Сделать стартовой  |  Добавить в избранное  |  RSS 2.0  |  Информация авторам
   Telegram канал ОКО ПЛАНЕТЫ                Регистрация  |  Технические вопросы  |  Помощь  |  Статистика  |  Обратная связь
ОКО ПЛАНЕТЫ
Поиск по сайту:
Тендеры и госзакупки Маркетинговые исследования Бизнес планы
Регистрация на сайте
Авторизация

 
 
 
 
  Напомнить пароль?



Дед, я тебя помню…


Навигация

Реклама


Загрузка...

Важные темы
Работа Дмитрия Медведева над «ошибками» страны...
Управление, как реальность: кое-что о Фурсенко, образовании...
Новые реалии методологии управления
Алекс Зес: Тезисы управления
США:У нас мало времени! Час расплаты близок!
Л.Ларуш: Америка рухнет первой. "Мы входим в период бунтов"
Теоретическая география


Реклама
» » » Эффект Джанибекова (гайка Джанибекова)

» Эффект Джанибекова (гайка Джанибекова)
23-07-2009, 13:15 | Наука и техника / Теории и гипотезы | разместил: Damkin | комментариев: (3) | просмотров: (68 725)

Эффект Джанибекова (гайка Джанибекова)

alt
Программа демонстрирующая эффект Джанибекова.

Скачать программу: djanibek.zip,

Для запуска программы нажмите на кнопочку (Start). Гайку можно вращать и масштабировать кнопками мышки и роликом.

Эффект Джанибекова заключается в том, что тело свободно вращающееся в невесомости и имеющее определённые моменты инерции и начальные скорости вращения, ведёт себя следующим образом: сначала оно вращается вокруг одной оси, потом эта ось вдруг неожиданно переворачивается в противоположенную сторону, после чего тело продолжает вращаться как и до переворота, потом ось опять переворачивается в противоположенную сторону, возвращаясь в исходное положение, и тело опять вращаться как в начале, а потом опять ось переворачивается и так далее.

Поскольку в земных условиях посмотреть на эффект Джанибекова сложно, из-за отсутствия невесомости, то как это происходит можно посмотреть в приведённой программе, которая эффект Джанибекова неплохо моделирует. Делается это так:

Методика моделирования эффекта Джанибекова

В качестве начальных условий нужно задать три момента инерции (Iteration moments) тела. Вместо них можно задать размеры условного параллелепипеда который будем вращать (Cube sides) и плотность его материала (density), тогда его моменты инерции вычисляются по следующим формулам:

  1. Ix = density * x * y * z * (y2 + z2) / 12
  2. Iy = density * x * y * z * (x2 + z2) / 12
  3. Iz = density * x * y * z * (x2 + y2) / 12

Также задаются три начальные скорости вращения по осям (wx, wy, wz) в оборотах в секунду. Чтобы превратить их в углы поворотов (OmegaX, OmegaY, OmegaZ), их надо домножить на 2*Pi.

Далее вычисляются комплексы моментов из формулы Эйлера:

  1. Dix = (Iz - Iy) / Ix
  2. Diy = (Iz - Iy) / Ix
  3. Diz = (Iy - Ix) / Iz

После чего начинается итерирование, то есть последовательное вычисление новых углов поворота, по ним находятся положения осей гайки, по положениям осей рисуется на экране сама гайка, и так продолжается по кругу. Углы поворотов (OmegaX, OmegaY, OmegaZ) вычисляются по таким формулам:

  1. DeltaOmegaX = -Dix * OmegaY * OmegaZ * Speed * deltaTime
  2. DeltaOmegaY = -Dix * OmegaX * OmegaZ * Speed * deltaTime
  3. DeltaOmegaZ = -Dix *OmegaX * OmegaY * Speed * deltaTime
  1. OmegaX = OmegaX +DeltaOmegaX
  2. OmegaY = OmegaY +DeltaOmegaY
  3. OmegaZ = OmegaZ +DeltaOmegaZ

Здесь deltaTime - время прошедшее с предыдущей итерации, Speed - это параметр в окошке программы, чтобы просто регулировать скорость работы. Если возникают глюки в работе, то надо сделать его поменьше.

