ГИДРОДВИГАТЕЛЬ

И ЗАКОНЫ ФИЗИКИ

архимед

1. Это разность потенциалов.
2. Закон «Рычага» выигрыша пути и времени, чтобы выиграть в силе
3. Закон энергии.
4. Закон сохранения энергии
5. Закон трения и сопротивления
6. Закон гидравлического давления
7.Закон гидравлического удара.

рис.1рис.1

Ещё до истерические времена человек изначально при помощи рычага извлекал  для  себя   пользу, для каких либо работ,  потом  он  стал  использовать  рычаг  механически,  далее  стал  использовать  в  машинных  механизмов  и  т.  далее.

рис.7

рис.8

рис.9

Если все время необдуманно и неразумно ссылаться на абстрактную теорию выигрыша силы и проигрыша пути и времени, то это равносильно тому, что рыть себе могилу, которая ставит точку и препятствие человеческому мышлению и его творчества

Самый  простой  выигрыш    в  прямолинейном  рычаге пути и времени

Если  в  пункте  А  совершается  работа,  допустим  включается  мотор  или  тянет  ее  человек,  то  моментально  в  пункте  Б  совершается  работа.
Это  решение  задачи  говорит,  что  совершенная  работа  выиграло  время  и  путь------------------------S-путь - N- длины 

     Примечание;   В  криволинейной  функции  дополнительно  используется  блочные  ролики,  а  также  в  блочно-роликовых  системах.   

    3.     Выигрыш  в  пути  и  во  времени получают  в  гидравлической  системе.   

    Сегодня  человечество    особенно  эффективно  использует  эту  систему  во  множестве  машин  и  механизмов,  получая  мощный  силовой  механизм.  Эту  систему  человечество  использует  как  в  прямолинейной,  так  и  в  криволинейной  труба  системной  функции.                                                                                

                                                                                                                                                   
4. Уберем вображаемые абстракционные примеры проигрыша пути м времени и спустимся на землю обитованную человеческой реальности

Зависимая гидравлическая  система  «ГИДРОПРЕССА», которая  в реальности выигрывает  в  силе,  пути  и  времени, но она зависима от внешних источников энергии.   

рис.10

Наглядный  пример  выигрыша  в  силе   показывает  система  «Гидропресса»  рис. 5  и  расчет
Если  данный  зависимый  Гидропресс  работает  с  силой  в  20 000 Н,  и  мы  прекрасно  знаем,  что  система  компактная. 
А  если  мы  будем  применять  просто  рычаг  для  поднятия  этого же  веса  в  20000Н, с  приложенной  силой  41,7Н,  то  из  расчета  видно,  что  для  поднятия  этого  веса  будет  необходим  рычаг  длинной  в  500 метров. 
Из  расчета  видно,  что  рычаг  длинной  в  500 метров,  действительно  во  всем  проиграет,  и  использовать   его  будет  невозможно.
Это  говорит  о  том,  что  компактная  система  «Гидропресса» выигрывает  не  только  в  силе,  но  и  пути  и  времени.   

5. Выигрыш пути и времени истичения жидкости из цистерны

Выигрыш  пути и   времени;  - зависит от  заданной  пропускной  способности  истечения  жидкости  из  грузовой  цистерны.                                              

Выигрыш  времени
t - Время истечения жидкости.       
Истечение  жидкости  из  цистерны  2,
будет  происходить  быстрее,  чем  из  1.

6.Сегодня  выигрыш  пути  и  времени  более  современен  и  эффективен,  который  связан  с  электричеством.
Если  100 лет  назад,  чтобы  связаться  с  родственным  человеком,  который  удален  был  на  тысячу  километров  требовалось  времени  от  одной  до  двух  и  более  недель,  то  сегодня  достаточно  взять  сотовый  телефон  в  руки  где  бы  ты  не  находился  и  связаться  с  близкими  друзьями   и  родственниками  в  считанные  секунды.

Пример:  На  коротком  плече  рычага  подвешен  груз  массой  100 кг.
                Для  его  подъёма  к  длинному  плечу  приложили  силу  250 Н.
                Груз  подняли  на  высоту  h1  =0,08 м,  при  этом  точка    
                Приложения  движущей  силы  опустилась  на  высоту  h2 = 0,4 м.
                                          Найти  КПД  рычага

   Но  «золотое  правило»  механики  выполняется  и  в  этом  случае. 
Часть  полезной  работы – 20 %  ее,  расходуется  на  преодоление  трения  в  оси  рычага  и  сопротивления  воздуха,  а  также  на  движение  самого  рычага.  КПД – любого  механизма  всегда  меньше  100 %

Конструируя  механизмы,  стремятся  увеличить  их  КПД.
Для  этого  уменьшают  трение  в  осях  механизмов  и  их  вес.

Рычаг  представляет  собой  твердое  тело,  которое  может  вращаться  вокруг  неподвижной оси опоры. 
Кратчайшее  расстояние  между   точкой  опоры  и  прямой,  вдоль   которой действует  на  рычаг  сила,  называется  плечом  рычага.

Рычаг  находится  в  равновесии  тогда,  когда  силы,  действующие  на  него,  обратно  пропорционально  плечам  этих  сил.
Формула  рычага:  
Пример.  С  помощью  рычага  рабочий  поднимает  плиту  массой  240 кг.  Какую  силу  прикладывает  он  к  большому  плечу  рычага,  равному  2,4 м,  если  меньшее  плечо  равно  0,  6 м?

