Machine mécanique, Augmenter l'énergie potentielle

[Waouh]

Bonsoir,

L'idée est d'augmenter l'énergie potentielle d'un système mécanique. Un tore tourne à la vitesse angulaire w dans le sens trigo autour du centre de rotation C1. Le centre C1 est fixé au sol. Sur le tore se trouve un objet carré qui contient de très petites balles qui vont être sous pression grâce à des ressorts. L'objet carré sur le tore tourne autour du centre C2. C2 est fixé sur le tore. Des ressorts recréent une pression comme celle qu'il y a dans un récipient rempli d'eau, la pression est de plus en plus importante. Il y a deux zones bien distinctes ou je recrée deux gravités, la gravity2 est bien plus faible que la gravity1. L'objet garde TOUJOURS la même position relative par rapport au tore (l'angle est toujours le même). Les forces sur l'objet créent un couple dans le sens trigo, l'objet va donc tourner dans le sens trigo et accélérer. MAIS le tore va tourner lui aussi dans le sens trigo à la même vitesse angulaire que l'objet et en suivant son accélération, un moteur externe accélère le tore, donc l'objet gardera sa position relative et il y aura toujours un couple sur lui. Il faut de l'énergie pour tourner le tore mais cette énergie peut être récupérée par la suite. Ce qu'on gagne c'est la vitesse de rotation de l'objet, donc l'énergie potentielle du système augmente, enfin si ça marche. Le volume de l'objet ne change pas donc les ressorts ne perdent pas d'énergie potentielle: la position relative de l'objet est toujours la même. La force sur le centre C2 ne donne pas de couple au tore. Les forces qui sont sur le tore eh bien on s'en fout car c'est un cercle donc pas de couple sur le tore. Il faut imaginer des balles très petites pour ne pas modifier le couple sur l'objet, cela n'est pas difficile car finalement l'objet reste toujours dans sa forme. Il n'y a pas le détail mais il y a un ressort pour une balle et il faut attirer chaque balle avec la même force (selon gravity1 ou gravity2). J'ai la flemme de refaire l'image en français mais ça se lit bien par rapport au message, enfin si vous avez des questions n'hésitez pas, si ça marche pas j'aimerai comprendre pourquoi

Les balles sont un peu compressibles pour transmettre la pression.

Edit: J'ai ajouté une image qui permet de voir les forces en détails avec uniquement l'objet carré, il n'y a pas le tore. Il est peut être même possible d'avoir un couple trigo pour le tore si les forces de pression dans la partie en bas sont plus grandes.

[Waouh]

J'ajoute une image pour montrer qu'il y a de l'espace en haut de l'objet carré, comme cela il y a de la marge en cas de variation de vitesse angulaire entre le tore et l'objet. Posez moi des questions si vous ne comprenez pas, j'aurai moins l'air seul



Avec plus de ressorts:



Les ressorts font exactement ce que fait la gravité, une pression sur les côté comme avec un liquide. La différence c'est les ressorts qui sont attachés sur le cadre rouge en bas.

[Waouh]

Si j'avais la gravité avec un récipient rempli d'eau je dessinerai les forces comme cela :



Les forces sont progressives, il y en a beaucoup car ce sont des forces de pression mais je n'en ai dessiné que 3 pour chaque côté.

Je remplace la gravité par des ressorts et les molécules d'eau par des balles compressibles, j'obtiens donc cela:



Ensuite, je fais pareil avec mon objet carré sauf qu'au lieu d'avoir une seule zone, j'en ai deux car le tore sépare l'objet. Ce sont deux zones séparées au niveau des pressions. Une zone où la force des ressorts est plus forte que l'autre. Je n'ai dessiné que les forces sur l'objet carré le reste des forces est supporté par le tore:



Avec le système complet, j'obtiens cela :



La somme des forces sur l'objet carré donne la force jaune, donc cette force ne transmet pas de couple sur le tore. Par contre, l'objet carré reçoit un couple. Il suffit d'accélérer le tore de plus en plus pour garder constante la position relative de l'objet sur le tore. L'énergie est récupérée ensuite. Ce que je gagne c'est l'énergie de rotation de l'objet carré uniquement.

Je corrige légèrement l'image de l'objet pour bien montrer que les zones sont distinctes: il n'y a pas de balle en haut de chaque zone:



Il faut souligner que je règle la pression Attraction2 comme bon me semble pour annuler le couple sur le tore (couple provenant de la somme des forces sur C2). Car la force de pression annule directement la force des ressorts dans cette zone. Donc l'objet reçoit bien un couple et pas le tore. Il ne règle qu'à régler les vitesses et récupérer plus d'énergie qu'on en donne.

Eh, n'hésitez surtout pas à me parler, hein...

