FR2615022A1

FR2615022A1 - APPARATUS FOR DEMONSTRATING AND DEEPENING INTO THE STUDY OF THE LAW OF THE MOMENT OF INERTIA

Info

Publication number: FR2615022A1
Application number: FR8706461A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-05-07
Filing date: 1987-05-07
Publication date: 1988-11-10
Also published as: FR2615022B1; WO1988008867A1; AU1712688A

Abstract

Apparatus for proving, in reality, the Newton law which explains the moment of inertia. The apparatus is comprised of a permanent magnet (1) which is shaped like a disk, and fixed at the bottom of the apparatus. Facing the upper surface of such magnet, there is provided another magnet (2) which is secured in the middle of a ring (3), by means of the wheel (4). Therefore, the circular body which faces the lower permanent magnet represents in fact a single independent wheel. The ring (3) which crowns such wheel (4) is also an independent magnet which faces a fourth permanent magnet (6) configured like a hollow cylinder. A fifth permanent magnet (20) is secured to the middle of the cover (8) and faces a disk (21) fixed to the upper surface of the wheel (4). All the other poles facing each other have a similar polarity. The apparatus is fixed inside a circular casing (7) wherein a vacuum has been applied. A motor is provided to rotate the wheel (5) at a sufficiently high speed.

Description

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour prouver et démontrer d'une manière réelle, la loi de Newton qui explique ( le moment d'inertie), et en même temps pour que les chercheurs puissent s'approfondir dans l'étude de cette loi. The present invention relates to a method and apparatus for proving and demonstrating in a real way, Newton's law which explains (the moment of inertia), and at the same time so that researchers can deepen in the study of this law.

La roue de cet appareil poursuit son mouvement rotatoire grâce à son moment d'inertie seulement et sans aucun genre ou forme de frottement.The wheel of this device continues its rotary movement thanks to its moment of inertia only and without any kind or form of friction.

Depuis que la loi de Newton qui concerne le moment d'inertie existe et jusqu'à nos jours, tous les spécialistes et les chercheurs dans ce domaine,et surtout les professeurs d'université qui ont toujours souhaité avoir dans leurs laboratoires, un appareil aussi efficace pour qu'ils puissent expliquer et démontrer à leurs étudiants cette loi d'une manière réelle. Et en meme temps pour que les chercheurs eux-memes puissent s'approfondir dans l'étude de cette loi importante et qui regroupe les sciences physiques, et l'astronomie en même temps. Since Newton's law concerning the moment of inertia exists and until today, all specialists and researchers in this field, and especially university professors who have always wished to have in their laboratories, a device also effective so that they can explain and demonstrate to their students this law in a real way. And at the same time so that the researchers themselves can go deeper into the study of this important law which brings together the physical sciences and astronomy at the same time.

La présente invention a pour but de remédier à ce manque. The present invention aims to remedy this lack.

L'invention, telle qu'elle est caractérisée dans les revendications, résout le problème consistant à créer un appareil pour prouver et démontrer, la loi de Newton qui explique le moment d'inertie.The invention, as characterized in the claims, solves the problem of creating an apparatus for proving and demonstrating, Newton's law which explains the moment of inertia.

L'appareil selon l'invention comporte en effet, un aimant permanent de forme cylindrique, en face de la surface supérieure de cet aimant il y a un autre aimant permanent de forme cylindrique qui est fixé au milieu d'une bague, grâce à deux plaquettes, d'alliage d'aluminium en forme de rendelles superposées. Donc le corps circulaire qui fait face à l'aimant permanent inférieur, représente en effet une seule roue independante. La bague qui couronne cette roue est-elle aussi, un aimant permanent indépendant, qui fait face à un quatrième aimant permanent en forme de cylindre creux.The apparatus according to the invention in fact comprises a permanent magnet of cylindrical shape, opposite the upper surface of this magnet there is another permanent magnet of cylindrical shape which is fixed in the middle of a ring, thanks to two plates, of aluminum alloy in the form of superimposed renderels. So the circular body which faces the lower permanent magnet, represents in fact a single independent wheel. The ring that crowns this wheel is also an independent permanent magnet, which faces a fourth permanent magnet in the shape of a hollow cylinder.

Tous les pôles qui se faisant face en une polarite semblable. All the poles facing each other in a similar polarite.

L'appareil est fixé à l'intérieur d'une cloche vidée de l'air.The device is fixed inside a bell emptied of air.

Un moteur est prevu pour mettre en rotation la roue, et ce à une vitesse suffisamment grande. A motor is provided to rotate the wheel, and at a sufficiently high speed.