Решение:
По  правилу  равновесия  рычага,           откуда   F1=F2,
где  F2 = P – вес  камня.          
Вес  камня  Р = gm,  Р = 9,8 х240кг 2 400Н.  Тогда
F1 = 2 400H х  = 600Н.   Ответ: F1= 600H 

Как  мы  видим  из  представленной  задачи  при  помощи  рычага,  что  малой  силой  можно  поднять  большую  силу.
Да!  В  представленном  варианте  рычага   путь  и  время проигрывается,  если  рычаг  един.
Но!  В  комплексе  работ  систем  рычагов  и  гидравлики систем,  уже выигрывается  путь  и  время,  так  сила  действия  производится  последовательно  на  следующий  конец  длинного  плеча  рычага,  тем  самым  на  втором  рычаге  уже  выигрывается  сила  с  геометрической  прогрессией.
Пример:  Если  по  закону  физики  в  зависимости  от  соотношений  длин  плеч  рычага 1|10,  то  рычаг  R1  выигрывает  в  силе  в  10 раз, если  сила  воздействия  на  большее  плечо  рычага  в  1 кг.  и  времени  работы  1  минуты(t ).
То  выигрыш  силы  будет  равен  10 кг.
В  комплексе  работ  рычагов  и  гидравлики  системы  «ГД»,  если  один  рычаг,  то  это  10,  если  два  рычага,  то  10 во второй степени,  если  три  рычага,  то 10 в третьей степени  и  т.  далее.
10 это  10х10х10 =1000 – отсюда  следует,  увеличение  силы происходит   с  геометрической  прогрессией,  а  время  и  путь  они  совершили  одновременно  едино.
То  и   на  три  рычага,  у  нас  потребовалось  времени также  одна  минута,  так  как  система  работает  в  комплексе.     
В  комплексе  система  «ГД» со  временем  одна  минута  уже  выиграло  с  геометрической  прогрессией  силу  уже  1000 кг.- отсюда  так  же  следует  и  выигрыш  пути.

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ И КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ
  Потенциальной (  от  латинского  слова  п о т е н  ц и я – возможность)  энергией
называется  энергия,  которым  определяется  взаимным  положением  взаимодействующих  тел  или  частей  одного  и  того  же  тела.

  Потенциальной  энергией,  например,  обладает  тело,  поднятое  относительно  поверхности  Земли,  потому  что  энергия  тела  зависит  от  взаимного  положения  его  и  Земли  и  их  взаимного  притяжения.
Если  считать  потенциальную  энергию  тела,  лежащего   на  Земле,  равной  нулю,  то  потенциальная  энергия  тела,   поднятая  на  некоторую  высоту,  определяется  работой,  которая  совершит  сила  тяжести  при   падении  тела  на  Землю.
А  работа,  как  мы  знаем,  равна  произведению  силы  на  путь,  т. е.      

                                                    A=Fh

Где  F – сила  тяжести.
Значит,  в  этом  случае  и  потенциальная  энергия   Ер  равна:

Ер = Fh или Ер =gmh                                       
Огромной  потенциальной  энергией  обладает  вода  в  реках,  удерживаемая  платинами.
Падая  вниз,   вода  совершает  работу,  приводя  в  движение  мощные  турбины  электростанций.
Потенциальной  энергией  молота  копра   используют  в  строительстве  для  совершения  работы  по  забиванию  свай.
Открывая  дверь  с  пружиной,  совершают  работу  по  растяжению  (или  сжатию)  пружины.  За  счёт  приобретённой  энергии  пружина,   сокращаясь  (или  распрямляясь),  совершает  работу,  закрывая  дверь.
Энергию  сжатых  и  закрученных  пружин  используют,  например,  в  ручных  часах  и  разнообразных  игрушках.
Потенциальной  энергией  обладает  всякое  упругое  деформированное  тело.
Потенциальную  энергию  сжатого  газа  используют  в  работе  тепловых  двигателей,  в  отбойных  молотках,  которые  широко  применяют  в  горной  промышленности,  при  строительстве  дорог,  выемке  твёрдого  грунта  и  т. д.

Энергия,  которой  обладает  тело  вследствие  своего  движения,  называется  кинетической  (от  греческого   слова   кинема  - движение)  энергией.

Движущаяся  вода,  приводя   во  вращение  турбины  гидроэлектростанций,  расходует  свою  кинетическую  энергию  и  совершает  работу.
Кинетической  энергией  обладает  и  движущийся   воздух  -  ветер.

От  чего  зависит  кинетическая  энергия?
Обратимся  к  опыту.  Если  скатывать  шарик  А  с  разных  высот,  то  можно  заметить,  что,  чем  с  большей  высоты  скатывается  шарик,    тем  больше  его  скорость  и  тем  дальше  он  передвигает  брусок,  т.  е.  совершает  большую  работу.
Значит,  кинетическая  энергия  тела  зависит  от  его  скорости.
За  счёт  скорости  большой  кинетической  энергией  обладает  летящая  пуля.
Кинетическая  энергия  тела  зависит  и  от  его  массы.
Чем  больше  масса  тела  и  скорость,  с  которой  оно  движется,  тем  больше  его  кинетическая  энергия.

Кинетическую  энергию  тел  используют    в  технике.       
Удерживаемая  плотиной  вода  обладает,  как  было  уже  сказано,  большой  потенциальной  энергией.
  При  падении  с  плотины  вода  движется  и  имеет  такую  же  большую  кинетическую  энергию.  Она  приводит  в  движение  турбину,  соединённую  с   генератором  электрического  тока.
За  счёт  кинетической  энергии  воды  вырабатывается электрическая  энергия

Потенциальная  и  кинетическая  энергия
Потенциальной  энергией  называется  энергия,  которая  определяется  взаимным  положением  взаимодействующих  тел  или  частей  одного  и  того  же  тела.
Энергия,  которой  обладает  тело  вследствие  своего  движения,  называется  кинетической.
Из  представленных  формулировок:  Потенциальной  и  кинетической  энергии.  Кинетическая   энергия  это  зависимая  величина  от,  потенциальной  энергии,  иначе  говоря, кинетическая энергия это  абстрактная  величина,  как  и  абстрактная  величина  пути  и  времени.
Какое  же  из  двух  величин  имеет  приоритетное  значение,  единичное  значение  потенциальной   энергии   или  абстрактная  величина  кинетической энергией,  хотя  эти  величины  одно  целое.  Но,  все  же,  как  определить  приоритетное  значение  из  данных  двух  величин. Кинетическая  величина  зависит  от  потенциальной  энергии  это  значить,  что  приоритетное  значение занимает  потенциальная  энергия.
Удерживаемая  плотиной  вода  обладает,  как  было  уже  сказано,  большой  потенциальной  энергией.
При  падении  с  плотины  вода  движется  и  имеет  такую  же  большую  кинетическую  энергию.
Из  вышесказанного,  чем  больше  мы  будем обладать  потенциальной  энергией,  тем  большей  мы  будем  обладать  и  кинетической  энергией.
 Потенциальная  энергия  обладает  приоритетным  значением  по  отношению  кинетической  энергии.
Сегодня в  технике  машин  и  механизмов в большей свей части первично используют кинетическую  энергию , упуская столь важное значение приоритетной потенциальной энергией.