[alvin 19]

Bonjour Waouh,

Mais non, tu n'es pas seul ...
Le problème, c'est que l'on a, je pense, un peu de mal à te suivre.
Essaye si tu peux d'expliquer différemment le procédé.
Perso, en regardant tes croquis j'ai l'impression que tu utilise la force centrifuge appliqué à un mobile, un peu à la manière d'un gyroscope inversé...
Tu as peut être quelque chose d'intéressant sous le coude, mais pour l'heure c'est difficile à dire.
Bon courage

[Waouh]

Merci pour ta réponse alvin19 ça me fait plaisir

Non, je n'utilise pas la force centrifuge ni la gravité. Prends un verre d'eau avec la gravité, il y a de la pression sur le côté et donc des forces dues à la pression. Si tu fais un trou sur le côté d'un gobelet en plastique rempli d'eau, eh bien l'eau va fuir avec force. Eh bien je veux la même chose avec des balles compressibles (un peu) et des ressorts. Chaque balle est attirée par un ressort avec la même force. J'ai donc une force de pression sur les côté comme dans le dernier message où je fais la comparaison entre le verre d'eau+gravité et balles+ressorts. Ce que je veux c'est la force de pression de côté. Est ce que ce point là est clair déjà ? Note, que j'ai dessiné 3 forces pour montrer qu'elles sont de plus en plus fortes car ce sont des forces de pression et je ne vais pas dessiner une seule force sinon on comprends pas que c'est une force de pression et je ne vais pas dessiner non plus 1000 forces car on ne verra rien. Mais dis moi si tu comprends ? Avec la gravité il y a le poids représenté au fond du verre d'eau mais avec des ressorts les forces vers le bas des balles sont annulées par les forces des ressorts. Chaque ressort est bien entendu fixé au bas du verre.

J'ai refait le dessin avec les pressions uniquement, et j'ai mis toutes les forces sur les points verts:



En deux, tu prends un objet carré et tu le fais traverser par un tore comme plus haut et ensuite tu mets plein de balles dedans et chaque balle sera attirée par un ressort, ceci pour avoir les forces de pression sur les côtés. Attention, il y a deux zones séparées, donc deux attractions différentes. Et là je cherche 2 objectifs: avoir un couple sur l'objet et pas de couple sur le support. J'utilise pour le support un tore comme cela les forces de pression des balles sont sur un cercle (2d) et donc pas de couple (ou moment si tu préfères) et il faut aussi faire la somme des forces qu'il y a sur l'objet car elle va ensuite se projeter sur le centre C2, je cherche donc à avoir cette force dans l'axe (C1,C2) donc pas de couple sur le tore car je règle les forces F7+F8+F9 de telle manière à avoir la force jaune dans l'axe (C1,C2). Les forces F7,F8,F9 réduisent un peu le couple sur l'objet mais ne l'annulent pas du tout, au final j'aurai un couple qui vaudra 2 fois le couple provenant des forces F1, F2, F3. Enfin, je note 3 forces mais tu sais qu'il y en a plusieurs, c'est une force de pression progressive. Ensuite, l'objet a un moment important et il va se mettre à tourner pas longtemps et c'est là que l'astuce consiste à augmenter la vitesse de rotation du support pour avoir la même vitesse de rotation de l'objet et du support. Les forces centrifuges n'interviennent pas. Il n'y a pas de friction sur le centre C2, c'est important.

C'est moi qui fournit de l'énergie au moteur du support pour augmenter de plus en plus sa vitesse angulaire on est d'accord ? Mais l'objet carré tourne de plus en plus vite tout seul ! et c'est l'énergie potentielle qui augmente et qui pourra être récupérée plus tard.

[alvin 19]

O.K; je comprends mieux l'idée...
ça demande réflexion ( je ne suis pas aussi familiarisé que toi avec des ressorts et des balles dans un cube sur un tore) J'espère aussi que d'autres pourront donner leur avis.
A plus tard.

[katagena]

Bonjour, moi aussi j'ais du mal a me representer le principe de base.

Le carré peut tourner par rapport au centre (point rouge) ?.

Sinon sa me fait penser a un moteur magnétique a levier ou en fait la force d'attraction sur le levier est constante et devrais en théorie fournir un couple sur le rotor (le levier est fixe sur un rotor en forme de disque et est un peut plus haut que le centre ainsi il est en appuis sur l'axe central et d'un coter coller au rotor alors que de l'autre coter il dépasse un peut de l'axe avec un aimant au bout.
Mais il peut tourner avec le disque, alors que le bout du levier posséde un aimant attiré simplement par un stator sans différence de distance).

C'est comme ci un "doigt" appuyer en permanence sur le levier, mais malheureusement mes testes sur se genre de principe n'ont rien apportés de concluant.

Cependant il est vrais que je n'ais pas tester de faire tourner, et de mesurer si l'énergie nécessaire a la rotation est inférieur avec ou sans le levier.

Cordialement.