Далее надо повернуть объект на указанные углы. Ротации (то куда повёрнут объект в пространстве) в OpenGL задаются матрицами 3x3. Матрица - это три вектора задающие направления трёх взаимно-перпендикулярные осей объекта. Называются они Right (право, тангаж), Direction (вперёд, крен), Up (вверх, рысканье). Матрица по-умолчанию из этих трёх векторов выглядит так:

  Матрица
[ 1 0 0 ] - вектор Right
[ 0 1 0 ] - вектор Direction
[ 0 0 1 ] - вектор Up

Чтобы повернуть эту матрицу на найденные нами углы (OmegaX, OmegaY, OmegaZ), нужно создать три матрицы вращений вокруг осей X Y и Z и домножить её на них.

Матрицы вращений выглядят так:

              Вокруг оси X:

[ 1 0 0 ]
[ 0 cos(OmegaX) -sin(OmegaX) ]
[ 0 sin(OmegaX) cos(OmegaX) ]

Вокруг оси Y:

[ cos(OmegaY) 0 sin(OmegaY) ]
[ 0 1 0 ]
[ -sin(OmegaY) 0 cos(OmegaY) ]

Вокруг оси Z:

[ cos(OmegaZ) -sin(OmegaZ) 0 ]
[ sin(OmegaZ) cos(OmegaZ) 1 ]
[ 0 0 0 ]
<!--

Угол alfa здесь - это соответственно углы (OmegaX, OmegaY, OmegaZ).

-->

Получив три матрицы вращений последовательно умножаем их на матрицу гайки. Делается это по следующим формулам.

  1. ResultMatrix[0, 0] = M1[0, 0] * M2[0, 0] + M1[0, 1] * M2[1, 0] + M1[0, 2] * M2[2, 0]
  2. ResultMatrix[0, 1] = M1[0, 0] * M2[0, 1] + M1[0, 1] * M2[1, 1] + M1[0, 2] * M2[2, 1]
  3. ResultMatrix[0, 2] = M1[0, 0] * M2[0, 2] + M1[0, 1] * M2[1, 2] + M1[0, 2] * M2[2, 2]
  4. ResultMatrix[1, 0] = M1[1, 0] * M2[0, 0] + M1[1, 1] * M2[1, 0] + M1[1, 2] * M2[2, 0]
  5. ResultMatrix[1, 1] = M1[1, 0] * M2[0, 1] + M1[1, 1] * M2[1, 1] + M1[1, 2] * M2[2, 1]
  6. ResultMatrix[1, 2] = M1[1, 0] * M2[0, 2] + M1[1, 1] * M2[1, 2] + M1[1, 2] * M2[2, 2]
  7. ResultMatrix[2, 0] = M1[2, 0] * M2[0, 0] + M1[2, 1] * M2[1, 0] + M1[2, 2] * M2[2, 0]
  8. ResultMatrix[2, 1] = M1[2, 0] * M2[0, 1] + M1[2, 1] * M2[1, 1] + M1[2, 2] * M2[2, 1]
  9. ResultMatrix[2, 2] = M1[2, 0] * M2[0, 2] + M1[2, 1] * M2[1, 2] + M1[2, 2] * M2[2, 2]

Здесь M1 - это исходная матрица, а М2 - матрицы вращений, сначала первая, потом вторая, потом третья. Получив результат, мы получаем новые положения осей гайки в пространстве.

Интересные начальные условия

Если поставить стороны куба (Cube sides) в 10, 10, 1, то характер вращения изменится. Гайка уже не будет резко переворачиваться, а её ось вращения будет периодически плавно переходить из зелёной в красную, и из красной в зелёную, при этом синяя ось будет двигаться строго по кругу, в чём легко убедиться включив в программе опцию (Lines).