Из вышесказанного, чем большей  потенциальной энергией будет обладать человек, тем большую кинетическую  энергию он будет получать и использовать для своих нужд.

 Энергия
На  простом  примере  мы  уже  познакомились  с  энергией  тяготения.
Тело,  поднятое  на  высоту  h  над  землей,  обладает  потенциальной  энергией  mgh.
Чтобы  на  заводах  и  фабриках  могли  работать  станки  и  машины,  их  приводят  в  движение  электродвигателями,  которые  расходуют  при  этом  электрическую  энергию.
Автомобили  и  самолёты,  тепловозы  и  теплоходы  работают,  расходуя  энергию  сгорающего  топлива,  гидротурбины – энергию  падающей  с  высоты  воды.
Да  и  сами  мы,  чтобы  жить  и  работать,  возобновляем  запас  своей  энергией  при  помощи  пищи.
Слово  «энергия»  употребляется  нередко  и  в  быту.
Так,  например,  людей,   которые  могут  быстро  выполнять  большую  работу,  называют  энергичными,  обладающими  большой  энергией.
Что  же  такое  энергия?         
Чтобы  ответить  на  этот  вопрос,  рассмотрим  примеры.
Сжатая  пружина  распрямилась,  может  совершить  работу,  например,  поднять  на  высоту  груз  или  заставить  двигаться  тележку.
Поднятый  над  землей  неподвижный  груз  не  совершает  работу,  но  если  этот  груз  упадёт,  то  он  совершит  работу  (например,  может  забить  в  землю  сваю)

Читатель,  вероятно,  обратил  внимание  на  то,  что  при  иллюстрациях  закона  сохранения  механической  энергии  мы  настойчиво  повторяем:
«при  отсутствии  трения,  если  бы  не  было  трения…»
Но  ведь  трение  неизбежно  сопровождает  любое  движение.
Какое  же  значение  имеет  закон,  не  учитывающий  столь  важного  практического  обстоятельства?  Ответ  на  этот  вопрос  мы  отложим,  а  сейчас  посмотрим,  к  чему  приводит  трение.
Силы  трения  направлены  против  движения,  а  значит,  производит  отрицательную  работу.  Это  вызывает  неминуемую  потерю  механической  энергии.
Приведёт  ли  эта  неизбежная  потеря  механической  энергии  к  прекращению  движения?  Нетрудно  убедиться,  что  трение  может  остановить  не  всякое   движение.
Представим  себе  замкнутую  систему,  состоящую  из  нескольких  взаимодействующих  тел.  В  отношении  такой  замкнутой  системы  справедлив,  как  мы  знаем,  закон  сохранения  импульса.  Замкнутая  система  не  может  изменить  своего  импульса,  поэтому  движется  прямолинейно  и  равномерно.  Трение  внутри  такой  системы  может  уничтожить  относительное  движение  частей  системы,  но  не  повлияет  на  скорость  и  направление  движения  всей  системы  в  целом.
Существует  и  ещё  один  закон  природы,  называемый  законом  вращательного  момента,  который  не  дает  трению  уничтожить  равномерное  вращение  всей  замкнутой  системы.
Таким  образом,  наличие  трения  приводит  к  прекращению  всех  движений  в  замкнутой  системе  тел,  не  препятствуя  лишь  равномерному  прямолинейному  и  равномерному  вращательному  движению  этой  системы  в  целом.
Если  земной  шар  и  меняет  незначительно  скорость  своего  вращения,  то  причина  этого – не  земных  тел  друг  о  друга,  а  то,  что  Земля  не  является  изолированной  системой.
Что  же  касается  движений  тел  на  Земле,  то  все  они  подвержены  трению  и  теряют  свою  механическую  энергию.
Поэтому  движение  всегда  прекращается,  если  не  поддерживается  извне.
Таков  закон  природы.  А  если  бы  удалось  обмануть  природу?
Тогда…тогда  можно  было  бы  осуществить,  (перпетуум-мобиле),  что  означает  по-латыни  «вечное  движение» 

Закон  сохранения  энергии  и  НПЭ
Да  вопреки  всем  человеческим  мышлениям  вроде  бы,  само  по  себе    с  пустого  места  получить  какую  либо  энергию  из  ничего  невозможно, но  ведь  любая  материя  обладает,  как  потенциальной,  так  и  кинетической  энергией,  а  также  и  энергией  притяжения.  
Как  мы  знаем  из  элементарной  физики  7 класса.  
Потенциальной  энергией,  например,  обладает  тело,  поднятое  относительно  поверхности  Земли,  потому  что  энергия  тела  зависит  от  взаимного  положения  его  и  Земли  и  их  взаимного  притяжения.
Если  считать  потенциальную  энергию  тела,  лежащего   на  Земле,  равной  нулю,  то  потенциальная  энергия  тела,   поднятая  на  некоторую  высоту,  определяется  работой,  которая  совершит  сила  тяжести  при   падении  тела  на  Землю.
Энергию  сжатых  и  закрученных  пружин  используют,  например,  в  ручных  часах  и  разнообразных  игрушках. Открывая  дверь  с  пружиной,  совершают  работу  по  растяжению  (или  сжатию)  пружины.  За  счёт  приобретённой  энергии  пружина,   сокращаясь  (или  распрямляясь),  совершает  работу,  закрывая  дверь
Потенциальной  энергией  обладает  всякое  упругое  деформированное  тело.
Потенциальную  энергию  сжатого  газа  используют  в  работе  тепловых  двигателей,  в  отбойных  молотках,  которые  широко  применяют  в  горной  промышленности,  при  строительстве  дорог,  выемке  твёрдого  грунта  и  т. д.