[Waouh]

Les balles sont très petites et à la limite en théorie aussi petite qu'une molécule, donc on peut appliquer les forces de pression comme la gravité. Les ressorts attirent comme la gravité donc on peut aussi considérer les lois de pression comme s'il y avait la gravité. La seule chose à prendre en compte avec les ressorts c'est les forces qui vont vers le haut et j'en ai besoin ! Maintenant, il faut être certain de:

- la présence du couple sur l'objet, inutile de le calculer il est logique
- la présence d'aucun couple sur le support et comme je l'ai dessiné et disposé c'est logique aussi car on peut ajuster la somme des forces avec F7+F8+F9, le couple sera deux fois celui des forces F1+F2+F3, forces qui proviennent des ressorts
- la conservation de l'angle entre l'objet et le support et si les vitesses de rotations sont toujours les mêmes c'est logique aussi

Oui, le carré rouge peut tourner autour du centre rouge (C2) et c'est d'ailleurs très important, il faut qu'il puisse tourner, il faut laisser le couple libre. Je ne dis pas qu'un élément externe ne peut pas récupérer l'énergie du couple de l'objet.

Rien à voir avec le magnétisme. J'ai deux seulement l'objet carré et le support. Il n'y a qu'à regarder le couple sur l'objet et le couple sur le support.

Lorsqu'on compare les forces F1,F2,F3 et F4,F5,F6 ce sont presque les mêmes en somme, la différence est due à la courbure du tore, il suffit donc de diminuer F4,F5,F6 avec F7,F8,F9. L'objectif est d'avoir la somme des forces sur C2 à 45° donc il faut F1+F2+F3=F4+F5+F6 (je note que 3 forces mais on sait qu'il y en a plein). Le couple sur l'objet va être diminué mais pas de beaucoup et ce qu'apporte l'addition des deux moments provenant de F1+F2+F3 et de F4+F5+F6 est grand par rapport à ce que j'enlève.

J'ai placé l'objet à 45° mais il pourrait être à une autre position, il faut alors ajuster les forces. J'ai dit qu'il fallait avoir un couple nul sur le support mais on peut avoir un couple dans le sens trigo sur le support en augmentant F7+F8+F9 par contre le couple sur l'objet diminue mais il peut être plus intéressant ce couple sur le support car le rayon n'est pas le même qu'avec l'objet.

Pour le calcul du couple, je fais d'abord pour les forces F1+F2+F3, il y a une grande différence avec les dimensions indiquées j'ai un couple négatif de -0.54 et un positif de 5.11, car lorsqu'on regarde les forces des ressorts une partie tente de faire tourner l'objet dans le sens horaire et une autre partie tente de le faire tourner dans le sens trigo. Mais la différence est grande car le couple c'est la force multipliée par le rayon et la force F1 est faible avec un rayon grand par contre la force F3 est grande ET avec un rayon grand. Et la bonne nouvelle c'est que les forces F4+F5+F6 agissent de la même manière.

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Je détaille les calculs pour le couple provenant des forces des ressorts (F1,F2,F3):
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Je considère que la force vaut celle de la hauteur des balles, cela correspond à ce que l'on peut avoir dans l'eau, en plongée 10 m d'eau = 1bar 20m = 2 bars, etc. Comme la force des ressorts c'est moi qui la choisi j'y met bien ce que veux.

Avec R le rayon externe du tore, et c la largeur du carré:
En AN j'ai C=3 et R=6.5

S1: départ de l'intégration en x:



S2: fin de l'intégration en x:



S3: milieu de l'intégration en x:



H: hauteur de départ :



Calcul de l'équation du rayon en fonction de x:

Au départ le rayon du couple vaut c/2 pour ensuite diminuer vers 0 et revenir à c/2. J'épargne les calculs mais l'équation finale est:



avec :






La première intégrale (couple horaire) est donc de:




La deuxième intégrale (couple trigo) vaut:



AN: -0.54 et 2.55

Le couple est nettement trigo.


La somme des forces provenant des ressorts vaut:



Et cela vaut 1.24 en AN, ce qui est logique car C=3 donc la moyenne des force doit un peu inférieure à 1.5.

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Maintenant passons à la surface de droite:
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

La moyenne des moments est plus simple car je n'ai pas besoin du cercle. Il s'agit donc d'intégrer:



puis:



Cela donne -0.56 et 2.815 et les ordres de grandeurs semblent cohérents.

La moyenne des forces vaut naturellement 1.5.

Il faut donc trouver la somme des forces sur F7, F8, F9 valant 1.5-1.24 = 0.26 et calculer le couple de ces force pour finalement avoir le couple final.


++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
La somme des forces sur la surface gauche sera de :
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++




Soit c/4 il faut donc réduire la force de c/4/0.26 soit réduire de 2.88 par rapport à la force de la partie supérieure.

On aura donc une somme des moments sur la partie gauche de :



Soit de -0.56 en AN

Au final le couple total sur le carré est de :

AN: -0.54 + 2.55 -0.56 + 2.81 -0.56/2.88 = 4.06

Aucun couple sur le support.

