Устройство для получения зависимостей между размерными физическими величинами

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Coos Ссветскит

Сониалистичвснил

Респуелив

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07Л 11.1966 (№ 1106599/26-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет—

Комитет ло делам иаооретений и открытий лри Совете Министров

СССР

Опубликовано 09.Х.1967. Бюллетень №21

Дата опубликования описания 41.1968

Авторы изобретения

М. М. Вудынский и Ю. М, Вудынский

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАВИСИМОСТЕЙ

МЕМ(ДУ РАЗМЕРНЫМИ ФИЗИЧЕСКИМИ ВЕЛИЧИНАМИ

1

Предлагаемое устройство предназначено для получения зависимостей между размерными физическими величинами и, следовательно, для получения известных и потенциально возможных степенных законов и соотношений классической физики, а также размерной части квантовых соотношений. В этом устройстве по размерности искомой физической величины Х (функции) определяется размерность и степень и физической величины Ч (аргумента), от которой зависит или через которую выражается Х, причем по заданной размерности Х и найденной размерности и степени q оoIпI1р)еeд еetлI яIIюOтT(с:я (с:тTеe)п)еeнHи H кKоOнH(с:тT8анHтT, являю(цихся размерным коэффициентом пропорциональности между Х и т).

В основе предложенного устройства лежит установленный М. М. Вудынским закон взаимосвязи степенных законов и соотношений классической физики, а также размерной части квантовых соотношений. Согласно этому закону, произведение произвольной физической величины Х (функция) на произвольную физическую величину т) (аргумент) в некоторой степени и, от которой зависит или через которую выражается Х, пропорционально константе для электромагнетизма типа Рв =—

= П82 "С вЂ” — ""b. размерность которой удовлетворяет условию l + t — m — т = 0 для

ГраВИтацИИ тИПа D, = ПИ вЂ” mC — }2 ", раэмерность которой удовлетворяет условию

l + / + m = О. Аналитически этот закон можно записать в виде двух уравнений: для элек5 тромагнетизма типа

Х(М-,SI, т,т) =

Ое аи",Б,т,т ) tlat — (8,- t ) — 2(m,+m,) (m -! rn,) (-. -.,) ;(м" - з", т,т ) верное при условии 4 + t2 — m2 — тв — — mt +

+ i — 4 — 4; (2) для гравитации и механики типа

Х(М-,S т) = .0

° (м, 54, т4)

ПС (t, И+2(п.+ ")Ь3 (" "М о (3)

7} (h1m2, sz2, Tt1 )

20 Верное При условии l2 + t2 + m2 = — 1(— — t, — т,. (4)

В этих уравнениях Х вЂ” искомая физическая величина (например, энергия, сила, количество движения и т. д.), размерность которой (М ", 5 Т, То ), причем m„ l>, t>, т1 — показатели размерности соответственно массы М, длины S, времени Т и температуры Тс. Температура входит в уравнение (1) и

30 условие (2). т) — произвольная физическая ве204034 ю

20.((яиь $12 у4 у 2)n

lg+lg+lg+/я т тес 1$+lg+Eg+fzqmz+m ° g — 2(ling lg)+3(1g+lg) 2 tng+tg

-,) (,((4 84 уЕг у.а) личина (например, масса, температура, ускорение и т. д.), от которой зависит или через которую Х выражается. (Л1т, 5, Т", Т; ) — РаЗМЕРНОСтЬ т), а т2, 4, 4, т2 — показатели размерности, включающие степень и соответственно массы М, длины $, времени T и температуры То в уравнении (1) и условии (2), определяющие размерность физической величины q в степени п.

Причем в — заряд электрона для электромагнетизма, С вЂ” скорость света в вакууме, b— постоянная Вина, N — постоянная гравитации, Cp — скорость гравитационных волн в вакууме, равная С, П вЂ” безразмерный множитель.