Энергия,  которой  обладает  тело  вследствие  своего  движения,  называется  кинетической  (от  греческого   слова   кинема  - движение)  энергией.

Движущаяся  вода,  приводя   во  вращение  турбины  гидроэлектростанций,  расходует  свою  кинетическую  энергию  и  совершает  работу.
Кинетической  энергией  обладает  и  движущийся   воздух  -  ветер.

Но  ведь ты!  Человек  (homo  sapiens) – человек  разумный,  и  сегодня  он  человек  разумный  создает  довольно  сложные  компьютерные  технологии,  а  создать  более  простые  технологии  это  очень  просто.
Если  смотреть  в  механизм  НПЭ это  не  очень сложный  механизм,  и  человечество  подобные  механизмы  создавало  и  использовало.

Механизм  НПЭ, который используется в сис. "ГД" решает  в  законе  физики,  тот  самый  закон  физики 

«ЗАКОН  СОХРАНЕНИЯ  ЭНЕРГИИ»,

ЗАКОН  ПАСКАЛЯ
Передача  давления жидкостями  и  газами.
В  отличие  от  твердых  тел  отдельные  слои  и  мелкие  частицы  жидкости  и  газа  могут  свободно  перемещаться  относительно  друг  друга  по  всем  направлениям.  Достаточно,  например,  слегка  подуть  на  поверхность  воды  в  стакане,  чтобы  вызвать  движение  воды;  на  реке  или  озере   при  малейшем   ветерке  появляется  рябь.
Подвижностью  частиц  газа  и  жидкости  объясняется,  что  давление,  производимое  на  них,  передается  не  только  в  направлении  действия  силы,  а  в  каждую  точку  жидкости  или  газа. 
Рассмотрим  это  явление  подробнее.
На  рисунке  90,  а  изображен  сосуд,  в  котором  содержится  газ  (или  жидкость). Частицы  газа  равномерно  распределены  по  всему  сосуду  (они  изображены  точками).  Сосуд  закрыт  поршнем,  который  может  перемещаться  вверх  и  вниз.

Прилагая  некоторую  силу,  заставим  поршень  немного  войти  в  сосуд  и  сжать  газ,  находящийся   непосредственно  под  ним.  Тогда  частицы  расположатся  в  этом  месте  более  плотно,  чем  прежде  см. рис… Благодаря  подвижности  частицы  газа  будут  перемещаться  по  всем  направлениям,  вследствие  чего  их  расположение  опять  станет  равномерным,  но  более  плотным,  чем  раньше  (рис. в), поэтому  давление  газа  всюду  возрастает.  Значит,  добавочное  давление  передается  всем  частицам  газа  или   жидкости.  Так,  если   давление  на  газ  около  самого  поршня  увеличится  на  1  Па,  то  во  всех  точках  внутри  газа  давление  станет  больше  прежнего   на  столько  же. 
На  1 Па  увеличится  давление  и  на  стенки  сосуда,  и  на  дно,  и  на  поршень.
Давление,  производимое  на  жидкость  или  газ,  передается  без  изменения  в  каждую  точку  объема  жидкости  или  газа.
Это  утверждение  называется  законом  ПАСКАЛЯ     
Если  шар  заполнить   дымом,  то  при  вдвигании  поршня  в  трубку   из   всех  отверстий  шара  начнут  выходить  струйки  дыма  (см. рис.).  Это  подтверждает,  что  и  газы  передают  производимое  на  них  давление  во  все  стороны  одинаково.  

ДАВЛЕНИЕ  В  МИЛЛИОНЫ  АТМОСФЕР
С  большими  давлениями,  приприходящимися  на  маленькие  площадки,  мы  сталкиваемся  каждодневно.
Прикинем,  например,  каково  давление,  приходящееся  на  конец  иглы.  Положим,  что  кончик  иглы  или  гвоздя  имеет  линейный  размер  0,1 мм.  Это  значит,  что  площадь  острия  будет  равна  0, 0001 см?.  Если  на  такой  гвоздик  подействовать  совсем  небольшой  силой  - в 10 кг,  то  кончик  гвоздика  окажет  давление  в  100 000 атмосфер.  Немудрено,  что  острые  предметы  так  легко  проникают  в  глубь  плотных  тел.
Из  этого  примера  следует,  что  создание  больших  давлений  на  малых  площадях  есть  вещь  вполне  обычная.  Совсем  иначе  обстоит  дело,  если  идет  речь  о  создании  высоких  давлений  на  большой  поверхности.
Создание   высоких  давлений   в  лабораторных  условиях  осуществляется  при  помощи  сильных  прессов,  например  гидравлических  (см. рис.).
Усилие  пресса  передается  поршеньку  небольшой  площади,  он  вталкивается  в  сосуд,  внутри  которого  хотят  создать  высокое  давление.
Таким  образом,  можно  без  особого  труда  создать  давление  в  несколько  тысяч  атмосфер.  Для  получения  же  сверхвысоких  давлений  опыт  приходится  усложнять,  так  как  материал  сосуда  таких  давлений  не  выдержит.
Природа  здесь  пошла  нам  навстречу.  Оказывается,  что  при  давлениях  порядка 
20 000 атмосфер  металлы  существенно  упрочняются.  Поэтому  аппарат  для  получения  сверхвысоких  давлений  погружают  в  жидкость,  находящуюся  под  давлением  порядка  30 000 атмосфер.  В  этом  случае  удается    создать  во  внутреннем  сосуде  (опять-таки  поршнем)  давления  в  несколько  сот  тысяч  атмосфер.
Наиболее  высокое  давление -   400 000 атмосфер  - было  получено  американским  физиком  Бриджименом.
Интерес  к  получению  сверхвысоких  давлений  совсем  не  праздный.  При   таких  давлениях  могут  происходить  явления,  которые  невозможно  вызвать  иным  способом.
В  1955 г.  были  получены  искусственные  алмазы.    Для  этого  понадобилось  давление  в  100 000 атмосфер  и  в добавок  температура  2 300°.
Сверхвысокие  давления  порядка  300 000 атмосфер  на  больших  площадях   образуются  при  взрывах  твердых  и  жидких  взрывчатых  веществ – нитроглицерина,  тротила  и  пр.
Несравненно  более  высокие  давления,  достигающие  10?? атмосфер,  возникают  внутри  атомной  бомбы  при  взрыве.
Давление  при  взрыве  существует  очень  короткое  время.
Постоянные  высокие  давления  имеются  в  глубинах  небесных  тел,  в  том  числе,  конечно,  и  в  глубине  Земли.
Давление  в  центре  земного  шара  равно  примерно  3 миллионам  атмосфер.  