[alvin 19]

Bonjour Waouh,

   Est-ce que tu as regardé ce que donnait le système dans le temps et en fonction de la position du carré sur le tore à t-1, t, t+1 pour voir si le couple créé ne s'annulait pas quand le carré va se retrouver dans la position inverse sur le tore...
   D'autre part, si je ne me trompe pas, les ressorts sont adaptés à la force qu'ils vont subir;( si ils sont trop costauds, ils ne vont pas travaillés correctement et si ils sont trop faibles, ils vont se détendre rapidement ) c'est donc une source de perte d'énergie non négligeable puisqu'ils vont devoir encaisser des forces de pression complètement différentes.
   Je comprends bien que les balles et les ressorts sont une image, mais qu'est-ce qui pourrait les remplacer et qui n'aurait pas leurs défauts de compressibilité.

   Je dis çà juste pour faire avancer les choses et sans vision critique.
   Je sais bien que quand çà bouillonne dans la tête, on a envie que çà avance vite...

   cordialement

[Waouh]

Bonjour Alvin19,

Le carré ne bouge jamais dans le temps, et c'est la magie enfin la physique d'un objet en rotation sur un support en rotation où on adapte la vitesse de rotation du support par rapport à l'objet. Admettons que le support soit à 10rd/s et l'objet aussi (mais bloqué le temps de mettre en route), on débloque l'objet il va se mettre en rotation sa vitesse va passer à 10.1 rd/s eh bien le support aussi, en fait il faut même anticiper la rotation de l'objet pour permettre d'avoir à chaque instant les mêmes vitesses angulaires, cela peut se faire avec une modélisation du système en automatique (fonction transfert) même un retard pur est modélisable. Si deux objets possèdent la même vitesse de rotation et qu'un objet est sur l'autre alors ils sont fixent l'un par rapport à l'autre.

On peut remplacer les ressorts par des aimants permanents, des électroaimants, peu importe car rien ne bouge dans l'objet carré, aucune balle ne bouge.

Les balles n'ont pas forcément besoin d'être compressibles, il suffit qu'elles soient en quinconce, là même avec des billes en acier la pression sera transmise. Acier sans frottement sinon bonjour les calculs. Il est peu être judicieux de choisir des balles avec un minimum de masse.

C'est un système très instable, le moindre écart de vitesse et les ressort vont bouger, l'objet va changer sa position par rapport au support et comme à un moment il va entrer en buté avec le support, plus rien ne fonctionnera. C'est pour cela que j'ai laissé des zones vides en haut de l'objet car il faut laisser de la marge pour le contrôle commande.

Il faut noter que la force centrifuge est embêtante pour ce système mais il est possible d'annuler toutes les forces centrifuges sur les balles, sur les ressorts et autres éléments critiques à l'aide de bras pour chaque balle ou ressort ceci pour ne pas déformer le système. Ou alors il faut considérer que les forces de pression sont très importantes au regard de la force centrifuge.

Je ne prends pas cela pour une critique, au contraire ça fait avancer mes idées. T'inquiète pas, ça ne bout pas, j'ai eu cette idée il y a 2 ans et demi et l'histoire de l'accélération date de 2009 mais à l'époque je réfléchissais uniquement en linéaire.



Avec uniquement la zone2 (attraction2) voici l'image:



Il n'y a pas de force vers le haut ou vers le bas de la part des ressorts car les balles pressent vers le bas ce que les ressorts tirent vers le haut.

Et voici la zone1 uniquement:



Là, il y a bien des forces vers le haut et uniquement vers le haut car c'est le tore qui prend en charge les forces de pression vers le bas, enfin le tore les voient vers son centre C1.

Cordialement

[alvin 19]

Re bonjour,

J'essaye de suivre, Tu fais donc tourner un tore sur lequel un carré doit librement tourné pour conserver sa position initiale et gagner en couple...
Effectivement, c'est instable et simplement du fait des forces de frottement dans l'air qui vont faire tourner le carré dans tous les sens...sauf si, sur ce carré tu as un arbre qui transmet le couple et qui permet également de conserver le carré dans la position désirée, mais tu risques peut être de perdre le bénéfice acquis.
A voir
Recadre moi si je suis à côté de la plaque mais c'est dur de prendre un train en marche...

[Waouh]

Oui, c'est cela, tu as bien compris   Je gagne du couple mais je dois en fournir au support quand même. Ce que je fournis au support je vais le récupérer après par contre la rotation de l'objet c'est en plus et je ne donne rien pour sa rotation.

L'objet peut être mis dans un vide poussé comme cela les frottements dus à l'air vont être quasi nuls. Par contre, de là à dire que le carré va tourner dans tous les sens: imagine un carré d'une tonne qui tourne au départ seulement à 1rd/s, il y aura une inertie importante le problème viendra avant de la pression des ressorts qui va vouloir faire tourner l'objet. Les frottements internes peuvent considérablement modifier le fonctionnement mais ce n'est pas insurmontable. Il faut faire une fonction transfert et piloter correctement le support.