Ainsi, parce que tous les pôles qui se faisant face sont en une polarité semblable, pour cela il va créer une force de répulsion magnétique, qui va jouer entre tous les pales qui se faisant face.Thus, because all the poles facing each other are in a similar polarity, for this it will create a magnetic repulsive force, which will play between all the blades facing each other.

Cette répulsion magnétique, ainsi que le moment d'inertie, plus le vide, plus la force centrifugeuse, tous se rejoignent pour constituer un mouvement rotatif pour la roue, qui n'est exposee à aucun frottement, et qui continuera à éffectuer son mouvement rotatoire grâce à son moment d'inertie uniquement.This magnetic repulsion, as well as the moment of inertia, the more the vacuum, the more the centrifugal force, all come together to constitute a rotary movement for the wheel, which is not exposed to any friction, and which will continue to perform its rotary movement thanks to its moment of inertia only.

L'invention sera explicitée de façon purement indicative au cours de la description qui va suivre, en référence au dessin annexé, dans lequel:
La figure 1 représente, en coupe, longitudiale, l'appareil selon l'invention.The invention will be explained in a purely indicative manner during the description which follows, with reference to the appended drawing, in which:
Figure 1 shows, in longitudinal section, the device according to the invention.

La figure 2 représente, en coupe, une variante de cet appareil
L'appareil représenté sur la figure 1 comporte un aimant permanent 1 de forme cylindrique, de 11,2 centimetres de diamètre et de 15 centimètres de hauteur, fixé au fond de l'appareil. La surface supérieure de cet aimant constitue (par exemple) son pale nord; en face de ce pôle nord et à distance rapprochee il y a un autre aimant permanent 2 qui a aussi une forme cylindrique de 7,2 centimètres de diamètre et de 5 centimètres de hauteur. La surface inférieure de cet aimant, constitue son pôle nord.L'aimant permanent supérieur 2 est fixé au milieu- d'une bague 3, de 21,5 centimètres de diamètre, de 15 centimètres de hauteur et de 0,4 centimètres d'épaisseur, cette fixation est renforcée par des rayons, ou par deux plaquettes d'alliage d'aluminium (4A et 4B), en forme de rondelles superposées qui remplacent les rayons et les nervures car ils fixent l'aimant permanent 2 au coeur de la bague 3. Donc il apparait que le corps circulaire qui fait face à l'aimant permanent inférieur 1, représente en effet une roue indépendante 5. La bague 3 qui couronne la roue 5, est elle aussi un aimant permanent 3 qui fait face et est paralléle à un quatrième aimant permanent 6 qui a une forme cylindrique creux de 24,8 centimètres de diamètre, de 63 centimètres de hauteur et de 1,8 centimètres d'épaisseur. Figure 2 shows, in section, a variant of this device
The apparatus shown in FIG. 1 comprises a permanent magnet 1 of cylindrical shape, 11.2 centimeters in diameter and 15 centimeters in height, fixed to the bottom of the apparatus. The upper surface of this magnet constitutes (for example) its north blade; in front of this north pole and at close distance there is another permanent magnet 2 which also has a cylindrical shape of 7.2 centimeters in diameter and 5 centimeters in height. The lower surface of this magnet constitutes its north pole. The upper permanent magnet 2 is fixed in the middle of a ring 3, 21.5 cm in diameter, 15 cm in height and 0.4 cm in diameter. thickness, this fixing is reinforced by spokes, or by two aluminum alloy plates (4A and 4B), in the form of superimposed washers which replace the spokes and the ribs because they fix the permanent magnet 2 at the heart of the ring 3. So it appears that the circular body which faces the lower permanent magnet 1, in fact represents an independent wheel 5. The ring 3 which crowns the wheel 5, is also a permanent magnet 3 which faces and is parallel to a fourth permanent magnet 6 which has a hollow cylindrical shape 24.8 centimeters in diameter, 63 centimeters in height and 1.8 centimeters in thickness.

Au milieu de la surface supérieure de l'aimant permanent supérieur 2, il existe une cavité 11 en forme de parallélépipède de profondeur de 2,6 centimètres, dans laquelle on fait pénétrer l'extrémité 10 de l'arbre du moteur 9 qui a une forme parallélé pipède. On remplit la surface vacante à l'intérieur de la roue 5, c'est-à-dire entre les deux plaquettes (4A et 4B) par des lièges ou des polystyrènes.In the middle of the upper surface of the upper permanent magnet 2, there is a cavity 11 in the form of a parallelepiped of a depth of 2.6 cm, into which the end 10 of the motor shaft 9 which has a parallel form piped. The vacant surface is filled inside the wheel 5, that is to say between the two plates (4A and 4B) with corks or polystyrenes.