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ  УДАР
Если  во  время  движения  жидкости  по  длинному  трубопроводу  3  из  резервуара  1  в  резервуар  2  быстро  закрыть  задвижку  5  (см.  рис.), то  вследствие  инерции  жидкость  будет  некоторое  время  двигаться  в  прежнем  направлении,  создавая  у  задвижки  зону  повышенного  давления.  Повышенное  давление  иногда  во  много  раз  превышает  первоначальное  давление  (давление  до  закрытия  задвижки).  За  задвижкой  в  это  время  давление  понижается.  При  резком  закрытии  задвижек  возникающее  повышенное  давление  может  привести  к  разрушению  трубопровода  в  наиболее  слабых  местах.
Изменения  давления  в  водоводах,  вызванное  резким  увеличением  или  уменьшением  скорости  движения  жидкости,  называется  гидравлическим  ударом. 
Ударное  давление    определяется  разностью  давлений  при  неустановившемся  и  установившемся  режимах. 
Если   удар  называется  положительным,  при   отрицательным.  Положительный  и  отрицательный  гидравлические  удары  это  различные  стадии  одного  и  того  же  процесса  - гидравлического  удара.  Положительный  гидравлический  удар  переходит  в  отрицательный  и  наоборот.
Впервые  гидравлический  удар  в  1898 г.  Подробно  описал  выдающийся  русский  ученый  Н. Е. Жуковский.
Различают  четыре  фазы  развития  гидравлического  удара.
Первая  фаза.  Допустим,  что  задвижка  5  (см. рис.) мгновенно  закрылась.  Слой  жидкости,  находящийся  у  задвижки,  остановится,  а  вся  жидкость,  находящиеся   в  трубе,  будет  продолжать  двигаться  с  прежней  скоростью  ?.  С  течением  времени  будут  останавливаться    и  слои  жидкости,  находящиеся  слева  от  задвижки,  т.  е.  фронт  остановившейся  жидкости,  будет  перемещаться  от  задвижки  к  резервуару  1.  Обозначим  этот  фронт  сечением  n – n.  В  остановившемся  объеме  между  задвижкой  и  сечением  возникает  дополнительное  давление 
Итак,  слева  от  сечения  n – n  жидкость  движется  вправо  со  скоростью ?  и  в  трубопроводе  будет  прежнее  давление  р;  справа  от  сечения   n – n  жидкость  неподвижна  и  давление  равно  р + р.
Фронт  сжатия  n – n    быстро  перемещается  в  сторону  резервуара.  Скорость  перемещения  этого  фронта  называется  скоростью  распространения  ударной  волны  с.  Описанный  процесс   послойного  сжатия  будет  продолжаться    до  тех  пор,  пока  ударная  волна  не  дойдет  до  резервуара 1.  Этим  заканчивается  первая  фаза  гидравлического  удара,  в  конце  этой  фазы  вся  жидкость  в  трубе  3  неподвижна,  сжата  и  находится  под  давлением  р + р.  Некоторый  дополнительный  объем  жидкости  из  резервуара  1  поступит  в  трубопровод.
Вторая  фаза.  Начало  второй  фазы  совпадает  с  окончанием  первой.  Жидкость  в  трубе  3  сжата.  Расширяясь,  жидкость  начинает  двигаться  в  сторону  резервуара.  Сначала  придут  в  движение  слои  поблизости  резервуара,  а  затем  и  более  отдаленные,  иными  словами,  фронт  спада  давления  n – n    станет  теперь  перемещаться  от  резервуара  к  задвижке.  К концу  второй  фазы  вся  жидкость  в  трубе  двигается  со  скоростью   ?  в  сторону  резервуара,  давление  в  трубе  восстанавливается  до  первоначального.
Третья  фаза.  Начало  третьей  фазы  характерно  тем,  что  жидкость  в  трубе  движется  в  сторону  резервуара  со  скоростью  ?.  У  задвижки  возникает  слой  жидкости,  в  котором  давление  на  величину    меньше  первоначального.  Теперь  фронт  n – n    пониженного  давления  перемещается  в  сторону  резервуара:  слева  от  него  давление  р,  скорость  направлена  в  лево,  справа  жидкость  неподвижна,  давление  в  ней  на 
меньше  нормального.  Третья  фаза  заканчивается  приходом  фронта    n-n к  резервуару.
Четвертая  фаза.   Начало   четвертая  фаза  характеризуется  тем,  что  давление  у  входа  в  трубу  со  стороны  резервуара  р,   а  со  стороны  трубы  меньше  на    т. е. р -
Такое  неуравновешенное  состояние  приведет  к  тому,  что  жидкость  из  резервуара  начнет  втекать  в  трубу  со  скоростью  ?  и  давление  будет  повышаться  в  последней  до  р.
Итак,  фронт  первоначального  давления   n – n   теперь  перемещается  в  сторону  задвижки.  Скорость  перемещения  слоя  равна  скорости  распространения   ударной  волны.  К  концу  четвертой  фазы  скорость  во  всей  трубе  равна  ?,  а  давление  р.
Так  как  задвижка  закрыта,  то,  начиная  с  конца  четвертой  фазы,  процесс  гидравлического  удара  начнет  повторяться.  Часть  энергии  жидкости т  при  гидравлическом  ударе  переходит  в  тепло,  поэтому  амплитуда  колебаний  давления    течением  вре6мени  затухает  и  процесс  приостанавливается.  