On peut mettre un stator externe et placer des aimants permanents sur le rotor, cela permet de récupérer l'énergie du couple, il faut simplement faire attention à ne pas mettre de couple sur le rotor. Ce n'est qu'un problème de réglage et de calculs au départ. Mais il restera instable ce système, il faut juste faire attention dans le pilotage. Il faut inclure un recadrage de l'objet en dynamique. Les ressorts posent des problèmes de force centrifuge mais à faible vitesse angulaire ça ira.

Remplacer les ressorts: il est possible d'utiliser des aimants permanents à la base relié avec des câbles sur chaque balle. Il faut une force potentielle et donc ce sera soit électrostatique soit mécanique soit électromagnétique.

Remplacer les balles: ce n'est pas forcément des balles, peu importe la forme en fait mais effectivement avoir un objet virtuel serait idéal.

Les pressions ne sont pas forcément la reproduction de la gravité. C'est peut être n'importe quelle fonction 1/d² etc.


Cordialement

[alvin 19]

Là, tu vas un peu vite pour moi...

En tout cas, si tes calculs sont bons et que tu peux récupérer du couple; il va falloir (si je peux me permettre) que tu imagines le moyen le plus simple de le récupérer et de l'utiliser dans un système plus global; c'est peut être l'utilisation du couple qui te donnera la solution à l'instabilité du système.

Si, par contre, tu pars sur des choses compliquées, tu risques des complications !!!

Bonne soirée

[Waouh]

Pour l'instant je m'attarde à faire connaître le concept, je pense que si on peut récupérer plus d'énergie qu'on en donne c'est déjà bien, et même si c'est après pas pendant. La récupération d'énergie c'est un problème technologique pas conceptuelle ni de croyance. Si ça marche pas j'aimerai qu'on me dise pourquoi. Les calculs semblent cohérents, il y a peut être une erreur mais globalement il y a un couple sur l'objet c'est logique avant d'être mathématique mais ce n'est pas eux qui m'inquiète plutôt une force ou un couple que je n'ai pas vu ou un problème quelconque.

Bonne soirée à toi aussi

[Geometric]

Hello Waouh,
Ta "machine mécanique" est intéressante... du moins dans l'originalité du concept !

Pour info,
Il faudrait fouiller dans les archives officielles des Brevets Internationaux... car ton système se rapproche d'un Brevet déposé dans les années 70/75 ? (de mémoire) par un australien !
En tout cas, les principes mécaniques y ressemblent fortement.

Même si l’approche mathématique est cohérent.
Pour ma part, j'émettrais plus de doute dans la cohérence des éléments mécaniques "moteur" qui vont  rencontrer inévitablement un effet d'anti-couple... En d'autres termes, le carré rouge ne peut pas tourner librement autour du centre  ¤C2¤, si tel était le cas, l'énergie potentielle ne serait pas majorée.
Le cas contraire, axe non-libre (même avec une synchro), un anti-couple apparaitrait selon  la 3eme L. Newton action/réaction) anéantissant le gain primaire.


Bonne journée à Toi

[Waouh]

Hello Geometric,

Je ne connais pas ce brevet mais si tu as un lien je suis preneur.

Il n'y a pas d'anti couple, ou alors je ne le vois pas et toi ? Et c'est l'avantage avec les forces de pression car elles agissent dans toutes les directions. C'est le tore qui reçoit les forces de pression complémentaires et non l'objet et comme le tore est composé de "cercles" l'anti couple ne peut pas agir. Les forces sont bien là, la somme des forces est à zéro mais l'application des forces agit sur des centres différents.

Mon raisonnement précédent comporte une erreur, j'ai considéré qu'il n'y avait pas de force vers le bas à cause de la zone2 (attraction2) mais il y en a une car la force de pression en bas est constante pas contre les ressorts attirent moins vers le haut. Donc, il faut modifier la zone2 pour mettre le moins de pression vers le bas et un maximum de force vers la gauche car je dois réduite la somme F4+F5+F6. On peut quasiment annuler la force vers le bas ne restera que la force à gauche mais avec le maximum de rayon donc de couple mais c'est peu en comparaison avec les couple des ressorts et de la paroi à droite.



Les calculs précédents pour les ressorts et la zone1 sont bons, il ne faut modifier que la zone2. La force nécessaire pour avoir une somme une des forces comme la force jaune est de 0.26. Le couple négatif sera donc de -0.26*c/2 = 0.39. Il faut imaginer les balles très petites et compressibles (ou en quinconce) sinon la pression n'est pas transmise à droite et à gauche.

Donc, la somme des moments sur l'objet est réduite mais non nul:

AN: -0.54 + 2.55 -0.56 + 2.81 -0.26*4.43 = 3.12




Peut être qu'il est plus facile comme cela de supprimer le couple sur le tore:



Il faut ajuster la force Fx pour avoir la force jaune dans l'axe (C1,C2). La force Fx ne donne pas de couple au tore par contre elle réduit le couple sur l'objet mais pas assez pour l'annuler.

