Часть 9. Теория сил в опытах Теслы. Уравнение безопорного двигателя.

 

Где-то читал, что несмачиваемый порошок на поверхности жидкости в поле катушки Теслы собирается в комок или разбегается к стенкам сосуда. Попробовал, получается.

И Тесла описывал, что в некоторых опытах катушка становилась легче, так весы показывали. Ну, нет у меня точных весов. И не надо.

   

     Также есть  высказанное в Частях 1,3 предположение,  что изменяя свойства мультичастотного воздействия  можно подобрать его свойства и свойства системы  таким образом, чтобы использовать реакцию в качестве безопорного  движителя. Вопрос рассмотрен в этой части.

     Рассмотрим задачу возникновения сил, действующих между  механическими  частицам в мультичастотном поле. В природе излучателей такого поля разной интенсивности множество. Это и звезды и окружающие тела, которые (как будет ясно из нижеизложенного, отражают часть падающего на них мультичастотного поля). Легко заметить, что мы можем одинаково рассматривать системы  заряженных  однополярных +/- или нейтральных частиц (с бинарным зарядом)  поскольку имеем переменное поле с двумя полярностями каждой волны и каждая полярность действует на свой заряд. Если одна полярность притягивает, то другая отталкивает каждую полярность заряда. В силу несимметрии влияния,   показанного как плато на графике  в Части 1, понятно, что в таком поле для  механической системы  на частицу будет действовать неуравновешенная сила  в одну сторону по оси действия излучения. Найдем выражение для  действия этой силы.

     Отметим, что рассматриваемая система  изначально   имеет  чисто электрический характер взаимодействий   (заряженная или нейтральная частица в переменном мультичастотном электромагнитном поле).  Масса частиц  появится в рассмотрении уже потом - как следствие. Как говорится, я не виноват…

     Можно было подойти к решению задачи традиционно, решая  балансовое уравнение диффузии в мультичастотном  электромагнитном  поле для элементарной частицы: с учетом инерции и фазового запаздывания, обусловленных массой, и переходами с одного энергетического уровня на другой, с поглощением или излучением фотона после времени возбужденного состояния, плюс полевая деформация атомов и молекул, плюс еще что-то…    Если частица заряжена положительно:….     Если частица заряжена отрицательно:….

     А можно как Тесла, как везде про него пишут, использовать простейшие и древние  соотношения. Второй путь кажется,  нам естественно  предпочтительнее, если приведет к решению.

     Рассмотрим пример множества равномерно распределенных в пространстве частиц, находящихся в мультичастотном поле от произвольной, но конечной  группы точечных  источников. Пусть система  частиц будет стабильна во времени.

       Для решения задачи выделим в множестве частиц,  находящихся в покое,  произвольные две, находящиеся на расстоянии R друг от друга, которые назовем N1 и N2.  Пусть частицы  имеют массы m₁ и m₂.

         Будем иметь дело с плотностью потока энергии E_i [Дж/( м2)], где  i – номер источника, в котором находятся наши частицы. Считаем,  что имеется  N   источников и величина E_i нам  не известна, но известна сумма Е_Σ,,  которую можно замерить  ненаправленной антенной  с интегрирующим  спектральным анализатором.  Лучше с фазовой чувствительностью, чтобы иметь возможность корректировать воздействие. Или,  если нужен интеграл по частоте, то замерить можно  интегратором, поглощающим поток энергии и превращающим ее, например, в тепло. Да, обычным термометром. Правда здесь мы потеряем частоты, для которых термометр прозрачен.  Нужны уточняющие эксперименты.  Неизвестны и направления действия конкретных Е_i. Причем, в общем случае эти направления  не совпадают с прямой, проходящей через  центры наших двух частиц.  Пример рассмотрим в декартовых координатах.

   Пусть для простоты частицы будут шарообразными и имеют  известные  площади экваториального поперечного сечения  или  эффективные площади захвата S₁  и S₂,  Физический смысл этого параметра – площадь, умножив на которую можно считать, что вся  плотность потока энергии, падающая на  частицу с реальной геометрией и размерами поглощается на сто процентов, т.е., практически -  параметр эквивалентной антенны или избирательного экрана.  Для краткости будем называть параметр просто площадью S.

