Moment de toroid impuls
1. Formarea turbionului - una dintre modalitățile de auto-organizare a materiei.
Ipoteza unui vortex toroidal se bazează pe teorema Helmholtz pe vârtejuri într-un fluid ideal. Conform acestei teoreme, cablul de vortex trebuie închise sau peste, sau se încheie la granițele lichidului. Deoarece mediul limite de câmp nu are, atunci în conformitate cu teorema lui Helmholtz, este o opțiune pentru firul vortex - să se retragă în inelul toroidal (toroid). În acest sens, este necesar să se analizeze în detaliu proprietățile turbionul toroidale ca structură fizică, care este baza pentru crearea obiectelor materiale la orice chestiune de nivel struktry.
2. Modelul simplu rotative toroid.
Luați în considerare cel mai simplu exemplu de realizare a unui vortex toroidal (vezi. Figura). Lăsați raza inelului circular al axei solenoidali de simetrie a toroid (nucleul vortex, al miezului vortex) simbolul Rt. și propria secțiune de bază vortex raza notat Rv (de vortexul engleză - vortex).
Toroidale Vortexul există două forme de mișcare de rotație:
1. Domeniul de rotație toroidale a particulelor medii care formează nucleul vortexului, această rotație are loc în raport cu axa de rotație a miezului toroidal la o viteză unghiulară # 969; v.
2. circulară rotație vortex toroidal numai în raport cu axa centrală perpendiculară pe planul desenului, o viteză unghiulară # 969; t.
3. Viteza vortexului toroidal rotativ.
câmp de viteze tangențiale particulelor medii care constituie vortexul toroidal pentru a avea două componente prezentate în schema următoare:
1. skorostivv Vortex (vectorii acestor viteze se află în planul desenului și este indicat printr-o culoare roșie), valorile lor cresc liniar de la zero la circulară axa miezului vortex la suprafață cu raza Rv miezului vortex. deoarece nucleul vortex în conformitate cu teoria Helmholtz este rotită în jurul axei sale de rotație cum ar fi solidă.
2. Viteza inelară Vt (vectorii acestor viteze sunt perpendiculare pe planul figurii și culoarea violet marcate), valorile lor cresc liniar de la zero la axa centrală a toroid la valoarea curentă (dacă calculul ar trebui să ia în considerare raza toroid Rt).
Modul vv vitezei vortex la raza curent RV. reprezentată grafic față de axa miezului vortex când rv = Rv este
Dacă presupunem că mediul câmp al miezului vortex, vâscos, apoi RV> rv. adică atașat la miezul stratului vortex de delimitare a câmpului mediu, module Foucault viteze în vvb strat limită (din stratul englezesc graniță - stratul limită) este rapid redus proporțional (1 / rv). Un calcul simplu dă ecuația pentru determinarea vitezei de turbionare a modulului în stratul limită conectat:
Tăiați folosind con secțiune transversală dreptunghiulară centrată pe axa toroid două porțiuni vortex aceeași grosime infinitezimal, conturat de linii groase în figură. Aceste site-uri vor varia lățimea s și lungimea l. Raportul dintre volumul porțiunii externe Ve (din exterior Engleză - extern) la volumul porțiunii interioare Vi (din limba engleză interior - interior) va fi egal cu
Conform ecuației de continuitate modulelor de raport mediu vitezelor liniare ale acestor două situri în contextul ecuației (1), egal cu raportul dintre vitezele unghiulare. Și ar trebui să fie invers proporțională cu raportul Ve / Vi volume. Prin urmare:
Ecuația (4) indică în primul rând că viteza tangențială a aceluiași toroid particula miez miez vortex variază în timpul rotației în jurul propriei axe, schimbând astfel viteza de rotație și unghiul de frecvență fv = 2π # 969; v. În al doilea rând, din ecuația (4) rezultă că parametrul de proiectare de bază este raportul dintre razele de toroid (Rt / Rv). Viteza liniară totală indicată în Figura particule de mediu câmp albastru variază în timpul unei rotații a particulelor miezului vortex destul de ciudat, în funcție de raportul (Rt / Rv).
Momentul cinetic al vârtejului toroidal în jurul axei centrale poate fi determinată conform ecuației
în care Jzi - lea punct mediu inertsiii câmp de particule; # 969; i - numărul i viteza unghiulară a particulelor în raport cu axa centrală de rotație, în acest caz, axa Oz. Momentul de inerție al particulelor este o cantitate fizică I # 966; . numit într-un articol dedicat generalizarea doua lege a lui Newton. inerție de rotație. Și apoi ecuația definitorie pentru momentul impulsului particulelor Lx poate fi scris ca:
4. Energia mișcării vârtejului toroidal.
Totalul energiyaE # 931; rectiliniu se deplasează și rotirea simultană a particulelor toroidale constă din rectiliniu energie cinetică dvizheniyaEl particule de energie cinetică a inelar vortex toroidal ETOR rotirea în jurul unei axe centrale de simetrie și energia cinetică de rotație minimizată într-un cerc în jurul axei solenoidali miezului vortex vihryaEvor. Astfel, energia totală E # 931; vortex toroidal este definit de ecuația
Deoarece formarea unui vortex toroidal se referă la o schimbare a energiei cinetice a energiei zero, pentru a forma un inel și o rotație a toroidal energia de rotație, schimbarea de energie în loc de # 916; Wk poate pune energia mișcării de rotație sau ETOR Evor. dar în loc de a schimba pătratul vitezei unghiulare # 916; (969 # 2) pentru a pune pătratul vitezei unghiulare # 969; 2.
Momentul de inerție Jz. în funcție de masa, un vortex toroidal nu poate avea. De aceea, în loc să se introducă inerție de rotație a vârtejului inelului de rotație Itor și inerția de rotație a rolei de tur Ivor core vortex. Ca urmare, în locul ecuației (8) obținem două ecuații:
Valori calcule practice ale trei termeni ai ecuației (7) arată că (+ ETOR Evor) >> EL .Aceasta înseamnă că cea mai mare parte din energie este concentrată prin rotație vortex toroidal în interiorul vârtejului. Cu alte cuvinte, energia vortexului toroidale de rotație este aproape egală cu energia de repaus a se deplasează vârtejului toroidal. Prin urmare, natura folosește pentru a stoca energia sa potențială este vârtejuri toroidale la orice nivel al structurii materiei. Fizica modernă nu se axează pe această împrejurare fundamentală.