Ou alors déplacer le centre et ne rien mettre dans la zone2, je dois vérifier par calcul:



Et remarquez qu'on peut déplacer le centre de rotation de l'objet pour gagner en couple :



Cordialement

[alvin 19]

Bonjour Waouh,

   En repensant a ton système et en remplaçant les billes et les ressorts par de l'eau, je trouve une certaine similutude avec les turbines Founeyron ( 1850) qui avaient la fâcheuse particularité de s'emballer en perte de charge...
L'idée a été reprise et approfondit par Gérard Capdevielle (cf. turbine capdevielle) qui a d'ailleurs écrit tout un recueil sur le travail gracieux des forces de pression et de gravitation.
Tu est peut-être déjà au courant, sinon ça peut t'intéresser.
   Je ne sais pas quoi en penser d'ailleurs, je n'ai pas poussé plus loin l'investigation.
   Mais si je me rappelles bien, Quartz a été en contact avec ce monsieur et pourra peut être nous en dire
plus. (merci à toi Quartz pour les liens que tu as fait passer sur les tubes vortex)

   A bientôt

[Waouh]

Bonjour Alvin,

Je verrai cela un peu plus tard.

J'ai fait quelques erreurs dans mes calculs (ça à travailler trop tard...) bref, cela ne change pas grand chose en AN:

R=6.5 rayon externe du tore
c=3 côté du cadre rouge
d=4.43 distance C1C2 en x ou en y

Somme des forces provenant des ressorts: 1.15
Somme des forces provenant de la paroi droite: 1.5

Couple horaire des ressorts: -0.20
Couple trigo des ressorts: 1.63

Couple horaire de la paroi droite: -0.37
Couple trigo de la paroi droite: 1.87

Il faut donc annuler une force de 1.5-1.15=0.35 (vérifié avec l'aire)
Si c'est annuler comme la figure ci après, cela donne un couple de -4.34*0.35=-1.50

Au total le couple est de : -0.20+1.63-0.37+1.87-1.5=1.42

Si quelqu'un peut vérifier mes calculs parce que s'ils sont bon c'est gagné.

La force Fx =0.35 je la mets comme cela:







Ainsi, il n'y a pas de couple sur le tore et la résultante en C2 ne donne pas de couple non plus.

**************************************************************************CALCULS*********************************************************************

******************************************Ressorts**************************************
Début de l'intégration en x:
s1=d-c/2=2.84


Milieu de l'intégration en x:
sm=d=4.34

Fin de l'intégration en x:
s2=d+c/2=5.84

Hauteur:
H=d+c/2=5.84

Intégration1:
[tex]\frac{1}{c/2}\int_{s1}^{sm} (H-\sqrt(R^2-x^2))(d-x) dx[/tex]



Intégration2:
[tex]\frac{1}{c/2}\int_{sm}^{s2} (H-\sqrt(R^2-x^2))(d-x) dx[/tex]



Valeurs: -0.20+1.63

Somme des forces:
[tex]\frac{1}{c}\int_{s1}^{s2} (H-\sqrt(R^2-x^2)) dx[/tex]



Valeur: 1.15

******************************************Paroi à droite**************************************

[tex]\frac{1}{c/2}\int_{0}^{c/2} x(-x+\frac{c}{2}) dx [/tex]



[tex]\frac{1}{c/2}\int_{c/2}^{c} x(x-\frac{c}{2}) dx [/tex]



Valeurs: -0.37+1.87

Somme des forces:
Valeur: c/2=1.5

******************************************Paroi à gauche**************************************

Je veux pour Fx: 1.5-1.15=0.35

Couple:

Value: -0.35*4.34=-1.5

[surnitairedream]

Bonjour à tous ...je passais par là , j'ai vu de la lumière, me suis permis de rentrer pour la ramener un peu !

     Beau sujet d'étude , trop complexe pour moi , rien pigé comme souvent .....

la seule chose qui me titille l'esprit , c'est de savoir , comment tout ce qui est calculé en zone " 1h30 heure " se comporterait en zone " 4h30 heures " .

Car effectivement , il est toujours possible d'obtenir un gain de couple en haut ou en bas, a droite ou à gauche ....mais le problème de fond est que ce qui est gagné en " un endroit"est toujours perdu en équivalence dans   " l'endroit symétrique " car la configuration est inverse.....dans le cas présent, en position haute " 1h30 heure " la pesanteur comprime, mais au passage en position basse " 4h30 " l'action serait alors l'étirement .... et donc ??!!

         mais je pense que , comme j'ai rien pigé....il ne doit pas y avoir de soucis !

bon courage !