СПОСОБЫ   ГАШЕНИЯ  И  ПРИМЕРЫ  ИСПОЛЬЗОВАНИЯ  ГИДРАВЛИЧЕСКОГО  УДАРА
Н. Е. Жуковский  не  только  дал  математическое  описание  гидравлического  удара  в  водоводах,  но  и  указал  способы   устранения  или  значительного  уменьшения  гидравлического  удара.  Мероприятия  эти  в  сущности  очень  просты.
Надо  устранить  причины,  вызывающие  появление  гидравлического  удара,  т.  е. не  допускать  быстрого  изменения  скорости  движения  воды  в  трубах,  т.  е. нельзя  быстро  открывать  или  закрывать  задвижки.  В  большинстве  случаев  это  можно  сделать.  Так,  в  водопроводной  сети  стали  использоваться  всевозможные  вентили  вместо  «пробковых»  кранов.  С  помощью  вентилей  поток  жидкости  в  трубах  останавливается  сравнительно  медленно,  что  значительно  снижает  эффект  гидравлического  удара.  Итак,  наиболее  эффективным  способом  снижения  гидравлического  удара  является  медленное  закрытие  задвижки.
Однако  в  ряде  случаев  сделать  это  не  возможно.  При  внезапном  и  непредвиденном  снятии  нагрузки  с  гидравлической  трубы  надо  быстро  закрыть  ее  направляющий  аппарат  и  прекратить   подачу  воды  в  турбину.  В  противном  случае  частота  вращения  турбины  резко  возрастает,  что  может  привести  к  ее  повреждению.  Но  быстрое  закрытие  направляющего  аппарата  непременно  вызывает  гидравлический  удар.
В  водоводах  гидроэлектрических  станций  с  целью  снижения  гидравлического  удара  при  внезапном  закрытии  направляющего  аппарата  турбины  сооружаются  высокие  цилиндрические  открытые  емкости -  уравнительные  резервуары,  полости  которых  сообщаются    с  водоводами  через  отверстия  разделительных  диафрагм.  При  возникновении  гидравлического  удара  вода  из  водовода  через  отверстие  в  диафрагме  устремится  в  полость  резервуара    и  тем  самым  смягчит  силу  гидравлического  удара.  Колебания  уровня  воды  в  резервуаре  с  течением  времени  затухнет,  так  же  как  и  колебания  давления  в  самом  водоводе.
В  более  мелких  водопроводных  системах  применяются  иные  противоударные  средства.  В  водоводах  для  предотвращения  гидравлического  удара  ставят    специально  сконструированные  клапаны,  которые  открываются  только  тогда,  когда  происходит  повышение  давления.  Вместо  дорогостоящих  предохранительных  клапанов  иногда  ставят  предохранительные  диафрагмы,  толщина  которых  достаточна  для  восприятия  нормальных  давлений.  При  возникновении  гидравлического  удара  такая  диафрагма  разрывается,  часть  воды  изливается  из  напорного  водовода,  а  сам  водовод  при  этом  остается  невредимым.  Замена  же  диафрагмы,  как  правило,  нетрудоемкая  операция.
По  длине  водовода  устраиваются  также  воздушные  колпаки.  При  появлении  гидравлического  удара  воздух  в  них  сжимается  и  таким  образом  амортизирует  удар.   
Таким  образом,  воздушные  колпаки  являются  как  бы  своеобразным  буфером,  не  позволяющим  повышенному  давлению  распространяться  далее  места  их  расположения.
Имеются  случаи  использования  разрушительной  силы  гидравлического  удара  в  некоторых  устройствах.  Одним  из  примеров  этого  может  служить,  так  называемый  гидравлический  таран.
На  рис.  изображена  схема  действия  гидравлического    тарана.  Вода  из  резервуара  1  может  нагнетаться   в  резервуар  2,  находящийся  на  более  высоких  отметках.  Устройство  работает  следующим  образом.
Подвижный  клапан  3  под  действием  силы  тяжести  перекрывает  выпускное  отверстие  верхним  своим  «грибком».  Если  открыть  вентиль  4,  то  вода  под  действием  напора  Н  заполнит  камеру  5,  откроется  клапан  3  и  вода  станет  изливаться  наружу.
Под  действием  потока  жидкости  клапан  3  переместится  вверх  и  закроет  выпускное  отверстие  нижним  своим  «грибком»,  вследствие  чего  в  камере  5  возникает  явление  гидравлического  удара,  откроется  клапан  6  и  часть  жидкости  устремится  в  воздушный  колпак  7.  Как  известно,  за  волной  давления  в  камере  5  последует  волна  разрушения.  Клапаны  3  и  6  опустятся  вниз.  Это  приведет  к  тому,  что  через  клапан  3   снова  начнется  изливаться  жидкость,  которая  быстро  закроет  его.  Вновь  возникнет  повышенное  давление,  часть  жидкости  через  нагнетательный  клапан  устремится  в  колпак  7,  а  затем  по  нагнетательному  трубопроводу  8   поступит  в  резервуар  2.   Воздушная  подушка  9  в  колпаке  7  выравнивает  подачу  q,  уменьшая  ее  пульсацию.
Устройство  автоматически  будет  работать  до  тех  пор,  пока  расход  Q  будет  поступать  в  камеру  5.  Большая  ее  часть  Q – q  будет  сливаться  наружу,  меньшая  q  - в  резервуар  2.
Напишем  выражение    для  к.п.д.  гидравлического  тарана,  как  отношение  полезной  мощности  к  затраченной:
,  где  в  числителе  полезная  мощность  потока,  поступающего  в  резервуар  2,  в  знаменателе – мощность  изливающейся  из  резервуара  1  воды.