L'appareil en question est fixe soit à l'intérieur d'une cloche, soit à l'intérieur d'un corps creux cylindrique 6 muni d'une base, et qui ressemble à un seau dont l'épaisseur est étudiée en fonction de l'usage dont il sera fait de l'appareil. Ledit seau est fait en verre, ou en acier non magnétique.The device in question is fixed either inside a bell or inside a cylindrical hollow body 6 provided with a base, and which resembles a bucket whose thickness is studied according to the use which will be made of the device. Said bucket is made of glass, or non-magnetic steel.

Il est par ailleurs fermé par un couvercle circulaire 8 - en verre ou en acier non magnétique - muni d'une ouverture transparente permettant d'observer la roue 5. Au milieu du couvercle 8 se trouve un moteur électrique 9. Ce moteur cylindrique est prévu pour mettre en rotation la roue 5 et ce à une vitesse suffisamment grande.It is also closed by a circular cover 8 - made of glass or non-magnetic steel - provided with a transparent opening allowing the wheel 5 to be observed. In the middle of the cover 8 is an electric motor 9. This cylindrical motor is provided to rotate the wheel 5 and at a sufficiently high speed.

Le moteur électrique 9 est logé à l'intérieur d'une ouverture cylindrique creuse se trouvant au centre du couvercle 8 dont elle constitue un élément à part entiere. Ladite ouverture 8 enveloppe le moteur 9 de façon telle qu'elle lui permet de se déplacer vers le haut ou le bas sans toutefois laisser l'air s'infiltrer en quantité importante. Sur la base inférieure de l'appareil se trouve une ouverture circulaire 12 reliée à une pompe à vide qui sert à évacuer l'air. Pour réduire le volume de ce dernier, on remplit partiellement l'appareil de bois 13, ou d'alliage d'aluminium, de polystyrene ou de liège.Le premier pas constitue à faire pénétrer l'extrémité de l'arbre 10 dans la cavité 11, puis et après la fixation de l'appareil dans une position parfaitement verticale, on procède à l'évacuation du plus grand volume d'air possible, en veillant, cependant, à ce que le moteur 9 puisse continuer à glisser librement à l'intérieur de l'ouverture cylindrique du couvercle 8.The electric motor 9 is housed inside a hollow cylindrical opening located in the center of the cover 8 of which it constitutes an element in its own right. Said opening 8 envelops the motor 9 in such a way that it allows it to move up or down without, however, allowing air to infiltrate in large quantities. On the lower base of the device is a circular opening 12 connected to a vacuum pump which serves to evacuate the air. To reduce the volume of the latter, the device is partially filled with wood 13, or aluminum alloy, polystyrene or cork. The first step is to penetrate the end of the shaft 10 into the cavity 11, then and after fixing the device in a perfectly vertical position, we proceed to the evacuation of the largest possible volume of air, taking care, however, that the motor 9 can continue to slide freely at l inside the cylindrical opening of the cover 8.

On procède, ensuite, au démarrage progressif et étudié du moteur 9.We then proceed to the gradual and studied start of engine 9.

Environ, quinze secondes après, et une fois que le moteur aura atteint sa vitesse maximale, on le déplace vers le haut, manuellement, le long de l'ouverture du couvercle 8, et ce d'une distance adéquate, et on l'immobilise grâce à un systeme de fixation 14, prévu à cet effet.About fifteen seconds later, and once the motor has reached its maximum speed, it is moved upwards, manually, along the opening of the cover 8, and this by an adequate distance, and it is immobilized thanks to a fixing system 14, provided for this purpose.

C'est alors seulement qu'on procède, s'il est nécessaire, à l'éva- cuation du restant d'air. On empêche toute nouvelle entrée d'air par l'ouverture en fermant celle-ci, hérmétiquement, par bouchon taraudé 15.Only then is the evacuation of the remaining air, if necessary. Any new air intake is prevented by the opening by closing it, hermetically, by threaded plug 15.

Mais il faut noter que la répulsion magnétique qui existe autour de la bague 3 doit être réglé avec précision de façon à assurer qu'il n'y ait aucune pression à cause de la répulsion magnétique, sur le périmètre de la surface extérieure de la bague 3.However, it should be noted that the magnetic repulsion which exists around the ring 3 must be adjusted precisely so as to ensure that there is no pressure due to the magnetic repulsion, on the perimeter of the outer surface of the ring. 3.