[Waouh]

Bonsoir Surinitairedream,

Il n'y a pas de gravité, j'utilise simplement des ressorts pour créer la pression. Et l'objet rouge garde toujours sa position identique par rapport au support, car quand l'objet accélère, le support accélère en même temps, exactement en même temps. C'est instable mais c'est pas tellement gênant aujourd'hui avec l'électronique et les moteurs brushless. Pour simplifier, je souhaite que l'objet rouge possède un couple trigo sans avoir le couple horaire sur le support. Si tel est le cas, il va falloir de l'énergie pour accélérer (en vitesse de rotation) le support mais cette énergie sera récupérée plus tard. Par contre, on gagne l'énergie de rotation de l'objet qui accélère gratos. Pour la commande du support, il faut absolument modéliser le système et pas réagir.

a+

[surnitairedream]

Merci pour le complément d'info !

Je pense que tu dois être dans le vrai ....je vais suivre le feuilleton..intéressant !!

.

[alvin 19]

Bonsoir,

Désolé, j'ai fait une faute de frappe, il fallait lire les turbines fourneyron donc sur: Nouvelles Energies.doc, notamment fig 3 et fig 4
a +

[Waouh]

Bonsoir Alvin19,

J'ai regardé ton lien, je ne connaissais pas, merci. D'après ce que j'ai compris et je n'ai peut être pas tout compris... ce n'est pas le même principe. La turbine accélère et fait passer d'une turbine à l'autre, donc c'est de l'énergie cinétique dès qu'elle est lâchée, ceci dit il pourrait y avoir un transfert partiel d'un couple, c'est tellement compliqué avec les fluides dynamiques et spécialement lorsqu'il y a des rotations qu'il faut modéliser complètement le système, bonjour l'enfer si on veut considérer tous les cas de figure du fluide. En plus, il y a le problème de transfert thermique.

Je vais revérifier mes calculs et voir si d'autres peuvent aussi vérifier de leur côté. C'est pas si compliqué que cela. J'ai vérifié tout ce que je pouvais avec les graphiques. Reste les intégrales.

En tout cas, le concept est valide en ce qui concerne les rotations et les accélérations.

Je viens de faire qqes modifs dans mon message avec les calculs.

J'ai refait les intégrales moi-même (programme) en approchant le couple petit à petit et je trouve bien les bonne valeurs.

Voilà, j'ai refait les intégrales avec l'objet fixe sur le support et je trouve bien 0, j'avais une petite différence au début à cause des valeurs numériques approchées. Cela veut dire que mes intégrales sont correctes. Et cela s'explique car avec l'objet fixe il y a moins de couple à cause des ressorts mais la force devient plus grande avec le rayon, et il y a plus de force avec moins de rayon pour la pression, donc les couples s'annulent. Ici, avec l'objet sur un centre C2, va avoir plus de couple de la part des ressorts avec un rayon qui augmente et pareil pour la pression. C'est donc logique.

a+

[Waouh]

Avec une seule balle qui est sous pression interne, la balle veut augmenter son volume. Le centre C2 reçoit une somme des forces provenant de F1+F2, cette force ne fournit aucun couple au support. Le système est toujours instable mais il est possible d'augmenter la vitesse angulaire du support en même temps que l'objet rouge, comme cela l'objet rouge garde sa position relative sur le support.

La balles reçoit un couple horaire moins important que celui reçu par F1 et F2 sur l'objet rouge.

Couple sur l'objet rouge reçu par F1 = +3*1.71
Couple sur l'objet rouge reçu par F2 = +3*0.77
Couple sur la balle reçu par -Fr = -1.79*1.3

Somme des moments: 5.1

J'ai utilisé une balle mais on peut la remplacer avec 3 ressorts ou 3 vérins hydrauliques.








Si je prends des ressorts ou des vérins, je peux prendre les forces F1, F2 et F3 comme je veux, je peux aussi placer le point d'origine où je veux. Cela donne:



La somme devient 4.8

[alvin 19]

Bonjour,

   Désolé Waouh, même si je pense comprendre le principe, je ne peux pas t'aider dans tes calculs.
   Je suis par contre quasi-persuadué qu'il se passe un truc avec ce type de géométrie, c'est à creuser.

   Si quelqu'un est sur le coup pour vérifier, je lui fournis volontiers le café ...ou l'aspirine.
   L'appui psychologique, ça compte...
   A bientôt donc

[Waouh]

Bonsoir,

Oui, c'est certain que discuter ça aide et comme tu dis un appui par ci par là c'est pas de refus.

J'ai pensé à une autre forme, histoire de continuer sur le système instable avec le support qui accélère tout le temps. J'ai noté F1 la résultante des forces sur la surface de gauche et F2 la résultante des forces sur la surface de droite.

