Сколько ватт в час я могу получить "на халяву" )

Сколько ватт в час можно снять с колеблющегося тела?...
Автор
Сообщение
makkss3000
#49988 2022-08-09 04:09 GMT

Добрый День. У меня задача из реальности. Есть «халявная» энергия в виде торчащего из стены куска арматуры, который движется вдоль своей оси. Частота — 3 колебания в минуту. Скорость движения — примерно 12 см за 0,2 секунды. По типу поршня из стены. «Выстрелил» — вернулся — пауза. Через 20 секунд повтор. Давит в движении эта штука с силой в 200 кг. Прикладывали весы, подпирали — останавливается примерно на 200 кг.  
Хочется снять с неё энергию.
Родилась идея приварить к этой железяке зубчатую рейку, передать энергию на возвратную пружину (которая как улитка) через шестерню с храповиком (чтобы сгладить колебания). Ну а с раскручивающейся пружины снимать электроэнергию с помощью электорогенератора — мотор-колеса.
Собственно вопрос: как рассчитать сколько примерно ватт я сниму (всё же 200 кг — вполне прилично), чтобы понять стоит ли оно того. Или нужно искать железяку с колебаниями в тонну?..
И не очень понятно как это всё посчитать, а и если стоит это делать, то какой силы возвратную пружину заказывать? 3 дня убил на поиск информации, но по каким формулам всё просчитать — не понятно. А при рассчёте кинетической энергии получаются смешные 0,05 Дж…
Как вариант, может есть способ трансформировать механическую в электро проще?
В общем, помогите, пожалуйста, а то я по медицине, а не по технике (((
Спасибо!

zam
#49989 2022-08-09 07:37 GMT
#49988 makkss3000 :

Скорость движения — примерно 12 см за 0,2 секунды.

То есть, 0.6 метра в секунду.

примерно на 200 кг. 

То есть 2000 ньютон.

3 дня убил на поиск информации, но по каким формулам всё просчитать — не понятно.

Школьный учебник.

Мощность равна сила умножть на скорость.

(2000 ньютон)*(0.6 м/с) = 1200 ватт.

 

 И никаких «ватт в час», как у вас в заголовке написано.

makkss3000
#50002 2022-08-09 21:54 GMT
#49989 zam :
#49988 makkss3000 :

Скорость движения — примерно 12 см за 0,2 секунды.

То есть, 0.6 метра в секунду.

примерно на 200 кг. 

То есть 2000 ньютон.

3 дня убил на поиск информации, но по каким формулам всё просчитать — не понятно.

Школьный учебник.

Мощность равна сила умножть на скорость.

(2000 ньютон)*(0.6 м/с) = 1200 ватт.

 

 И никаких «ватт в час», как у вас в заголовке написано.

Простите, вероятно у вас опечатка.

Скорость движения — примерно 12 см за 0,2 секунды. — т.е. 6 см за 0,1 с., т.е. 0,06 м/с. Тогда 2000 ньютон *0,06 м/с будет 120 ватт. а не 1200,  Верно? Вроде бы да, похоже на правду. Альтернативу посчитали на другом форуме. Я процитирую:

Работа  $A$  равна силе  $F$ , умноженной на перемещение  $S$ , т.е.  $A=FS$ . Сила у вас  $F=mg$ , где  $m=200$ кг, а перемещение  $S=0,12$ м. Мощность  $W$   — это количество работы за единицу времени  $W=\frac{A}{t}$ . Предположим, что стержень совершает работу при движении в обе стороны, тогда за минуту он делает 6 ходов, или одну  $A$  за 10 сек. Тогда мощность будет  W= (2000*0.12) / 10сек = 25 Ватт.

И вроде тоже логично, а результат другой. Но верить больше хочется в ваш результат. Я в растерянности...

zam
#50003 2022-08-09 23:03 GMT
#50002 makkss3000 :

Простите, вероятно у вас опечатка.

Скорость движения — примерно 12 см за 0,2 секунды. — т.е. 6 см за 0,1 с., т.е. 0,06 м/с. Тогда 2000 ньютон *0,06 м/с будет 120 ватт. а не 1200,  Верно? Вроде бы да, похоже на правду.

Скорось двжения: \(v=\frac{12 \; см}{0.2 \; сек} = \frac{0.12 \; м}{0.2 \; сек}=0.6 \frac{м}{сек}\) .

  $m=200$ кг

У вас нет никакой массы. У вас есть сила, равная 200 килограмм силы = 2000 ньютон.

Я вам посчитал, какую мощность можно снимать с куска арматуры при его движении.

Для остального недостаточно данных. Вы не напсали, сколько времени арматура двжется или на какое рассояние арматура перемещается.

Допустим, арматура перемещается туда-обратно за время t секунд.

