

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Kira F Puntos 61

Suponga que la longitud de la manivela en sí, no de la longitud entre las almohadillas de las patas y el centro, es lo que importa en la determinación de la fuerza aplicada. Siguiendo esta hipótesis, una de dos metros de doblado-más-allá-del reconocimiento de la manivela sería aún más eficaz. Mostrando que el "intuitivo" la creencia de que "más de la manivela = más poder" no se sostiene.

Alternativamente, después de la inicial, el mal, la asunción, también podríamos construir una manivela que era básicamente un cuadrado y cuatro curvas a la misma dirección, con una ligera curvatura hacia los lados para permitir a un lado de la plaza para pasar su primo. Esta manivela debe también, de acuerdo a la nutjob teoría, ser más eficientes. Ahora, pregunte por qué un seriest de los pernos de conexión de los dos lados corriendo uno al lado del otro haría una pizca de diferencia...

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Alan Rominger Puntos 13921

Para afirmaciones como estas, creo que es importante conseguir algo específico acerca de lo que las reclamaciones se hacen realmente. Las reclamaciones se argumenta con lógica, y como tal, el demandante finalmente se ejecutará en las contradicciones - que son las mismas observaciones que condujeron al desarrollo de la física real. Yo diría que en la mayoría de los casos a lo largo de la historia humana, el demandante, a continuación, altera la historia:

  1. evitar temporalmente la contradicción, o "discutir de todo"
  2. aluden a creíbles ciencia que describe, en realidad, algo más

Mi ejemplo favorito de #2 es el Torio láser de los coches de motor. Si empiezan a leer, usted va a encontrar una serie de artículos escritos por personas que no tienen conocimiento relevante. Sin embargo, si usted sigue el agujero del conejo en internet el tiempo suficiente te cáscara de referencias reales de la ciencia que propone accionados por acelerador subcrítico reactores de Torio, donde el "láser" es realmente haces de partículas cargadas, pero las innovaciones que permite que se realiza con el láser, sin producir productos de fisión (totalmente absurdo), y lo suficientemente pequeño como para poner en un coche - eso es secreto. Este punto también es sospechosamente cerca de donde usted encontrará el botón de donar. Que fue un poco de la tangente.

Después de ver los videos, estoy convencido de que este es un caso de #1. Voy a argumentar esto mediante el uso de estos dos diagramas de su video.

the crank geometry

Esto es lo mismo que se muestra en la pregunta. Yo quería estar seguro de que la interpretación de que la reclamación es correcta. Es. Aquí está la 2da parte del argumento.

The smoking gun

Yo diría que esta como un poco de una "pistola humeante". Vamos a decir $\theta$ es el ángulo desde la vertical donde el pie se encuentra. Él es en realidad argumentando que cuando el $\theta=0$ el torque es cero cuando el uso de la z-manivela, aunque es cero cuando el uso normal de la manivela.

Si el nivel de la universidad de primer año de la clase de física hizo su trabajo, que debe ser capaz de refutar la reclamación con esta información, como es de sobra suficiente. El anterior pensamiento representa un malentendido fundamental de la física en el trabajo. No necesitamos mirar el resto de las reclamaciones, o su enfoque que usted puede utilizar:

la mayor parte de la rotación para la generación de energía

Su punto de forma de las dos imágenes es suficiente para refutar las reclamaciones. El núcleo de la incomprensión es la creencia de que el "par" viene de la dirección de la manivela de material local para el eje. No, el par se basa en donde se aplica la fuerza. El pie se aplica la fuerza. El pivote está todavía en el mismo lugar. El pivote está en el mismo lugar, la fuerza está en el mismo lugar (establecimiento $\mathbf{r}_1=\mathbf{r}_2$), es de la misma magnitud, y es en la misma dirección (establecimiento $\mathbf{F}_1=\mathbf{F}_2$) - el par de apriete de los dos casos es la misma ($\boldsymbol \tau = \mathbf{r}\times \mathbf{F}$). Él dice que no. He terminado, porque la totalidad del punto de Kickstarter proyecto se basa en la idea de que no lo son.

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