Если выставить стороны куба в 10, 1, 1, то будет происходить примерно тоже самое, только меняться местами будут уже не зелёная и красная, а зелёная и синяя оси.

Выставлять скорость слишком большой нельзя, потому, что тогда омеги начнут рости, и когда превысят предел допустимый для вещественных чисел, программа это зафиксирует и остановится. В прочем это можно изменить изменив параметр (Stop on error) c omega на none.

Если интересно посмотреть расчёты, то это можно сделать поставив галочку (Type log) и заглянув на закладку (Log). Отслеживать расчёты удобнее в пошаговом режиме (Step by step running), нажимая на кнопку (Step) для расчёта следующего шага.

3D-crosseyed эффект Объёмное изображение

Суть новомодного эффекта 3D-crosseyed в том, можно увидеть объёмное изображение на плоском мониторе, всего лишь правильно перенастроив собственные глаза.

Включается эффект галочкой "3D-crosseyed" в результате чего на экран выводятся рядом две картинки, одна для правого, другая для левого глаза.

alt

Чтобы увидеть объёмное изображение, нужно развести глаза в стороны, чтобы они смотрели не в одну точку, а каждый на свою картинку. Если так скосить, то картинка раздвоится, и будет видно не две шестерёнки, а четыре, по два у каждого глаза. А далее надо свести эти два изображения так, чтобы вместо четырёх шестерёнок осталось только три, то есть, чтобы две внутренние шестерёнки слились воедино. На них то и нужно смотреть. Тогда перед глазами вдруг неожиданно возникнет объёмный объект, как бы парящий в воздухе, а не просто нарисованный на экране.

Если усилием воли добиться этого от своего зрения не получается, то можно применить хитрость. Взять лист бумаги или использовать просто ладошку и поставить его поперёк экрана так, чтобы он отделял левую шестерёнку от правой. И не давал правому глазу видеть левую шестерёнку, а левому глазу - правую. Далее перед глазами полученные два изображения шестерёнки которы надо свести воедино, и появится полная объёмная 3D-шестерёнка.

Потренироваться не скачивая программу можно на этой большой картинке: djani3.jpg.

Чтобы в программе было удобнее смотреть, рекомендуется закрыть левую панель нажав на клавиу F2.

 

История открытия эффекта

эффект Джанибекова был описан в 1985 году

<!--

Космонавт Джанибеков обнаружил феномен: вращающаяся в невесомости гайка вполне себе так равномерно вращается некоторое время, а потом энергично переворачивается и вращается дальше, потом опять переворачивается и т.д. Когда это заметили, сразу народ напридумывал всяких новых теорий, торсионных полей, появились всякие газетные статьи про то, что скоро наша Земля также перевернется и т.п. А дело-то было просто в том, что, как известно, вращение тела относительно главной оси со средним моментом инерции (т.е. не наименьшим и не наибольшим) неустойчиво. Отсюда мораль: прежде чем придумывать новые теории на каждую гайку, неплохо бы получше выучить старые.

-->

При транспортировке грузов в космос вещи упаковываются в мешки, которые крепятся металлическими лентами, зафиксированными винтами и "барашками" гайками с "ушками". Разбирая груз в невесомости, достаточно стукнуть пальцем по "барашку". Он отлетает, ты его спокойно ловишь и кладешь в карман. Открутив очередной "барашек", Владимир Александрович обратил внимание, как гайка, пролетев 40 сантиметров, неожиданно перевернулась вокруг своей оси и полетела дальше. Пролетев еще 40 сантиметров, опять перевернулась. Джанибеков закрутил "барашек" обратно и повторил эксперимент. Результат тот же. Тогда космонавт попробовал повторить с другим "барашком". Ее полет до "точки переворота" составил 43 сантиметра. Джанибеков решил попробовать с каким-нибудь другим объектом. Запущенный пластилиновый шарик точно так же, пролетев некоторое расстояние, перевернулся вокруг своей оси и полетел дальше.

