Воскрешаем очумелые руки. Изобретаем магнитные шестеренки

Вадим «Doctor V_m_E_n» Даньшин (yurik_yurok2@mail.ru)

Если полазить по сервису youtube в поисках интересных опытов по физике, то можно найти море реализаций, которые порой шокируют воображение. С другой стороны, нам не всегда нужен пример перед глазами, ведь главное – правильно поставить задачу, а там станет очевидным, как просто выглядит решение. Попробуем совершить маленькую научно-техническую революцию.

С давних пор в механике существовали проблемы передачи энергии на расстояние, проблемы преобразования силы в скорость. Для их решения разные инженеры строили механизмы, которые назывались мультипликаторами и редукторами:

multiple – умножать, reduce – уменьшать ... (здесь имеется ввиду скорость об\мин).

Но проблема всех механизмов, содержащих какие-либо механические передачи, в том, что часть энергии тратится на преодоление сил трения и собственно износ деталей. Следовательно, вот и постановка проблемы – исключить силу трения в шестеренках.

Чем можно было бы исключить механическое воздействие? После некоторых размышлений я пришел к заключению, что – магнитными и электромагнитными полями. Используя свойство постоянных магнитов отталкиваться разноименными полюсами и притягиваться одноименными, можно добиться эффекта шестереночного зуба. Здесь все будет работать точно так же, как и в обычной механике, с той лишь разницей, что сами зубья мы не видим.

Что нам потребуется?

2 компьютерных кулера размером 70х70 мм (в крайнем случае, выдерни его из компового блока питания, но только ради бога, не трогай хромированные, крашенные и прочие, покрытые неизвестными составами кулеры. Клеиться будет очень плохо);
с десяток неодимовых магнитов (самые удобные имеют габариты 4х8х8 мм. Думаю, ты их легко найдешь в магазине радиодеталей. Лично я нашел в магазине для ТВ-антенн);
ножовка по металлу (если ты мазохист, то можно использовать полотно от нее);
шурупы (небольшие и острые. Советую саморезы);
дрель;
доска (толще, чем длина шурупов);
шприцы по 2 и 5 мл (бери много - штук 20. Нам они в следующих статьях пригодятся, а лишнее подаришь маме);
нож, а лучше скальпель;
компас (не будет лишним);
кусок алюминиевой проволоки (1 метра вполне хватит);
хорошие маленькие подшипники диаметром 10 мм;
клей китайский стекловидный (поклонников клея момента и ПВА просим пойти лесом, потому что мои сопли сохнут и клеят гораздо лучше);
наличие промышленного фена приветствуется – разогревая им обрезок шприца, тот легко можно насадить на подшипник. В принципе, это можно сделать и наоборот, нагрев зажигалкой подшипник. Но вообще, всем, у кого нет фена или паяльной станции с феном, рекомендую начать выискивать средства для покупки.

Теперь гордо топаем в магазин. На все про все у нас должно потратиться меньше 500 рублей.

Магниты в действии

А сейчас я считаю должным дать маленький ликбез по этим самым неодимовым магнитам. Магниты очень сильные! ОСТОРОЖНО, они могут болезненно защемить некоторые части тела. Когда я принес магниты в универ – показать одногруппникам – один другому незаметно повесил их на ухо.

Говорят, было больно. Также не забывай, что если ты несешь их в полиэтиленовом пакетике мимо металлической двери, то будь уверен, что домой придешь с пакетом БЕЗ магнитов. А потерять их будет ой как обидно, ведь в магазине, если брать по розничной цене, то выйдет порядка 40 рублей за камушек (оптом цена опускается до 10 руб. за шт.). Все остальное встанет тебе в гроши, а магнитиков надо, чтобы было не менее девяти. Они бывают следующих размеров:

8х8х8 (удобны для шприцов на 5мл – прекрасно сочетаются);
8х4х4;
5х3х5;
5х5х5(отлично втыкаются в 2 мл шприцы);
кольцевые;
дисковые.

Приступим к работе

Для начала мы возьмем и вырежем стенки кулера, чтобы они нам не мешали клеить магниты на лопасти. Я для этого использовал маленькую электродрель на 12v, снабженную абразивным диском и чем-то напоминающую хирургический инструмент для трепанации черепа. Согласен, что да – напоминает? Тогда живо одевай защитные очки. Пригодятся тиски и ножовка по металлу. Клеим на кулер магнитики в последовательности «север-юг-север-юг».

Поскольку у наших кулеров нечетное количество лопастей, то на последней (7-й) лопасти мы магнитик ставим торцом, чтобы он не мешал вращению. Что касается второй части редуктора – сделать ее гораздо проще: просто отрежь половинку шприца, вставь в нее магнитик и зафиксируй спичкой или бумажкой. Теперь закрепим полученное на доске – при помощи шурупов и изогнутой скрепки или проволочки. Главное, помни, что если гайка не навинчивается на болт, значит, это шуруп, а если навинчивается – значит, в руках у тебя саморез :).