                                                           Момент  силы.
Оно  установлено  на  опыте.  Пользуясь  свойством  пропорции  (произведение  ее крайних  членов  равно  произведению  средних  членов),  запишем  это  правило  в  таком  виде:
                                                F1l1  =  F2 l2
Момент  силы  - одна  из  основных  величин,  изучаемых  в  физике.  Эта  величина  характеризует  действие  силы,  показывает,  что  оно  зависит  одновременно  и  от  модуля  силы,  и  от  её  плеча.  Действительно,  мы  уже  знаем,  например,   что  действие  силы  на  дверь  зависит  и  от  модуля  силы,  и  от  того,  где  приложена  сила:  дверь  тем  легче  повернуть,  чем  дальше  от  оси  вращения  приложена  действующая  на  не  сила;  гайку  легче  отвернуть  длинным  гаечным  ключом,  чем  коротким;  ведро  тем  легче  поднять  из  колодца,  чем  длиннее  ручка  ворота,  и  т.  д.          

Попробуйте  рукой  привести  во  вращение  тяжелое  маховое  колесо.
Тяните  за  спицу.  Вам  будет  тяжело,  если  вы  ухватитесь  рукой  слишком  близко  к  оси.  Переместите  руку  к  ободу,  и  дело  пойдёт  легче.
Что  же  изменилось?  Ведь  сила  в  обоих  случаях  одна  и  та  же.         Изменилась  точка  приложения  силы.  Во  всем  предыдущем  изложении  вопрос  о  месте  приложения  силы  не  возникал,  так  как  в  рассмотренных  задачах  форма  и  размер  тела  роли  не  играли.  По  сути  дела  мы  мысленно  заменяли  тело  точкой.
Пример   с  вращением  колеса  показывает,  что  вопрос  о  точке  приложения   силы  далеко   не  праздный,  когда  речь  идет  о  вращении  или  повороте  тела.
Для  того  чтобы  понять  роль  точки  приложения  силы,  вычислим  работу,  которую  надо  проделать,  чтобы  повернуть  тело  на  некоторый  угол.
При  этом  расчете,  конечно,  предполагается,  что  все  частички  твердого  тела  жестко  сцеплены  между  собой  (мы  оставляем  пока  без  внимания  способность  тела  гнуться,  сжиматься – вообще  менять  свою  форму).
Поэтому  сила,  приложения  к  одной  точке  тела,  сообщает  кинетическую  энергию  всем  его  частям.
При  вычислении  этой  работы,  где  роль  точки  приложения  сил  отчетливо  видна. 
На  рисунке  показано  закрепление  на  оси  тело.  При  повороте  тела  на  маленький  угол  j  точка  приложения  силы  переместилась  по  дуге – прошла  путь  s.

Проектируя  силу  на  направление  движения,  т.  е.  На  касательную  к  окружности,  по  которой  движется  точка  приложения,  напишем  знакомое  выражение  работы  А:

                                                             А = Fпрод хs.

                            Но  дуга  s  может  быть  представлена  как   s = rj1,  где  r -  расстояние  от  оси  вращения  до  точки  приложения  силы.   Итак,

А = Fпрод х r j.
Поворачивая  тело  на  один  и  тот  же  угол  разными  способами,  мы  можем  затратить  различную  работу  в  зависимости  от  того,  где  приложена  сила.
Если  угол  задан,  то  работа  определяется  произведением  Fпрод х r.
Такое  произведение  называют  моментом  силы:

M = Fпрод х r.          Формуле  момента  силы  можно  придать  другой  вид.   Пусть.  О – ось  вращения  и  В – точка  приложения  силы  рис. 2.  Буква d  обозначена  длина  перпендикуляра,  опущенного  из.  О  на  направление  силы.  Два  треугольника,  построенные  на  рисунке,  подобны.   Поэтому

                                                  Fпрод х r = Fd

    Величина  d  называется  плечом  силы.
Новая  формула   М  =Fd   читается  так:  момент  силы  равен  произведению  силы  на  ее  плечо.
Если  точку  приложения  силы  перемещать  вдоль  направления  силы,  то  плечо  d,  а  вместе  с  ним  и  момент  силы  не  будет  меняться.  Значить,  безразлично,  где  именно  на  линии  силы  лежит  точка  приложения.  При  помощи  нового  понятия  формула  для  работы  запишется  короче:
А = М j,
т. е. Работа  равняется  произведению  момента  силы  на  угол  поворота.
Пусть  на  тело  действуют  две  силы  с  моментами  М1 и М2.
При  повороте  тела  на  угол j будет совершена  работа  М1j + М2 j=(М1 +М2)j.
Эта  краткая  запись  показывает,  что  две  силы  с  моментами  М1 и  М2 
вращают  это  тело  так,  как  это  делала  бы  одна  сила  с  моментом  М,  равным  сумме  М1 + М2 .  Моменты  сил  могут  как  помогать,  так  и  мешать  друг  другу.  Если  моменты   М1  и   М2 .  стремятся  повернуть  тело  в  одну  и  ту  же  сторону,  то  мы  должны  считать  их  величинами,  имеющими  одинаковый  алгебраический  знак.
Напротив,  момент  силы,  поворачивающие  тело  в  разные  стороны,  имеют  разные  знаки.
Как  мы  знаем,  работа  всех   сил,  действующих  на  тело,  идёт  на  изменение  кинетической  энергии.
Вращение  тела  замедлилось  или  ускорилось – значит,  изменилась  его  кинетическая  энергия.  Это  может  произойти  лишь  в  том  случае,  если  суммарный  момент  сил  не   равен  нулю.          

                                       Момент  инерции.