   В  соответствии с теорией мультичастотного поля    рассмотрим модель, где каждая частица  реагирует ОТДЕЛЬНО на любое излучение из совокупности. Имеем право, поскольку ряд Фурье  при определении энергетических и мощностных характеристик, как известно,  может интегрироваться  почленно (см.Часть 1).  То есть, сумма от воздействий  является аддитивной.  Конечно, для каждого отдельного Е_i сила действующая на частицу, попавшую в поле, не будет равна нулю ( но может уравновешиваться  силами других Е_j при i≠j ).

     На облучение каждая частица  по рассматриваемой модели в этом случае реагирует одинаково:

• При облучении потенциальная (внутренняя энергия частицы) не изменяется, частица  не нагревается и не меняются ее внутренние свойства так как она находится  в неизменном поле бесконечно долго
• Вся падающая на ее площадь S энергия поглощается - насквозь не проходит (по определению самого параметра S)
• Вся поглощенная энергия мгновенно (Δt<<T , где Т – время рассматриваемого процесса) превращается в две: Кинетическую Е_к   (появляется вектор  приращения скорости) и излучаемую равномерно во все стороны Е_и.   При этом изменяется  частотный спектр излучаемого  потока энергии с перераспределением энергии по частотам и появлением новых фазовых сдвигов как функции частоты.
• Действующий  на каждую из частиц внешний поток энергии действует независимо от других облучающих потоков  (и  независимо от наличия других частиц) по прямой действия поля, при этом  векторы приращений скорости частицы, на которую рассматривается влияние, складываются.
• Плотность излучения  убывает с расстоянием обратно  пропорционально площади шара с радиусом, равным расстоянию от частицы до точки измерения .

Разделим задачу на этапы:

1.      Рассмотрим сначала действие  облучения системы двух частиц  одним  источником с плотностью потока энергии Е_i (i=0)    c  угла,  произвольно ориентированного относительно частиц. Для краткости будем называть полем Е₀  .

2.      Проинтегрируем (суммируем) результат по i, изменяющемуся  от 1до N,  поскольку каждое излучение вызывает отраженную частицей составляющую, действующую по направлению на другие частицы и вызывающую определенную реакцию со стороны облученных частиц.

3.    Решим полученные  уравнения относительно скорости, вызванной силами, действующими  между частицами.  

      При решении задачи на первом этапе можно  разделить задачу на две параллельных, в одной из которых сначала выбранный   внешний поток энергии действует на частицу N2 и отраженный частично попадает на N1. А во второй последовательности – наоборот. Будем считать основной (на которой рассмотрим логику и получим формулы) первую задачу. Потом  используем  симметрию формул, поменяв  местами индексы 1 и 2 получим выражения для второй последовательности. Затем сложим полученные воздействия для частиц (напомню, вектора скорости каждый раз направлены по направлению передачи энергии, т.е.,  для отраженных энергий  -  по направлениям, соединяющим частицы).

     Введем понятие цикла.  Циклом будем называть передачу энергии от одной частицы к другой и обратно. Отметим при этом, что если частицы находятся в  мультичастотном  потоке энергии  Е₀, действующем с произвольного, но постоянного по отношении к частицам направления, то  после падения на каждую из частиц, часть потока  энергии  Е₀ преобразуется в кинетическую энергию (считаем, что внутренняя потенциальная не изменяется, нагрева нет) Е_{к(2, 0)}=mΔV_(2,0)²/2,  где ΔV_(2,0) прирост скорости по линии вектора влияния потока Е_0,   m – масса. Индекс «0» относится к внециклическому  первому облучению частиц внешним полем Е₀.  Остальная часть  энергии (Е_и(2,0)) сначала поглощается  частицей и тут же излучается   или отражается во все стороны равномерно с замеряемой на расстоянии r интенсивностью  пропорциональной поверхности сферы 4πr² (интеграл по поверхности сферы равен излученной энергии).