Если степень и, в которую возводится г), не включена в показатели размерности т2, 4, 4, т2, то уравнения (1) и (3) и условия (2) и (4) записываются: для электромагнетизма

Х(М:и, У, T,7", ) =

17 — (f,— nlã) — 2(m1+и 4) 2(mi f nmã) (а+n-.ã) верное при условиях (2) для электромагнетизма и (4) для гравитации и механики, причем т=т1+т2.

Уравнения (1) и (3) и условия (2) и (4) позволяют с точностью до безразмерного множителя П получить все известные и потенциально возможные степенные законы и соотношения физики.

На панели устройства (см., например, фиг. 1) изображается уравнение (1) или (3) условия (2) и (4), а также выражение произвольной электромагнитной константы Рв, выраженной, например, через в, С, b, а гравитационной константы 1)„например, через N и С. Если Р=Вв, то изображенное на фиг. 1 уравнение (1) служит для электромагнетизма, при Р=D, — для гравитации.

В этом уравнении вместо показателей размерности т1, l1, t1, т1 независимых переменных соответственно Т„S, Т и М, определяющих размерность функции Х, и вместо показателей размерности т2, 4, t2, m2, независимых переменных соответственно Т,, S, Т и М, определяющих размерность аргумента q в некогорой степени и, расположены устройства ввода. Устройства ввода служат для задания численной величины показателей размерности 1 11 t1 m и т2, 12, t2, m2 и ВыполнЯютсЯ, на пример, в .виде источников электрических или других сигналов, реостатов, дисков, шестеренок и т. д. Устройства ввода выполняются с установочными приспособлениями, например. ключами А, несущими на себе цифровую индикацию, соответствующую возможным чис25

50 верное при условии n(l + 4 — т2 — с2) =

= т1+ т1 — l1 — 4; для гравитации

11 — (li+nl )+2(m —, и иг) у — (mi итг)

A(Ят Я1, T )— (сИ"-, 8 -, Tl )и верно при условии п(4+ t2+ т,) = — 1,— — t1 — т1.

Следует отметить, что при выводе с помощью уравнений (1) и (3) условий (2) и (4) законов и соотношений электричества и механики под а нужно понимать g — заряд тела, а вместо Со необходимо взять V — механическую скорость тел, т. е. Cp = V. В общем случае вместо е, С и b, входящих в уравнение электромагнетизма (1), может быть взята тройка других электромагнитных констант, удовлетворяющих условию (2), например постоянная. Планка, магнитный заряд и константа БольцмаHà и т. д., а вместо N и Сp— констант гравитации, может быть взята пара других гравитационных констант, удовлетворяющих условию (4). Можно также в основу предлагаемого устройства вместо двух уравнений (1) и (3) положить одно уравнение типа ленным значениям показателей размерности.

Вместо степеней констант в, С, b, Л/, определяемых двумя или несколькими показателями размерности располагают суммирующие устройства с цифровой индикацией. В условиях (2) и (4) для суммирования численных величин, задаваемых показателей размерности -с1, l1, t1, m1, располагаются алгебраические суммирующие устройства с цифровой индикацией. Показания алгебраически суммирующих устройств определяют условие, которому должна удовлетворять размерность физической величины q (в некоторой степени п, включаемой или не включаемой в размерность q), от которой зависит или через «оторую выражается Х.

Устройства ввода, служащие для задания показателей размерности независимых переменных, определяющих размерность функции

Х, на фиг. 1 обозначены 1, 2, 8, 4, а для задания размерности и степени аргумента 1—

5, б, 7, 8.