Toutes les mesures doivent être prises pour garantir un vide quasi-intégral à l'intérieur de l'appareil.All measures must be taken to guarantee a virtually complete vacuum inside the device.

Parce que le pale nord de l'aimant permanent inférieur 1, est proche et fait face à le pôle nord de l-'aimant permanent supérieur 2, pour ceci il va créer. une force de répulsion magnétique, qui va jouer entre ces deux pôles, et de même entre le pôle nord de l'aimant permanent 3 et le pôle nord de l'aimant permanent 6. Because the north blade of the lower permanent magnet 1, is close and faces the north pole of the upper permanent magnet 2, for this it will create. a magnetic repulsion force, which will play between these two poles, and similarly between the north pole of the permanent magnet 3 and the north pole of the permanent magnet 6.

Cette répulsion magnétique ainsi que le moment d'inertie plus la force centrifugeuse plus le vide, tous se rejoignent pour constituer un mouvement rotatif pour la roue 5 qui n'est exposé à aucun frottement, ni mécanique, ni frottement par l'air. This magnetic repulsion as well as the moment of inertia plus the centrifugal force plus the vacuum, all come together to form a rotary movement for the wheel 5 which is not exposed to any friction, neither mechanical, nor friction by air.

Ainsi la roue 5 continuera à effectuer son mouvement rotatoire jusqu'à ce que le champ magnétique faiblisse. Mais la periode de rotation de la roue 5 est toujours suffisante pour effectuer toutes les études et expériences necessaires. Thus the wheel 5 will continue to perform its rotary movement until the magnetic field weakens. However, the period of rotation of the wheel 5 is still sufficient to carry out all the necessary studies and experiments.

Il est nécessaire d'utiliser deux dispositifs de mesure; 1" un stroboscope électronique, ou un compte-tours quelconque qui n'est pas sujets au champ magnétique. It is necessary to use two measuring devices; 1 "an electronic strobe, or any tachometer which is not subject to the magnetic field.

2" un indicateur de pression, c'est-à-dire un élément qui indique le degré de vide à l'intérieur de l'appareil, et par ces deux dispositifs de mesure on peut observer le degré de la décélération du mouvement rotatif de la roue 5 après chaque heure de rotation, et donc il nous est possible d'observer si le frottement est seul responsable de ce décélération, ou s'il y a d'autres raisons qui peuvent avoir un effet sur le mouvement rotatif de la roue 5 ? et quel est le degré de cet effet ?. 2 "a pressure indicator, that is to say an element which indicates the degree of vacuum inside the apparatus, and by these two measuring devices one can observe the degree of deceleration of the rotary movement of wheel 5 after each hour of rotation, and therefore it is possible for us to observe if friction is solely responsible for this deceleration, or if there are other reasons which can have an effect on the rotary movement of the wheel 5? And what is the degree of this effect?

Selon la variante 1, il est possible de fixer à l'inte- rieur de l'appareil et à coté du moteur 9, (Fig.2), un autre moteur plus petit, dont la tâche consiste à déplacer le moteur 9 vers le haut (ceci évitera que cette opération ne soit effectuée manuellement).Ainsi, après que le moteur 9 ait mis en rotation la roue 5, pendant 15 secondes, (par exemple) le petit moteur est alors mis en marche, à son tour, mettant en rotation - grâce à une courroie reliant les deux moteurs - une poulie taraudée 16, dans laquelle peut évoluer librement l'axe fileté 17 du moteur a J ce qui, le cas échéant, déplace ce dernier vers le haut
Pour rendre possible cette opération, on fixe le moteur 9 à l'inte- rieur d'une enveloppe 18 spéciale reliée à l'axe fileté 17.According to variant 1, it is possible to fix inside the device and next to the motor 9, (FIG. 2), another smaller motor, the task of which is to move the motor 9 towards the high (this will prevent this operation from being carried out manually). Thus, after the motor 9 has rotated the wheel 5, for 15 seconds (for example) the small motor is then started, in turn, putting in rotation - thanks to a belt connecting the two motors - a threaded pulley 16, in which the threaded axis 17 of the motor a J can move freely which, if necessary, displaces the latter upwards
To make this operation possible, the motor 9 is fixed inside a special casing 18 connected to the threaded axis 17.

Selon la variante 2, tous les aimants permanents,sont constitués d'alliages (marque Alcomax) ou d'autres alliages ayant les mêmes caractéristiques, qui permettent d'une opération de magnétisme anisotrope, c'est-à-dire, de manière à rendre tous les pôles qui se font face sont plus fort que les autres. According to variant 2, all the permanent magnets are made of alloys (Alcomax brand) or other alloys having the same characteristics, which allow an anisotropic magnetism operation, that is to say, so as to make all the poles that face each other stronger than the others.