       Справедливым будет предположение, что с каждым  последующим отражением между частицами передаваемая от частицы к частице энергия будет значительно  убывать от цикла к циклу и самым мощным потоком энергии будет поток, полученный после одного отражения внешнего облучения  полем Е_{0.  .} Пренебрежем последующими передачами энергии по порядку малости, отразив только ситуацию, что для случая двух частиц и одного источника мы рассматриваем две последовательности

Е₂= S₂*Е₀→ Е_(2,0)2 → Е_(1,1)2 →{ Е_{и (1,1)2} }      (1)

Е₁= S₁*Е₀→ Е_(1,0)1 → Е_(2,1)1 →{ Е_{и (2,1)1} }    (1а)

При рассмотрении баланса для конкретно, например, частицы N1 можно ограничиться цепочкой меньшей второй цепочкой, потому как для баланса N1 безразлично, сколько с N1 энергии ушедшей излучением попадет на N2 потому как второй частью первого цикла (отражением от N2 и попаданием на N1) мы пренебрегли:

 
Е₂= S₂*Е₀→ Е_(2,0)2 → Е_(1,1)2 →{ Е_{и (1,1)2} }    (2)
Е₁= S₁*Е₀→ Е_(1,0)1 → {Е_и(1,0)1}                   (2а)

 Здесь:

Е_(1,0) – энергия, падающая на первую частицу от Е₀ (Е_и(1,0) –составляющая часть -  излучение)

Е_(2,0) – энергия, падающая на вторую частицу от Е₀

Е_(2,1) – энергия, падающая на вторую частицу в первом цикле  со стороны первой

Е_(1,1) – энергия, падающая на первую частицу в первом цикле  со стороны второй (Е_(и1,1) –составляющая излучением)

Е_(2,2) – энергия, падающая на вторую частицу во втором цикле  со стороны первой

Е_{и (2,1)} – энергия, излучаемая с частицы N2  в первом цикле {фигурные скобки соответствуют закрытию цикла,  Е_(1,2) пренебрегаем}

Е_{и (1,1)} – тоже самое симметрично для частицы N1

Е_(1,2) – энергия, пападающая на первую частицу во втором цикле  со стороны второй

И т.д.

Индексы «И» и «К» относятся к энергиям, переносимым Излучением и которые преобразуются в Кинетическую энергию соответственно.

    Тогда  выражения для энергий примут вид для нулевого, первого и части второго  циклов:

• приходит на N2  от внешнего источника

Е₂= Е_и(2,0)1 +Е_к(2,0)1=Е₀*S₂    (3)

• уходит c N2

Е_и(2,0)2 = Е₂- Е_к(2,0)2  = S₂*Е₀ –m₂ΔV_(2,0)2²/2    (4)

• приходит на N1 с N2

Е_{(1,1)2 =}   = Е_и(2,,0)2* S₁/(4πR²) = (S₂*Е₀ –m₂ΔV_(2,0)2²/2)* S₁/(4πR²)   (5)

• уходит c N1

Е_и(1,1)2= Е _(1,1)2  - Е_к(1,1)2 = (S₂*Е₀ –m₂ΔV_(2,0)2²/2)* S₁/(4πR²) -
- m₁ΔV_(1,1)2²/2   (6)

 Индекс «2» за скобками относится к варианту, когда рассматривается сначала облучение второй частицы, а «1» - первой.

Баланс выражений (5) и (6) это - только часть энергий обмена. Если рассмотрение начнем с облучения частицы N1, получим аналогично:  

• приходит  на N1 от внешнего источника

Е₁= Е_и(1,0)1 +Е_к(1,0)1=Е₀*S₁         (7)

• уходит c N1

Е_и(1,0)1 = Е₁- Е_к(1,0)1  = S₁*Е₀ -m₁ΔV_(1,0)1²/2      (8)

• приходит на N2 с N1

Е_(2,1)1 = Е_{и(1,,1 раз)1}* S₂/(4πR²) = (S₁*Е₀ –m₁ΔV_(1,0)1²/2)* S₂/(4πR²)   (9)

• уходит c N2                 

Е_и(2,1)1= Е _(2,1)1  - Е_к(2,1)1 = (S₁*Е₀ -m₁ΔV_(1,0)1²/2)* S₂/(4πR²) -
- m₂ΔV_(2,1)1²/2   (10)

     Отметим при этом, что  векторы  скоростей ΔV_(1,0)  и ΔV_(2,0) направлены внешним потоком E₀ или вдоль, или против него. То есть на притяжение или отталкивание, но никак  не  учитывают действие второй частицы и не зависят от ее присутствия.