Устройства ввода 1, 2, 8, 4 связаны с алгебраическими суммирующими устройствами 9, 10, реализующими условия зависимости между собой функции Х и аргумента т), причем так, что по информации, передаваемой от устройств ввода 1, 2, 3, 4 о размерности физической величины Х, алгебраически суммирующие устройства с индикацией 9 и 10 определяют согласно условиям (2) для электромагнетизма и (4) для гравитации алгебраическую сумму показателей размерности, включая и степень (или раздельно) независимых

204034 переменных, определяющих размерность величины т (аргумента). Устройства ввода 1, 2, 8, 4, 5, б, 7, 8 связаны с суммирующими устройствами с индикацией 11 + 12, 18 + 14, 15 + 1б, 17 + 18, определяющими степени электормагнитных констант (например, в, С, b), а также с суммирующими устройствами с индикацией 19 + 20, 21 + 22, 28 + 24, определяющими степени гравитационных констант (например, N и С). Возможны разные методы и типы связей, устройств ввода, алгеораически суммирующих устройств с индикацией, например, электрический, электронный, световой, гидравлический, механический и другие.

Указанные элементы устройства, а также связи должны быть такими, чтобы при задании, например т1 — показателя размерности температуры Т,, искомой величины Х автоматически устанавливалась такая же ее величина и в условии (2) и в степени константы b.

При задании числа m> — показателя размерности массы М искомой физической величины Х, m>, приняло бы такую же величину в условии (2), такую же величину, но с отрицательным знаком в условии (4), в два раза ббльшую в степени при заряде электрона и скорости гравитационных волн, в два раза ббльшую, но с отрицательным знаком в степени при скорости света С и т. д. Или, что то же, при задании размерности Хили т, т. е. при задании чисел т1, l,, t„m, или т, l, 1,, m„ аналогичные числа, где необходимо со знаком

+ или — удвоенные или равные задаваемым, должны устанавливаться в условиях (2) и (4) в степенях при константах С, E, b, C> и

N, причем в соответствии с этими условиями и в соответствии с уравнением (1) или (3).

Наличие указанных связей между однотипными показателями размерности позволяет заданием размерности искомой величины Х, т. е заданием чисел т, l<, t>, m> из условия (2) или (4), находить алгебраическую сумму показателей размерности физической величины и, от которой зависит Х, а зная l„ t<, mF, ty, а также 12, 4, т, f, определять степени констант, входящих в выра>кение DE или D„, или, что то же, выводить степенные законы и соотношения физики.

Принципиальная схема устройства, например, с механическим типом связей приведена на фиг. 2. На этой схеме в качестве устройств ввода для задания показателей размерности

xI, lI, ti, т1, определяющих размерность Х, служат шестеренки или диски 1, 2, 8, 4, а для задания показателей размерности т, l>, 12, т (включающих в себя и степень и), определяющих размерность >1, служат шестеренки или диски 5, б, 7, 8.

В качестве алгебраических суммирующих устройств 9, 10, а также суммирующих устройств 11 — 24, устанавливающих степени констант, являются также пестеренки или диски.

На каждой из таких шестеренок или дисков нанесена шкала подобно циферблату, т. е. на равном угловом расстоянии по окружности нанесены деления с дробными и целыми, отрицательными по часовой, положительными против часовой (или наоборот) числами. Последнее позволяет поворотом шестеренки или д ска па оси задавать числовые значения (;,робные, целые, положительные и отрицательные) показателей размерности.

Связь между устройствами ввода 1 — 8 и суммирующими устройствами, указанная на (Ьиг. 2 стрелками, осуществляется зацеплением зубьев шестеренок, цепной передачей и т. д.

Б устройствах ввода должны быть предусмотрены ключи А (см. фиг. 1) для поворота дисков или шестеренок на угол, соответствующий числовой величине показателя размерности.

Для выключения шсстеренок или дисков из общей цепи или связи после задания показателей размерности т1, l,, 1, т, т, 1, t2, т, в устройствах ввода 1 — 8 предусмотрены, например, пружины, выталкивающие шестеренки из положения контакта с другими, Цепная передача между двумя дисками или шестеренками может быть прямой (вращение дисков в одну сторону) и перекрестной (вращение дисков в противоположных направлениях). Это позволяет знак минус при t<, t, т, т в суммирующих устройствах задавать перекрестной передачей.