A noter que l'appareil peut se réaliser dans des formes et de tailles différentes, sans précision. Note that the device can be produced in different shapes and sizes, without specification.

Claims

CLAIM

1. Process to demonstrate in a real way, the law of

Newton who explains (the moment of inertia), characterized in that all the poles which face each other in a similar polarity.

2.- Apparatus for implementing the method according to claim 1, characterized in that it comprises a permanent magnet 1 of cylindrical shape, fixed to the bottom of the apparatus. The upper surface of this magnet constitutes (for example) its north pole; opposite this north pole and at close distance there is another permanent magnet 2 which also has a cylindrical shape. The lower surface of this magnet constitutes its north pole. The upper permanent magnet 2 is fixed in the middle of a ring 3, this fixing is reinforced by spokes, or by two aluminum alloy plates (4A and 4B) in the form of superimposed washers which they fix the permanent magnet 2 at the heart of the ring 3. So it appears that the circular body which faces the lower permanent magnet 1, in fact represents an independent wheel 5. The ring 3 which crowns the wheel 5, is also a magnet permanent 3 which faces and is parallel to a fourth permanent magnet 6 which has a hollow cylindrical shape.

In the middle of the upper surface of the upper permanent magnet 2, there is a cavity 11 in the form of a parallelepiped, into which the end of the shaft 10 is penetrated, which also has a parallelepiped shape.

The device is fixed inside a cylindrical hollow body 6 provided with a base, and which resembles a bucket whose thickness is studied. Said bucket is made of glass, or non-magnetic steel.

It is also closed by a circular cover 8 - made of glass or non-magnetic steel - provided with a transparent opening allowing the wheel 5 to be observed. In the middle of the cover 8 is an electric motor 9. This cylindrical motor is provided to rotate the wheel 5 and at a sufficiently high speed.

tion of the largest possible air volume. Next, the motor 9 is started gradually.

exhaust air. The first step is to penetrate the end of the shaft 10 into the cavity 11, then we proceed to the evacua-

circular opening 12 connected to a vacuum pump which serves to

important. On the lower base of the device is a

or below without allowing air to infiltrate in quantity

9 in such a way that it allows it to move upwards

The electric motor 9 is housed inside a hollow cylindrical opening located in the center of the cover 8 of which it constitutes an element in its own right. Said opening 8 envelops the motor

will have reached its maximum speed, it is moved upwards, along the opening of the cover 8, and it is immobilized by means of a fixing system 14.

About fifteen seconds after, and once the engine

Only then is the evacuation of the remaining air, if necessary. Any new air intake is prevented by the opening by closing it, hermetically, by threaded plug 15.

3.- Device according to claim 1, characterized in that it exists inside the device and next to the motor 9,

(Fig. 2), another motor smaller than the motor 9, the task of which is to move the motor 9 upwards, by means of a pulley -taraudee 16, in which the threaded axis i7 of the motor 9 can move freely ; which, if necessary, moves the latter upwards. The motor 9 is fixed inside a special envelope 18 connected to the threaded axis 17.

4.- Apparatus according to claim 1, characterized in that all the permanent magnets are made of alloys (brand

Alcomax) or other alloys having the same characteristics, which allow an anisotropic magnetism operation, that is to say, so as to make all the poles facing each other stronger than the others.

5.- Apparatus according to claim 1 and 3, characterized in that, all the poles which face each other are in a similar polarity.

6.- Apparatus according to any one of the preceding claims characterized in that the magnetic repulsion which exists around the ring 3 must be adjusted with precision so as to ensure that there is no pressure because of the magnetic repulsion , on the perimeter of the outer surface of the ring 2.

7.- Apparatus according to one of claims 1, 2 and 5, characterized in that the wheel 5 is exposed to no friction, neither mechanical, nor friction by air.

8.- Device according to claim 1, characterized by a quasi-complete vacuum inside the device.

9.- Apparatus according to claim 1, characterized by two measuring devices: - an electronic strobe, or any tachometer which is not subject to the magnetic field.

- A pressure indicator, that is to say an element which indicates the degree of vacuum inside the device.

10.- Apparatus according to one of claims 1, 5 and 6, charac terized in that, to reduce the vacuum volume, the device is partially filled with wood 13, or aluminum alloy, and filled also the vacant surface inside the wheel 5, that is to say between the two plates (4A and 48) by corks or light polystyrenes.