Обозначим 

 К_к2≡  Е_к(2,0)/ Е ₂            (11)

 и назовем эту величину  коэффициентом Кинетической энергии  - доля приходящей на частицу энергии преобразуемая в кинетическую  и эта величина для (каждой) частицы  пусть будет  постоянна .  Ааналогично  обозначим

К_и2≡Е_и(2,1)/ Е ₍₂₁₎                         (12)

 Легко видеть, что

 К_и2+ К_к2  =1.                               (13)

Такие же коэффициенты введем для первой частицы.

Из (3) получим

Е₂= Е_и(2,0) +Е_к(2,0) = Е_и(2,0) + К_к2 Е₂                     (14)

или    из  (4) 

Е_и(2,0) =(1- К_к2) Е₂                                                              (15)

Тогда приход на частицу N1 из (5):                    

Е_(1,1)  = Е_и(2,,0)* S₁/(4πR²) =(1- К_к2) Е₂* S₁/(4πR²)=

= S₂*Е₀(1- К_к2)* S₁/(4πR²)=  К_и2 S₂*Е₀* S₁/(4πR²)      (16)

Уход с частицы  из (6): 

Е_и(1,1) =Е_(1,1) *К_и1   = Е_к1/ К_к1 *К_и1                 (17)

 Можно получить  аналогичные уравнения из второй половины энергетического баланса  - уравнений (7)-(10).  Причем важными для баланса  частицы N1 будут две составляющая: начальное облучение Е₀ и излучение Е_и(1,0). Из (7)  получим :

Е₁= Е_и(1,0)1 +Е_к(1,0)1=Е₀*S₁ =  Е_и(1,0) + К_к1 Е₁              (18) 

Е_и(1,0) =(1- К_к1) Е₁                                                                           (19) 

Однако заметим, что сила и, соответственно, скорость  от действия Е₁  описанного выражением (18) будет направлена по направлению не  по прямой, соединяющей N1 и N2, которое нас интересует, а по направлению потока Е₁. Аналогично, действие   Е_и(1,0)       направлено по условию  равномерно  во все стороны, поэтому повлиять на скорость  в направлении N1-N2 никак не может. Таким образом, энергии (18) и (19) в балансе энергий, влияющих на скорость  частиц по прямой  N1-N2, не участвуют. Отметим при этом, что энергии (14) и (18) вызывают дрейф по прямой, проходящей  через произвольно расположенный  внешний источник и соответствующую частицу.  Вариант расположения источника на одной прямой с N1 и N2, например, между ними,  будет  рассмотрен отдельно ниже  с учетом (18) и (19) в суммарном балансе. Но сначала  рассмотрим  в связи с изложенным баланс энергий для N1, разгоняющих частицу по прямой, проходящей через  обе частицы, не учитывая параллельный дрейф N1 и N2 от внешнего поля Е₀ т.е. из составляющих (18) и (19). Конечно, можно было бы учесть и тригонометрическую проекцию от параллельного дрейфа частиц на прямую соединяющую N1 и N2, операция это не сложная  и ее можно проделать легко, если знать конкретное расположение источника относительно частиц. Мы же получим «чистую» величину – без учета проекции от параллельного дрейфа. Смысл этого станет ясен при рассмотрении ниже варианта уравновешенности плотности  внешних распределенных источников в окружающем пространстве, когда для движения  важен только один – новый искусственный источник.

      Баланс энергии (приход минус уход) для первой частицы выразится как  

Е_{к (1,1)}  =  Е_(1,1)- Е_и(1,1) = К_и2 S₂*Е₀* S₁/(4πR²)- Е_к11/ К_к1 *К_и1        (20)

Отсюда

Е_{к (1,1)}  (1+1/ К_к1 *К_и1   )= К_и2 S₂*Е₀* S₁/(4πR²)   (21)

Е_{к (1,1)}  = К_и2 S₂*Е₀* S₁/(4πR²)/ (1+1/ К_к1 *К_и1)=

= Е₀ *К_и2 S₂ S₁(К_к1 *К_и1+1)  /(4πR² К_к1 *К_и1)       (22)

      Основной вывод. Между любыми двумя телами, находящимися в  в стационарном состоянии в мультичастотном электромагнитном поле,  реально действует сила притяжения или отталкивания, которую можно посчитать и которая в частном случае может быть по направлению перпендикулярна действующему на систему внешнему полю. Причем энергия взаимодействия   для каждого тела пропорциональная  его массе  и обратно пропорциональная расстоянию до второго тела. Сила действия при этом не зависит от заряда. Таким образом взаимодействие носит  не электрический характер. А какой? Очень хочется произнести слово «гравитационный», однако предположение требует дополнительных размышлений и доказательств. Не получается пока квадрата расстояния в знаменателе и массы второго тела в числителе формулы силы.