Тогда за минуту она совершит работу 3*(1200 ватт)*(t секунд) = 3600t джоулей. А мощность конструкции равна (3600t джоулей)/(60 секунд) = 60t ватт.

diver12
#50010 2022-08-10 11:08 GMT
#49988 makkss3000 :

Добрый День. У меня задача из реальности. Есть «халявная» энергия в виде торчащего из стены куска арматуры, который движется вдоль своей оси. Частота — 3 колебания в минуту. Скорость движения — примерно 12 см за 0,2 секунды. По типу поршня из стены. «Выстрелил» — вернулся — пауза. Через 20 секунд повтор. Давит в движении эта штука с силой в 200 кг. Прикладывали весы, подпирали — останавливается примерно на 200 кг.  
Хочется снять с неё энергию.
Родилась идея приварить к этой железяке зубчатую рейку, передать энергию на возвратную пружину (которая как улитка) через шестерню с храповиком (чтобы сгладить колебания). Ну а с раскручивающейся пружины снимать электроэнергию с помощью электорогенератора — мотор-колеса.
Собственно вопрос: как рассчитать сколько примерно ватт я сниму (всё же 200 кг — вполне прилично), чтобы понять стоит ли оно того. Или нужно искать железяку с колебаниями в тонну?..
И не очень понятно как это всё посчитать, а и если стоит это делать, то какой силы возвратную пружину заказывать? 3 дня убил на поиск информации, но по каким формулам всё просчитать — не понятно. А при рассчёте кинетической энергии получаются смешные 0,05 Дж…
Как вариант, может есть способ трансформировать механическую в электро проще?
В общем, помогите, пожалуйста, а то я по медицине, а не по технике (((
Спасибо!

Кинетическая энергия  0,5*0,6 м/сек*200кг=36 Дж. = 36 Вт/сек. 

Практически, что бы генератолр работал в авто ему надо 1500-1800 об/мин. кото который жрёт до 3 лошадиных сил. 3 лошадиных силы равно 2 206.5 Ватт.

zam
#50011 2022-08-10 11:24 GMT
#50010 diver12 :

Кинетическая энергия  0,5*0,6 м/сек*200кг=36 Дж. = 36 Вт/сек. 

200 кг — это масса чего?

[Дж] = [Вт*сек], а не [Вт/сек].

zam
#50027 2022-08-10 18:44 GMT
#50025 diver12 :

200 кг — условие. 

Нет такого в условии. В условии написано: «Давит в движении эта штука с силой в 200 кг». То есть, это сила, а не масса. Надо было бы написать 200 кгс, но медику простительно.

Залман, ты как поганая училка ко всеме притераешься.

Следует обращаться на «вы».

«притераешься» — наверное, «придираешься»? Дело в том, что физика — наука точная. Она не допускает разгильдяйства. Так что, в тематических разделах извольте выражаться грамотно.

Не «как поганая училка», а «как хорошая училка».

Умный поймёт. Дурак переспросит.

Умный промолчит, когда сказать нечего. Дурак — наоборот.

makkss3000
#50029 2022-08-10 20:39 GMT
#50003 zam :
#50002 makkss3000 :

Простите, вероятно у вас опечатка.

Скорость движения — примерно 12 см за 0,2 секунды. — т.е. 6 см за 0,1 с., т.е. 0,06 м/с. Тогда 2000 ньютон *0,06 м/с будет 120 ватт. а не 1200,  Верно? Вроде бы да, похоже на правду.

Скорось двжения: \(v=\frac{12 \; см}{0.2 \; сек} = \frac{0.12 \; м}{0.2 \; сек}=0.6 \frac{м}{сек}\) .

  $m=200$ кг

У вас нет никакой массы. У вас есть сила, равная 200 килограмм силы = 2000 ньютон.

Я вам посчитал, какую мощность можно снимать с куска арматуры при его движении.

Для остального недостаточно данных. Вы не напсали, сколько времени арматура двжется или на какое рассояние арматура перемещается.

Допустим, арматура перемещается туда-обратно за время t секунд.

Тогда за минуту она совершит работу 3*(1200 ватт)*(t секунд) = 3600t джоулей. А мощность конструкции равна (3600t джоулей)/(60 секунд) = 60t ватт.

Теперь вроде бы понятнее. Арматура, кстати, быстро вылетает только из стены именно на 12 см., а обратно еле уползает. В общем, если пересчитать, то работа получится 3600*0,2 = 720 джоулей. А мощность конструкции равна (720 джоулей)/(60 секунд) = 60*0,2 ватт. = 12 ватт... 

Грустно. мне казалось, что 200 кг — это весьма прилично. Спасибо за пояснения

givigudze
#50233 2022-08-15 10:15 GMT

купить большой неодиомовый магнит. Приклеить к арматурине.

намотать большую катушку .

Продеть арматурину с магнитом внутрь катушки.

Сделать контроллер заряда аккумулятора из того что есть в продаже.

Заряжать аккумулятор.

Ну как-то так.

Н выходе будет халявная электроэнергия, но аккумуляторы придется менять каждый год.

Что бы расчитать. Нужно взять гирю в 62 кг. прикрепить к арматуре и замерить расстояние (амплитуду колебаний)  отклонения.  Так же замерить период.  То есть нужно в рабочем режиме промерить характеристики.

 

 

zam
#50252 2022-08-15 20:35 GMT
#50233 givigudze :

купить большой неодиомовый магнит.

Вопрос — как рассчитать, а не как сделать.

Что бы расчитать. Нужно взять гирю в 62 кг.

Чтобы рассчитать, нужно взять бумажку и карандашик. Можно ещё калькулятор.