Для учета множителя 2 в степенях уравнений (1) и (3) можно применить диски или шестеренки, отношение диаметров которых равFIo двум, или диски и шестеренки, в которых при равенстве диаметров угловое расстояние между двумя одинаковыми числами отличается в два раза (например, шестеренки 4 и 18).

На фиг. 3 приведена принципиальная схема дисков и шестеренок. связанных между собой зацеплением и цепной передачей, учитываю40 щая все указанные замечания: знак, мно>китель, включение и разрыв связей и т. д. Шестеренки изображены двумя пунктирными окру>кностями разных диаметров. Причем зацепление или контакт между ними изображается как взаимное пересечение на глубину окружности меньшего диаметра.

Цепные передачи между двумя шестеренками или IFHcKBMH изображаются в виде пунктирных прямых, от концов которых к центру шестеренок идут изломы. Если изломы от прямой расположены в одну сторону, то передача прямая, т. е. шестеренки вращаются в одну сторону. Если изломы по направлению противоположны, то шестеренки при такой передаче вращаются в противоположные стороны.

Так как система дисков и шестеренок и связь между ними расположены под панелью, то принципиальная схема шестеренок, дисков и цепной передачи изобра>кается пунктиром, причем совмещенной с уравнением и условияvH, изображенными на панели.

Такое совмещение дает представление о том, поворотом каких шестеренок или дисков — элементов устройств ввода занаются

6> числа, равные величине показателей размер204034

15 го

25 зо ности температуры, длины, времени и массы функции Х и аргумента q и как осуществлена связь этих дисков и шестеренок с суммирующими устройствами, показания которых регистрируются через отверстия О в панели или другим способом.

Номера шестеренок и дисков на фиг. 3 совпадает с номерами шестеренок и дисков, указанных на панели фиг. 1. Однако некоторые суммирующие устройства, определяющие степень электромагнитных и гравитационных констант на панели (фиг. 1 и фиг. 3) обозначены парой чисел, соответствующих паре дисков или шестеренок на фиг. 2, входящих в суммирующее устройство.

На фиг. 1, 2 и 3 диски 25 — 28, а также 29—

Л не связаны между собой и другими дисками. Эти диски служат для подбора показателей размерности 4, t., m, т, алгебраическая сумма которых должна равняться показаниям алгебраически суммирующего устройства

9 для электромагнитных и устройства 10 для гравитационных соотношений.

Для определения степенного закона или соотношения физики с помощью устройств ввода задается размерность искомой физической величины функции Х, т. е. задаются числа т, l, („т1. Для этого необходимо с помощью ключа А повернуть шестеренки 1 — 4 (фиг. 1 или 3) так, чтобы у соответствующих отверстий располагались задаваемые числа т1, l,, t>, m>. После поворота, т. е. после установки численных значений l>, т, 1„m, эти шестеренки должны автоматически выключаться, т. е. выйти из положения контакта с другими шестеренками. При этом повороту шестеренок по часовой стрелке должны соответствовать положительные, а против часовой стрелки — отрицательные величины т, l>, t<, m> или наоборот. Алгебраически суммирующие шестеренки 9 и 10 сложат эти числа согласно условию (2) для электромагнетизма и условию (4) для гравитации и механики.

Алгебраическая сумма заданных чисел, показываемая шестеренкой 9 для электромагнетизма и шестеренкой 10 для гравитации, определяют условие (2) и (4), которым должна удовлетворять размерность физической величины (в некоторой степени и), от которой зависит или через которую выражается физическая величина Х. После задания размерности искомой физической величины Х, т. е. после установления чисел 11, t>, m>, т в знаменателе дроби устанавливается физическая величина т1, от которой Х зависит. Если, например, нас интересует зависимость Х от температуры То — соотношение электромагнетизма, подчиняющееся условию (2), тогда т1 = То т. е. q есть температура Т, в неизвестной степени w . Так как ищется зависимость Х только от температуры, следовательно, 4 = О, 4 = О, т О. Вследствие этого шестеренки 6; 7, 8 (фиг. 3), предназначенные для задания 1, 1., m>, определяющих размерность q, устанавли40