    Найдем значение скорости из выражения для соответствующей посчитанной кинетической энергии

 Е_{к (1,1)} =  m₁V₁²/2,      (23)

V₁²= Е₀/(4πR²m₁)*К_и2 S₂ S₁(К_к1 *К_и1+1)/( К_к1 *К_и1)   (24)

Преобразуем  дробь с коэффициентами К, характеризующими первую частицу, с заменой К_ск1  = (1- К_си1)  и  разложением на множители числителя путем решения квадратного уравнения вида К²-К-1=0. В числителе  полученной дроби получим разложение (К_и1-1,17)(К_и1+0,62), а в знаменателе К_и (1- К_и)

  В результате  получим

 V₁²= Е₀/(4πR²m₁)*К_и2 S₂ S₁*(К_и1-1,17)(К_и1+0,62)/ (К_и1 (1- К_и1))    (25)

и

V₁=±sqrt(Е₀/m₁)* 1/R*sqrt(1/(4π)/(К_и2 S₂ S₁ *

*(К_и1-1,17)(К_и1+0,62)/ (К_и1 (1- К_и1)))                          (26)

    Видно, что правая часть – скаляр, который никогда не равен нулю если только все Е₀ не равны нулю, но при этом известно, что ненулевые члены точно есть поскольку сумма Е₀ не равна нулю, а равна измеряемой величине Е_Σ.

   Геометрической суммой этих скоростей  после внесения одного нового источника (до этого частицы находились в покое) и определяется движение частиц в опытах Теслы с порощком на поверности жидкости в поле катушки Теслы. Знаки ± говорят о возможном направлении векторов движения, что мы и наблюдаем в опытах с катушкой Теслы (частицы или собираются в комок или разбегаются по краям в зависимости от конкретных внешних условий.

     Если сумма естественно существующих полей приводит к такому сложению векторов скорости, что тело находится в покое, то по последней формуле можно посчитать приращение скорости от  НОВОГО искусственного источника с плотностью потока энергии в зоне расположения частиц W с известным  потоком мощности мультичастотного  электрического поля для двух интегральных  частиц, т.е для двух тел. Если  (а) наш новый источник расположен настолько близко от наших двух частиц, что мощность облучения наших частиц намного больше, чем других и  (б) он настолько мощный , что суммой  отраженных всех возможных  внешних воздействий  от других частиц   можно пренебречь, то приведенная выше формула дает возможность точно определить воздействие нашего нового источника на систему из двух частиц (или тел). В частности -  определить в каком направлении и до какой скорости частица может быть разогнана.  Отсюда требование большой мощности нового источникаW. Чем больше его мощность, тем с большей точностью можно пренебречь влиянием отражений от посторонних частиц и получить однозначный посчитанный по формуле результат. Поэтому с маломощными катушками Теслы часто не получаются опыты, получающиеся с мощными катушками.  Принцип подобия здесь не работает. Подтверждено экспериментами с катушками Теслы  разной мощности. 

  

Обозначим  

 Кэ≡0,28/R * sqrt(К_и2 S₂ S₁ *(К_и1+1,17)(К_и1-0,62)/ (К_и1 (1- К_и1)))      (27)

Тогда уравнение (26)приобретает вид

V₁=±sqrt(W/m₁)*Кэ                                  (28)

 Отметим, что получаемый прирост скорости непосредственно  не связан с фактической опорой, на которой установлен генератор Е₀, т.е. генератор не связан однозначно с частицами механической реакцией в виде Закона сохранения импульса.  В общем случае направление на генератор от частицы может быть даже перпендикулярно направлению  движения частицы (прямой, соединяющей частицы), а разгон при этом будет принципиально. Поэтому все три части:  генератор и фильтры-экраны можно связать в  единую механическую систему. И эта система будет двигаться при включенном генераторе  в сторону одного из фильтров-экранов, смещая всю систему (дрейфуя) параллельно по направлениям между генератором и частицами.  ПОЭТОМУ:

Назовем коэффициент  Кэ коэффициентом  преобразования энергии в безопорное движение  в направлении, одного из  фильтров (S₁ К_и1 и S₂ К_и2) расположенных на расстоянии R. с параллельным дрейфом в направлении источника или от него. А уравнение (28) -  назовем уравнением безопорного двигателя. (Equation unsupported engine – EUE)

  Таким образом, движение является безопорным, осуществляется без учета заряда тела, потребляемая энергия или мощность при этом  зависит не только от  потока мощности  собственного генератора,  но и от соотношения частот и фаз в создаваемом излучении при неизменных свойствах фильтров-экранов ( иначе их придется делать управляемыми).

     Могут быть рассмотрены два очень важных для доказательства работоспособности конкретно  безопорного  двигателя  случая:

Первый – когда прямые, соединяющие генератор с N1и N2 ортогональны. При этом силы, возникающие между генератором и фильтрами-экранами не могут уравновесить друг друга, так ка их проекция друг на друга равна нулю, в то же время  силы между частицами возникают и двигают систему в случае ее несимметрии по фильтрам-экранам.

Второй  -  когда  генератор W и частицы N1 и N2  расположены на одной прямой (например, генератор W расположен между фильтрами-экранами).

     В этом случае уравнение баланса для частицы N1  состоит из  составляющих: (7) – приход, (8)- уход,  (18) – приход, (19) – уход   и имеет вид

Е_{к (1,1)}  =  Е_(1,1)- Е_и(1,1) +(Е_и(1,0)1 +Е_к(1,0)1)- Е_и(1,0)1 =

= К_и2 S₂W S₁/(4πR²)- Е_к11/ К_к1 К_и1 +К_к1 S₁*W,      (29)

откуда

Е_{к (1,1)} + Е_к11/ К_к1 К_и1   = К_и2 S₂W S₁/(4πR²)+ К_к1 S₁W    (30)

и

Е_{к (1,1)} = W (К_и2 S₂S₁/(4πR²)+ К_к1 S₁)/(1+1/( К_к1 К_и1))=

= WS₁ [(1- К_и1) К_и1(К_и2 S₂/(4πR²)+(1- К_и1))/[(1- К_и1) К_и1+1]         (31)

Тогда

V₁² = W/m₁ [2S₁ (1- К_и1) К_и1(К_и2 S₂/(4πR²)+(1- К_и1))/[(1- К_и1) К_и1+1]    (32)

 В этом случае уравнение безопорного двигателя имеет  тот же вид (28), а выражение для Кэ -  коэффициента преобразования энергии в безопорное движение (The coefficient of energy transfer in unsupported motion – СETUM) без дрейфа приобретает  вид

Кэ≡2 S₁ (1- К_и1) К_и1(К_и2 S₂/(4πR²)­­­­­­­­­­+(1- К_и1))/[(1- К_и1) К_и1+1]   (33)

      …Здесь самое время вспомнить экраны с фазовращающими покрытиями из Части 3. (это штука и управляет коэффициентами S₁,К_и1,К_и2 и S_2.   Сделаем – полетим. Потому, что частицей N1  вполне может быть  и автомобиль,  и космический корабль. Представляется, что любой  генератор  дополнительного  электромагнитного поля W с заданными параметрами, устанавливаемый   в дополнение  к естественному фону Е – проблема меньшая,   чем  фильтры-экраны.

     При этом, также как и в рассмотренных в Частях 1-4 электрических системах, рассматриваемые механические  системы  являются физически не замкнутыми. И из-за  мультичастотного обмена энергией с внешней средой неправильно считать их  общепринятый коэффициент полезного действия как частное от  делимого - мощности генератора, на делитель -  мощность разгона частицы или тела  до V_{1 .} Чтобы потом не удивляться в отдельных случаях, когда он получится  много больше единицы.

  Очень надеюсь, что принципиальных ошибок не наделал.  На компьютере можно посчитать без упрощений и с несколькими циклами, а полученную красивую формулу  (28)  EUE с  СETUM   использовать в качестве оценочной.

4 апреля 2010г.