Момент  инерции  тела  относительно  оси  называется  величина  I ,  равная  сумме  моментов  инерции  всех  n  точек  тела:

Для  тел  произвольной  формы  расчёт  такой  суммы  весьма  сложен,  и  их  моменты  инерции  определяются  опытным  путем.
Момент  инерции  является  мерой  инертности  тела  при  вращательном  движении.  Он  играет  такую  же  роль,  что  и  масса  при  описании  поступательного  движения  тела.
                                                  

      3) Полый  тонкостенный  цилиндр  (обруч)  радиуса  R ,  ось  вращения  совпадает  с  продольной  осью  цилиндра  и  проходит  через  центр  масс:

                                                                     I =  mR?.
4. Прямолинейный  тонкий  стержень  длиной  l,  ось  вращения  перпендикулярна  к   продольной  оси  стержня  и  проходит  через  его  центр  масс:   
5.   Прямолинейный  тонкий  стержень  длиной  l,  ось  вращения  перпендикулярна  к  продольной  оси  стержня  и  проходит  через  конец  стержня:  

                                                       

Но  если  масса  данного  тела  в  задачах  ньютоновской  механики   считается  величиной  постоянной,  то  момент  инерции  данного  тела  зависит  от  положения  оси  вращения.
Моменты  инерции  некоторых  однородных  тел  простейшей  формы (m – масса  тела):    
1)  Сплошной  шар  радиуса  R,  ось  вращения  проходит  через  центр  масс  шара.

• Сплошной  центр  (диск)  радиуса R,  ось  вращения  совпадает  с  продольной  осью  цилиндра  и  проходит  через  его  центр  масс:

Первая    концентрированная энергия это ядерная   энергия

Второе  направление  основано на  использование  тех  разностей  потенциалов,  которые  все  срабатываются  природой,  но  без  использования  для  энергетики.
К  ним  относятся  как  те,  которые  связаны  с  действием  солнечного  излучения,  так    и  те,  которые  обусловлены  вращением  Земли  и  лунным  притяжением,  а  также  нагревом  внутренних  слоев  Земли.
Разности  давлений  воздуха  или  уровней  воды  позволяют  создавать  ветроэнергетические  установки,  приливные  электростанции  (не  говоря  уже  о  гидроэлектростанциях).
Разности  температур  дают  возможность  получать  электроэнергию  как  на  севере  (более  теплая  вода  в  океане – холодный воздух  и  лед  на  верху),  так  и  на  юге  (теплая  вода  океана  наверху,  более  холодная – внизу),  а  также  в  районах,  где  глубинные  горячие  слои  подступают  близко  к  поверхности  (геотермика).  В  областях  с  интенсивным  солнечным  излучением  можно  преобразовывать  и  использовать  эту  энергию целым  рядом  способов.  
Прорабатываются  даже  способы  получения  электроэнергии  на  базе  использования  разности  концентраций  соли  в  морской  воде  и  втекающих  в  море  рек  (вспомним  осмотический  двигатель  И. Бернулли,  показанный  на  рис. 1.27). 
Во  всех  этих  случаях  получение  энергии,  которая  снова  отдается,  в  конце  концов,  в  окружающую  среду,  никак  не  меняет  W.   Поток  энергии  просто  идет  другим,  полезным  путем;  вместо  того,  чтобы  сразу  диссипировать,  рассется  в  окружающей  среде,  он  проделывает  полезную  работу.  Такая  экологически  чистая  энергетика  даже  при  далеко  не  полном  использовании  природных  потенциалов  могла  бы  снять  все  экологические  проблемы. Но  это  связано  с  тем,  что  по  разным  причинам – либо  из-за  малых  концентраций  потоков  используемой  энергии  (например,  солнечной  энергии,  ветра),  либо  вследствие  невыгодного  географического  расположения  (например,  отдаленность  заливов  с  высокими  морскими  приливами  от  мест  потребления  энергии)  затраты  на  сооружение  таких  электростанций  или  передачу  электроэнергии  оказывается  слишком  высокими.  Даже  термоядерные  электростанции  будущего  будут  давать  мощное  тепловое  загрязнение,  хотя  выделение  СО?   у  них  исключено.

Разность потенциалов присутствует и в рычаге

ВТОРАЯ КОНЦЕНТРИРОВАННАЯ ЭНЕРГИЯ

Разность  потенциалов,  которая  присутствует  в  рычаге, всегда  была,  есть  и  будет,  как  жизнь  человека,  рычаг дает  огромные   возможности  в  получении  неограниченной  энергии,  так  как  сегодня  человек  имеет  большие  возможности конструктивно создовать   его в производстве,  и в  жестких  параметрах.

В  большинстве  случаев  человечеству  нужна  мощная  концентрированная  энергия,  чтобы  обеспечить  нужды  человечества  для  ее  эффективного  экономического  будущего  прогресса.

Возможно  ли  в  получении  неограниченной  концентрированной  энергии  без  каких  либо  затрат  энергоносителей  и  солнечно-ветровых  дней.
Да  возможно!  И  сколько  угодно.
В  большинстве  случаев  в  получении  энергии  человечество  связало  с  разностью  потенциалов,  где  выше  уже  было  описано не один раз.
Единственно  то,  что  многие  разности  потенциалов,  которые  человечество  использует  на  преобразование  энергии,  рассредоточены  на  больших  территориальных  площадях  поверхности  Земли,  что  усугубляет  в  большинстве  случаев  получать  большие  концентрированные  энергии.
На  сегодня  человечество  использует  одну  единственную  концентрированную  энергию  это  атомную  энергию  АЭС.
Остальные  получаемые  энергии  человечеством  требуют  очень  больших  затрат,  как  материальных,  так  и  финансовых.
По  существу  человечество  сжигает,  не  только  энергоресурсы   Земли,  но   и  свои  собственные  физические,  материальные,  финансовые     и  энергетические  силы  в  добыче  этих  энергоресурсов.
Где  в  процессе  преобразования  в  получении  энергии  получают  обще-затратный  потенциал  в  получении  общей  энергии  в  контексте  коэффициента  полезного  действия,  хотите  ли  вы  этого  или  нет,  меньше  30%   и  ядерная  энергетика в этом аспекте не  исключение.
Все  общие  процессы  в  выработки  энергии  ведут  к  большим  выбросам  углекислого  газа  СО?,  что  и  создает  неблагоприятные  общие  климатические  условия.   

По  существу  и  какая  бы  Ядерная  концентрированная  энергия  не  была, хотите  вы  этого  или  нет,  всегда  была,  есть  и  будет  равная  единицы,  но  только  с  экологически  вредными  радиационными  ядерными  отходами  производства, которые создовали, и будут создавать

немало проблем..