Источник: http://otvet.mail.ru/question/9420973/

В этой связи возникает закономерный вопрос: а что же собственно открыл Джанибеков, если подобное поведение объектов легко моделируется по формулам Эйлера восемнадцатого века?

Думаю, заслуга Джанибекова в том, что он обнаружил особые начальные условия (определённые моменты инерции и угловые скорости) при которых тело ведёт себя столь странным образом. Удивительно, что за триста лет существования этих формул никто до него этого не обнаружил. Хотя с другой стороны, на Земле нет невесомости, и на практике найти эффект нельзя, а компьютеров в те далёкие времена или не было вовсе, или были совсем ещё в зачаточном состоянии, а без трёхмерной визуализации найти эффект крайне сложно.

Так, что будьте внимательны, и может быть даже в старых и знакомых вещах сможете найти что-то новое и вписать своё имя в историю.

 

traintospace@gmail.com

 

Комментарий: Программка замечательная, ставится легко, работает как под XP, так и под Vista. Хорошая учебное пособие не только для школьников. К сожалению не нашел автора статьи, есть только электронный адрес.

 




Источник: "Поезд в космос".

Рейтинг публикации:

Не нравится +61 Нравится





Комментарии (3) | Распечатать

Добавить новость в:

 
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

 


Загрузка...






  1. » #3 написал: Феникс (29 августа 2015 10:22)
    Статус: Пользователь offline |



    Группа: Тролль прописной
    публикаций 0
    комментарий 351
    Рейтинг поста:
    0
    Эффект Джанибекова в другом измерении в энергопотоках
    http://news-rasha.ru/forum/thread372-1.html#1158
    Интересно что находится справа в этом ролике, почему заряд всегда смещался в эту сторону? Солнце, Луна, Земля?
    https://www.youtube.com/watch?v=L2o9eBl_Gzw

       
     


  2. » #2 написал: Fermer05 (28 августа 2015 21:44)
    Статус: Пользователь offline |



    Группа: Посетители
    публикаций 0
    комментария 23
    Рейтинг поста:
    0
    Aмплитуду приливной волны, создаваемую п­рецессией водоворотов, можно выразить ма­тематически по следующей формуле.
    А = v : t­
    Где: A - амплитуда приливной волны (уго­л прецессии).
    v - скорость вращения водоворота.­
    t - время опрокидывания водоворота (12ч­асов)..

    Гипотеза опубликована в Российско-Немец­­­­ком, научном,­ рецензируемом журнале­ ­“­­­Eastern European­ Scientific Journal­” ­№­3­/2015. Стр 64. ­ ­Ссылка на журна­л в­ и­нт­ернете.
    http://www.auris-archiv.de/journal.html­­­

    Открытие опубликовано в научном журнале,­­ "Доклады независимых авторов" №­33/201­5­. Стр 97. Сылка в интернете http://dna.izdatelstwo.com­­
    Инициативная группа готовит документы н­­­а присуждение открытию Нобелевской пре­мии в номе­н­ации: Физика.

       
     


  3. » #1 написал: Fermer05 (15 мая 2015 13:38)
    Статус: Пользователь offline |



    Группа: Посетители
    публикаций 0
    комментария 23
    Рейтинг поста:
    -1
    "Приливы и отливы-результат опрокидывания водоворотов" Форум Кафедры Океанологии. Спбгу. "Гипотезы, загадки, идеи, озарения".