65 вают в нулевое положение. Кроме того, в условли (2) диски 25, 2б, 27 должны быть также установлены в нулевое положение. Следовательно, показания диска 28, отмечающие величину т», равны показаниям шестеренки 9 с учетом знака «минус», стоящим перед т в условии (2). Определив таким образом величину т из условия (2), по показаниям шестеренки 9 пеобходигло затем установить эту величину т . поворотом шестеренки 5 в знаменателе дроби (фиг. 1). На этом операция по определению зависимости Х от 1 заканчивается, так как задана размерность Х, задано

q = To определена т и автоматически устанавливается коэффициент пропорциональности D, который в данном случае равен DE .

Необходимо только прочесть на панели устройства, как заданное Х зависит от q и каким в этом случае является размерный коэффициент пропорциональности 0в .

К устройству прилагаются таблицы электромагнитных De и гравитационных Dr констант, с помощью которых определяется DE или D Если устройство показывает, напри 2 мер, что DE — П вЂ”, то из таблицы электрос

Е магнитных констант следует, что II — = h

С есть постоянная Планка. Если Вв —— П вЂ”, то

С из таблицы следует, что это магнитный заряд и т. д.

Предмет изобретения

Устройство для получения зависимостей между размерными физическими величинами, отличающееся тем, что, с целью получения известных и возможных законов и соотношений классической физики и размерной части квантовых соотношений для электромагнитных явлений и гравитации, оно содержит устройства ввода показателей независимых переменных, определяющих размерность физических величин для функции и аргумента, выполненные, например, в виде шестерен с одинаковым или кратным числом зубьев, с установочными приспособлениями, например, ключами, несущими на себе цифровую индикацию, соответствующую значению показателя размерности, устройства ввода связаны с принимающими устройствами, служащими для индикации значения показателей степени независимых переменных у функции и аргумента, и с алгебраическими суммирующими устройства ми, реализующими условия зависимости между собой функции и аргумента, а также принимающими, выполненными в виде суммирующих устройств с индикацией, указывающих значения показателей степени в физических константах; на панели устройства изображена формульная зависимость функции от аргумента, а индикаторы расположены на месте показателей степени в этой зависимости.

204034

Таблица электромагнитных констант з

1/2 з)г — 1/2,зС з= П

К=П—

b зз

D7 ПСЪ

С

D =П— з—

Сз

Ю= П вЂ” „

Е"

Л=П С

1 у == ду я

3 р. = П— с

П 2„

+ t - mz — rz Ц Щ-,-4

® Q Q Q 9 "nolue(2) ."г5 З 37 28 У с ) С> C> <":

Ф 3) 2(1 2) z(m, m) (1з) Е Е ф Q

И+12 /У 15 16 17+18

ХТ.,6, Т УJ

С:о Со с:>

Е Е 6 Усмирю() 2 mz-m 4 g1,© 6 Щ

Г7/лig Я л.22 гз z4

r/ /1

ЧЪг s с

М

9 д +

П р и м е ч а н и я: 1. С вЂ” скорость света; в — заряд электрона; D, D>, D7 — неизвестные контакты; и — постоянная Планка; К вЂ” постоянная Больцмана; о — постоянная Стефана-; p,— магнитный заряд в системе

CgSE; Ь вЂ” постоянная Вина; а — постоянная тонкой структуры; Уз — гравитационный заряд, равный произведению массы M на корень квадратный из постсянной гравитации N.

2. Для вывода законов и соотношений электромагнетизма и гравитации можно в устройстве ограничиться только условием (2) и уравнением (1), полагая в нем для гравитации Уз вместо е.

204034

g> + 8д г г = 7; 4 А

Заказ 3881/16 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр, Сапунова, 2

Составитель В. А. Киселев

Редактор Н, П. Белявская Техред Л. Я. Бриккер

Корректоры: О. Б, Тюрина и В. В. Крылова