Установку я собрал, и через некоторое время мне стало грустно смотреть на это творение без питания. Ведь там использован кулер! Недолго думая, я намотал его провода на питание (у меня дрель на 12 вольт) и спустя пару секунд ощутил себя недоделанным NEO – один магнитик оторвался, по ходу оторвал еще три магнитика и теперь уже с подкреплением ударил мне по лбу. Вывод – сильно торопиться не стоит. После того, как я все это дело закрепил чем попало на доске, я стал наблюдать весьма необычные явления.

Добавим немного творчества, или Червячный редуктор

Мне все-таки надоело пальцами крутить эту конструкцию, и я решил немного процесс автоматизировать. Я просто-напросто насадил магнитик из шприца на вал электромоторчика, который я ранее беспощадно выдернул из какого-то там плеера. Уверен, что и у тебя такой отыщется. Сначала я экспериментировал и подносил моторчик под разными углами к моей теперь уже магнитной шестерне. Но в одном положении конструкция работать отказалась. «Странно» - подумал я и зафиксировал моторчик, чтобы освободить руку. В итоге я получил косомагнитный червячный редуктор :). Особенность его в том, что он начнет работать только после правильного магнитного зацепления.

Это чем-то напоминает косозубые шестеренки. Представь расположение обычных тонких зубчатых шестерней в «червячном» расположении друг к дружке. Одну шестеренку крутишь - и все ее зубья будут проходить между двумя зубьями другой шестерни, не проворачивая ее. Но зато после небольшого толчка, приводящего к иному магнитному зацеплению системы, - она начинает вращаться с большой силой. Видео сего процесса я выложил на наш диск. Моторчик-червяк вращается в одну и ту же сторону. Полярность его осталась неизменна, а кулер после толчка может вращаться по и против часовой стрелки. Причем, вращение по часовой стрелке сильнее, чем против часовой – видимо, сказывается наклон магнитов. То есть, с ходу он не тронется, пока мы не раскрутим до определенной скорости кулер.

Итак, выводы

В рамках этой статьи мы рассмотрели маленькую, отдельно взятую научно-техническую революцию, создав магнитные шестеренки. Такой великой науке, как механика уже 200 лет, а магнитных редукторов в ней до сих пор не существует. Сегодня мы восполнили этот пробел. Не спорю, у этих редукторов маленький момент вращения, и их можно применять, мягко говоря, «не везде и всюду», но у меня есть еще одна разработка, в которой совершенно не нужно усилие, а важна именно скорость. Например, можно рассмотреть возможность закручивать электромагнитную дугу, воздействуя на нее постоянными магнитами.

Отмечу, что при сильном вращении тела его масса снижается. Это подтверждено взвешиванием гироскопа в состоянии покоя и в раскрученном состоянии. Что самое интересное, до проявления эффектов Эйнштейна тут еще далеко (скорости много меньше скорости света), а снижение массы было зафиксировано порядка 20% – в зависимости от скорости вращения (за подробностями лезем на http://www.ntpo.com/physics/studies/22.shtml). В любом случае могу сказать одно: все начинается с простейшего!

Неодимовые магниты очень сильные, и их нелегко будет приклеить. Для этого я рекомендую сначала расставить их в нужном порядке по лопастям, примагничивая снизу головками от шурупов, а уже потом наносить стекловидный китайский суперклей. Также советую для улучшения зацепления зачистить от краски и накорябать на лопастях в местах крепления магнитов маленькие царапины. Так будет больше шансов, что это дело не отвалится, и весь гемор не придется повторять.

Магниты обладают немалым числом аномальных свойств, – начиная от магнитного Балджа (смело набирай в Яндексе или Гугле) и заканчивая эффектом Серла (John Searl), который еще в 1939 году сообразил, как построить генератор, вырабатывающий энергию из магнитного поля. Наша установка имеет в основе работы некоторые принципы, которые ученый использовал для создания своего генератора. Даже на этом простом макете, при условии, что ты его соберешь не хуже меня, можно увидеть, что взаимодействие магнитиков между собой весьма неоднозначно. На скорости до 100 об\мин все привычно и стандартно, но при разгоне системы до скорости более 1000 об\мин ты заметишь ее аномальное скачкообразное ускорение. На данный момент я собираюсь выточить диск из дерева или оргстекла, с целью получения более аккуратного макетика для исследования этого аномального ускорения.

Вот некоторые полезные ссылки по этой теме

DVD

На диске ты сможешь найти еще пару удивительных видео опытов, которые ,наверное, озадачат тебя.

Содержание