    Воды озер, морей и океанов, северного полушария, вращаются против часовой стрелки, а воды южного полушария, вращаются по часовой стрелке, образуя гигантские водовороты. А все что вращается, в том числе и водовороты, обладают свойством гироскопа(юлы), сохранять вертикальное положение оси в пространстве независимо от вращения Земли.. Если смотреть на Землю со стороны Солнцa, водовороты вращаясь вместе с Землей опрокидываются, два раза в сутки, благодаря чему, водовороты прецессируют (раскачиваются1-2 градусов) и отражают от себя приливную волну.. Воды Белого моря, вращаются против часовой стрелки, образуя огромный водоворот-гироскоп, прецессируя отражающий приливную волну по всему периметру Белого моря.. Аналогичная схема приливов и отливов, наблюдается во всех озерах, морях и океанах.. Приливную волну реке Амазонка, создает огромный планетарный водоворот диаметром несколько тысяч км, вращающийся между Южной Америкой и Северной Африкой, охватывая и устье реки Амазонка.. Ширина приливной волны, зависит от диаметра водоворота. А высота приливной волны, зависит от времени опрокидывания водоворота (за 12часов), и скорости вращения водоворота. А скорость вращения водоворота, зависит от силы Кориолиса, от осевой и орбитальной скорости Земли, и от наклона оси Земли. А роль Луны косвенная, создание неравномерной орбитальной скорости Земли. Воды Средиземного моря, вращаются против часовой стрелки, образуя приливы высотой 10-15 см. Но в заливе Габес, что у побережья Туниса, высота приливов достигает трех метров, а порой и больше. И это считается одной из загадок природы. Но в тоже время, в заливе Габес, вращается водоворот, прецессируя отражающий дополнительную приливную волну.. Внутри постоянных океанических и морских водоворотов, вращаются небольшие постоянные и непостоянные вихри и водовороты, создаваемые впадающими в бухты реками, очертанием берегов и местными ветрами. И в зависимости от скорости, и направления вращения небольших прибрежных водоворотов, зависит календарь, амплитуда, и количество приливов и отливов в сутки.. "Приливная волна" движущаяся с Индийского океана, врезаясь в восточный берег острова Мадагаскар, вопреки ожиданиям создает нулевые приливы и отливы. А аномально высокая приливная волна, почемуто возникает между островом Мадагаскар, и восточным берегом Африки.. Википедия объясняет эту нестыковку, отражением волн, и тем что сила Кориолиса делает свое дело.. А реальная причина этой нестыковке, гигантский водоворот, вращающийся вокруг острова Мадагаскар, со скоростью 9 км. в час, прецессируя отражающий приливную волну, в сторону восточного берега Африки.. Водоворотную гипотезу приливов, легко проверить, по связи высоты приливной волны, со скоростью вращения водоворотов.. По высоте приливной волны, можно определять местонахождение водоворотов.. Скорость вращения водоворотов на Земле, находится в пределах от 0,0 до 10 км. в час.. Как правило положительные отзывы к гипотезе, пишут мыслители знающие о противоречиях в Лунной теории приливов и отливов, обладающие углубленными знаниями небесной механики, и свойств гироскопа.

       
     


» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
 


Новости по дням
«    Декабрь 2018    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31 

Погода
Яндекс.Погода


Реклама


Загрузка...

Опрос
Измненится ли мировая система после выбора Трампа в США?




Реклама
Загрузка...

Облако тегов
Аварии и ЧП на АЭС, Акция: Пропаганда России, Америка настоящая, Арктика и Антарктика, Блокчейн и криптовалюты, Воспитание, Высшие ценности страны, Геополитика, Готовим дома, Единая Россия, Импортозамещение, ИнфоФронт, Калита-Финанс, Кипр и кризис Европы, Кризис Белоруссии, Кризис Британии Brexit, Кризис в России, Кризис Европы, Кризис США, Кризис Турции, Кризис Украины, Лекарственные растения, Любимая Россия, Наука России, Неизвестный Путин, Новости Украины, Оружие России, Остров Крым, Правильные ленты, Простонародный лечебник, Сад и огород, Сделано в России, Сильные землетрясения, Ситуация в Сирии, Ситуация вокруг Ирана, Скажем НЕТ Ура-пЭтриотам, Скажем НЕТ хомячей рЭволюции, Служение России, Солнце, Трагедия Фукусимы Япония

Показать все теги
Реклама


Популярные
статьи



Реклама одной строкой

    Главная страница  |  Регистрация  |  Сотрудничество  |  Статистика  |  Обратная связь  |  Реклама  |  Помощь порталу
    ©2003-2018 ОКО ПЛАНЕТЫ

    Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам.
    Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+


    Map