[Mechanica] Energie onttrekken aan draaiing aarde

[aaargh]

Ik heb ooit eens gelezen dat je met een wrijvingsloos vliegwiel energie van de draaiing van de aarde kunt aftappen. Jammer genoeg ben ik elk detail vergeten. Heeft er iemand een idee?

[Jan van de Velde]

Volgens mij hebben we hier een jaartje geleden een Perpetuum Mobile onderwerpje over gehad. Een of andere Engelse of Schotse prof die zoiets had gebouwd.

Gevonden. Het is nogal een moeizame discussie trouwens.......

http://sciencetalk.nl/forum/invision/in...er=asc&&start=0

[aaargh]

Ik zoek gene perpetuum mobile. Het intrigeert me gewoon en ik vraag me af of iemand een ideetje heeft over hoe dat het werkt. Wat ik me herinner was dat het een gewoon vliegwiel was, en iets aan dat vliegwiel draide rond aan 1 toertje per dag waaruit energie zou kunnen worden gehaald. Het was trouwens puur hypothetisch want het was maar een tijdschriftje zonder de middelen om een vliegwiel te maken dat een verwaarloosbare wrijving ondervindt op de tijdsschaal van enkele dagen.

[Jan van de Velde]

Maar het gaat toch om zuiver hetzelfde?

Zet dat wrijvingsloze vliegwiel horizontaal neer op de noordpool. Zonder dat je het in beweging brengt "gaat dat ding draaien" met een snelheid van 1 toer per etmaal. Zet een dynamootje op dat wiel.

Het lijkt nou net of je energie uit het niets aftapt. Eigenlijk staat je wiel stil, en draait de aarde eronderdoor. Je tapt dus energie af uit de draaing van de aarde. Daardoor zal dat wiel wel langzaam gaan afremmen (lees, dezelfde draaisnelheid gaan krijgen als de aarde), maar je hebt intussen wél een lampje brandend.

[aaargh]

Nee, ik heb het over iets anders. Je zet een viegwiel neer en je laat het draaien aan een hoge snelheid. Iets begon er toen te draaiien aan aardse ronddraisnelheid.

[Jan van de Velde]

Iets?? Wat moet ik me daarbij voorstellen?

[aaargh]

Een deeltje van het vliegwiel... Waarschijnlijk een of andere as ofzo...

[DePurpereWolf]

De kunst is om het vliegwiel vast te houden, er is namelijk niks in de ruimte om het aan vast te maken.

[Jan van de Velde]

Ik kan me er niks bij voorstellen, maar je maakt me wel benieuwd.

[Brinx]

Een vliegwiel waarvan de draaiingsas niet parallel is met de aardas zal een moment uitoefenen op zijn ophanging. Hoe daar (voor onbepaalde tijd) energie uit af te tappen is, is me nog onduidelijk: ik stel me voor dat iedere poging om arbeid te extraheren door de gyroscoop 'mee te laten geven' met het moment dat erop staat leidt tot een stand van de gyroscoop die de stand van de aardas meer benadert. Vertaald: volgens mij kan uit een gyroscoop waarvan de as in eerste instantie niet parallel is aan de aardas kan slechts een beperkte hoeveelheid energie worden gewonnen.

[edit]: Wellicht ten overvloede: in deze gevallen beschouw ik een gyroscoop waarvan de ophanging aan de aarde vastzit (en er dus mee meedraait).

[Jan van de Velde]

Vertaald: volgens mij kan uit een gyroscoop waarvan de as in eerste instantie niet parallel is aan de aardas kan slechts een beperkte hoeveelheid energie worden gewonnen.

Dat beweerde ik ook al voor dat vliegwiel op de pool. Ik had voor het overzicht een stilstaand vliegwiel genomen, zodat dat toerentalverschil van 1 toer per dag er duidelijk uitspringt. Je dynamootje oefent een kracht uit op het vliegwiel, en daardoor krijgt het wiel langzaamaan tóch een draaiing. Het aftappen is klaar zodra het wiel even snel draait als de aarde. Dan staat het wiel stil t.o.v. de aarde, en daarmee t.o.v het dynamootje.

[Brinx]

Even een kanttekening: aaargh doelde in zijn openingspost op een wrijvingsloos vliegwiel: zodra je de draaisnelheid van het vliegwiel laat afnemen door het een dynamo te laten aandrijven is er van 'wrijvingsloos' geen sprake meer. Wanneer je energie onttrekt uit de precessiebeweging van een vliegwiel wijzig je de rotatiesnelheid niet!

[Jan van de Velde]

Wanneer je energie onttrekt uit de precessiebeweging van een vliegwiel wijzig je de rotatiesnelheid niet!

Wat bedoel je hiermee: er is toch een wet van behoud van energie?? Hoe kan ik aan een bewegend voorwerp energie onttrekken zonder dat de snelheid verandert?

[Brinx]

De bewegingsrichting van de as van een vliegwiel als gevolg van precessie staat steeds haaks op de as van het vliegwiel zelf. Als je energie uit deze precessiebeweging haalt, doe je niets met de rotatiesnelheid van het vliegwiel om zijn eigen as - het is de beweging van de as zelf die je gebruikt. Volgens mij leidt dit uiteindelijk tot een situatie waarin de as van het vliegwiel parallel staat aan de aardas, zodat er geen sprake meer is van beweging t.g.v. precessie.

[JanMan]

Haaaa... ik snap 'm al... denk ik.

Je zet het (wrijvingsloos met hoge snelheid roterende) vliegwiel op de noordpool, maar dan "op z'n kant", zodat het als een gyroscoop werkt. (Uiteraard in een frame dat weer horizontaal kan roteren, etc...) Het vliegwiel verzet zich tegen "kanteling" en blijft dus "in positie", terwijl de aarde 1 x per dag roteert.

Vervolgens monteer je een dynamo, van een zodanig kaliber dat je de relatieve rotatie van het vliegwiel tov de aarde bijvoorbeeld 50% vermindert. Ja, op die manier tap je energie af. Ja, je vertraagt daarmee de draaiing van de aarde.

Of er iets verandert aan de rotatie van het vliegwiel is me nog niet duidelijk. Zie het topic "Kantelen van een vliegwiel".

Het blijft theoretisch, dat wrijvingsloze vliegwiel is er niet. Maarrrrrr... interessant is of de dynamo genoeg kan leveren om de rotatie van het vliegwiel in stand te houden (bij een realistische wrijving), EN per saldo nog steeds energie te leveren.

Mooie science fiction. Gigantische gyro's aan de polen. Greenpeace minder enthousiast...

Aardig is natuurlijk dat er voortdurend enorme hoeveelheden energie aan de draaiing van de aarde worden ontleend. Door de getijdekrachten van zon en maan op de draaiende aarde ontstaat een machtige hoeveelheid warmte in de aarde. Feitelijk draaien vulkanen dus op getijde-energie. Maar dit terzijde.

Groet

JanMan