Il s'agit d'attirer les balles vers le centre C2 et uniquement lui. Un bout de chaque ressort est attaché en C2, l'autre bout sur une balle. Je souhaite comme dab annuler la résultante des forces en C2. Pour cela, si je prends le même rayon à droite et à gauche, il est clair que F1 peut valoir F2 (en valeur absolue) par contre comme il y a plus de balles à droite, la force ira vers la droite en C2 ce que je ne veux surtout pas. Donc je prends un rayon plus grand à gauche. Je passe d'un rayon=7 à droite à un rayon=9 à gauche. Mais dans un autre temps, il faut penser à changer les pression (force des ressorts) pour permettre d'avoir F1=F2, donc j'ai une pression à gauche qui va de 0 à 7 et à droite une pression qui va de 0 à 9. Je suis certain de pouvoir obtenir F1=F2. Pour l'annulation des forces d'attraction des balles, c'est juste un peu plus hard à cause des angles mais même si cela ne permet pas de l'annuler, il sera peut être possible de réduire fortement la force.

J'ai 9 et 7 pour les rayons, c'est à vu de nez, il faut calculer précisément, ce serait plus 8.5 et 7.





La somme des forces provenant de l'attraction des balles pourrait bien être sur l'axe et ne donner aucun couple:



Et merci pour tes messages, c'est sympa

Je pense qu'il faut peut être diminuer le rayon de la partie gauche, il faut regarder la somme des forces en fait pour voir comment est la force d'attraction des ressorts. Donc, on essaie d'avoir les pression pour F1=F2 mais avec le rayon de la partie gauche très petit, le plus petit possible.

[Waouh]

Bonjour,

Ca peut marcher parce que le volume augmente plus vite que la longueur à gauche. Si c'était une carré qui irait vers un rectangle, cela ne pourrait pas fonctionner car en augmentant de 2 fois l'aire, et donc la force d'attraction, cela augmente de 2 fois la longueur du segment et pour garder constant F1=F2 il va falloir diminuer la pression.

Si je prends la forme comme un triangle rectangle (rectangle pour simplifier les calculs) cela donne:

Aire droite 3*3 = 9, pression en bas de 3, force F1=c*c/2=4.5
Aire du triangle au départ:3*3/2=4.5
Pour avoir F1=F2, il faut h*p/2=4.5 donc p = 3

Je double la hauteur du rectangle, cela donne aire = 18
La hauteur est de 6, donc il faut une pression = 1.5
La pression est de 3 au départ donc la force de base de chaque ressort est divisée par 2, donc cela donne une attraction de 18/2=9

Voilà comment on peut avec F1=F2 et pratiquement avoir une annulation des forces d'attraction.



Pour revenir au cercles, il faut donc augmenter de 2 fois environ l'aire de gauche, ce qui revient à prendre un rayon d'un peu moins de 11



On peut jouer sur 2 paramètres pour annuler 2 paramètres et cela doit être jouable.

Un autre example:

http://postimg.org/image/n11k15z9v/

Je pense qu'il faut peut être diminuer le rayon de la partie gauche, il faut regarder la somme des forces en fait pour voir comment est la force d'attraction des ressorts. Donc, on essaie d'avoir les pression pour F1=F2 mais avec le rayon de la partie gauche très petit, le plus petit possible.

[Waouh]

Je pense même qu'il est possible de s'en sortir avec le rayon à gauche plus grand mais moins que prévu, car les vecteurs ne sont pas les mêmes ! L'angle à droite est beaucoup plus grand qu'à gauche donc on doit pouvoir s'en sortir.

Il y a maintenant un troisième paramètre sur lequel jouer, et j'y crois maintenant. Plus le rayon à gauche augmente et plus l'angle diminue, c'est bon pour la somme des vecteurs qui vaut F*cos(a) avec l'anle 'a' variant de 0 à Amax. Amax vaut 39/2 à gauche avec le même rayon et Amax vaut 54/2 à droite. En augmentant le rayon à gauche l'angle Amax diminue, c'est pas énorme mais ça joue forcément et il en faut peu pour avec la surunité.

J'ai calculé avec un programme et j'obtiens les valeurs suivantes:

Rayon à gauche de 5.5, rayon à droite de 3.5
Pression max à gauche de 2.2 et à droite de 3.5

Vecteur à gauche:
x=-6.27
y=1.49

Vecteur à droite:
x=5.21
y=-1.9

Somme des vecteurs:
x=-1.06
y=-0.41

Il y a un couple trigo pour le support.

Enfin, c'est des calculs de ouf.

Sinon, au lieu d'attirer les balles en C2, je peux les attirer sur le pourtour du cercle. La force sur le support devrait être bonne dans ce cas.

[Waouh]

Ca fait sapin de Noël mais bon...

Il y a le support en fond non dessiné, on ne voit que le centre C1 sur la première image. Chaque ligne rouge est un objet avec une masse. Chaque ligne rouge va recevoir un couple (et donc pas de résultante sur le centre C2, C3, etc) trigo. Le support reçoit un couple trigo aussi. Si on termine le sapin par les lignes, il ne reste plus aucune force au bout. On peut aussi rajouter l'étoile rouge pour faire joli.













Avec l'étoile rouge

[Waouh]

Il n'y a pas besoin de calcul ici, mais c'est peut être pas assez bien expliqué, dites moi si vous ne comprenez pas.

a+