能量三定律的基礎(chǔ)研究

陳春祥

(天津宏能科技有限公司 天津301700)

0 引 言

在能量守恒定律中，能量守恒不等同于守恒定律。守恒是物質(zhì)固有屬性(物質(zhì)不滅)，而能量守恒定律指的是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)換的關(guān)系。能量三定律起源于慣性位能效應(yīng)原理：“在物體固有慣性中納入穩(wěn)度物理量，則定義為物體固有慣性位能特性，其物體慣性位能大小與穩(wěn)度大小成反比，與質(zhì)量成正比效應(yīng)。”如球體無(wú)論質(zhì)量有多大，其穩(wěn)度最小；無(wú)論是靜止或滾動(dòng)，與方體質(zhì)量的慣性大小顯然有本質(zhì)不同，主要原因在于球中心線支點(diǎn)以上的質(zhì)量重力都具備位能特征，才導(dǎo)至滾動(dòng)摩擦力最小以及軸動(dòng)反力極大，即慣性位能效應(yīng)原因。眾所周知，馬赫對(duì)牛頓的慣性概念做了重要的補(bǔ)充：“認(rèn)為慣性來(lái)源于物體與宇宙其余部分的相互作用(不僅僅是物體本身的質(zhì)量決定的)?！倍鴳T性位能效應(yīng)是“物體與宇宙其余部分的相互作用”的結(jié)果，所以“慣性”應(yīng)是物體重力慣性位能的一種做功狀態(tài)，說(shuō)明了在物體固有屬性中存在有一種無(wú)外作用力的做功狀態(tài)特性(慣性)。例如車行下坡和船行順流就都是“慣性”的一種做功狀態(tài)，它與“物體具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)”做功狀態(tài)的不同區(qū)別是雙向作用力的不同。如果說(shuō)大氣浮力能像撐桿跳高那樣提供與物體重力平衡不變的雙向作用力，那飛機(jī)在天上關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)也同樣會(huì)是“慣性”的一種做功狀態(tài)的飛行，“蘋(píng)果也不會(huì)從樹(shù)上落下來(lái)”。因此，物體重力慣性位能效應(yīng)原理是質(zhì)能關(guān)系的宏觀屬性，而相對(duì)論愛(ài)因斯坦證明的質(zhì)能關(guān)系E＝mc是微觀屬性，故更深層次證明了能量與質(zhì)量不是互不相干的物理屬性，而是可互相轉(zhuǎn)換的。這種嶄新的關(guān)系也給予了慣性概念新的內(nèi)涵。其邏輯結(jié)果是，假若質(zhì)量遵守慣性位能原理，則能量必也遵守慣性位能原理。該理論大大地拓寬了慣性的定義，也拓寬了對(duì)于重力能量的認(rèn)識(shí)。

1 基本原理闡釋

1.1 力學(xué)基本原理

圖 1是筆者企業(yè)發(fā)明產(chǎn)品的拓?fù)鋬?yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)的各分力受力分析圖，不難發(fā)現(xiàn)有 F、f、反 2 三個(gè)分力，當(dāng)F力繞支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的效果是F、f、反2 三力合功驅(qū)動(dòng)效應(yīng)，當(dāng)將 0～90 °內(nèi)的實(shí)驗(yàn)數(shù)值點(diǎn)于圖 2坐標(biāo)內(nèi)時(shí)，其三力合功驅(qū)動(dòng)效應(yīng)值呈曲線特征，用此圖導(dǎo) 岀的三力驅(qū)動(dòng)效應(yīng)方程式為：f＝2(F-Fsina)＋F。說(shuō)明該三力合功驅(qū)動(dòng)效應(yīng)的輸 岀扭矩力大于輸入 F力結(jié)果。其亮點(diǎn)是：反 2是人站船上撐捍力學(xué)的利用。B合力點(diǎn)是重力慣性位能力學(xué)的利用。故 f點(diǎn)增大的扭矩力實(shí)質(zhì)是 F、f、反 2三力合功驅(qū)動(dòng)效應(yīng)。所以，該發(fā)明揭示了能量轉(zhuǎn)換的多樣性與重力能量的雙重性及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的能量效應(yīng)特性。

圖1 二力力矩結(jié)構(gòu)受力分析圖Fig.1 Two-dimensional moment structure analysis diagram

圖2 二力力矩實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)坐標(biāo)關(guān)系圖Fig.2 Second force moment of experimental data point coordinate diagram

1.2 應(yīng)用基本原理

圖 3結(jié)構(gòu)選擇了 a角值為 48.36 °，其輸出增值為1.5F而設(shè)計(jì)的，目的是將F的90 °內(nèi)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為f點(diǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)將圖3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到圖4裝置中時(shí)，其發(fā)明亮點(diǎn)是“該三力驅(qū)動(dòng)機(jī)的輸 岀增大值是1.5F，并且是零速比。”可是，該三力驅(qū)動(dòng)機(jī)單臺(tái)應(yīng)用只是適用于高效節(jié)能。而最大化應(yīng)用是它的零速比特性，當(dāng)將多臺(tái)三力驅(qū)動(dòng)機(jī)串連應(yīng)用時(shí)，其效果是單臺(tái)增值的指數(shù)級(jí)變量，即 f＝(1.5)x×F，x＝串連臺(tái)數(shù)，即具有扭矩力增量聚變而滿足各種額定功率的需求應(yīng)用。所以，該應(yīng)用發(fā)明進(jìn)一步揭示了能量的物理廣度特性。因此，歸納創(chuàng)建了下文所述的能量三定律。

圖3 二力力矩傳動(dòng)架構(gòu)組件Fig.3 Force torque transmission architecture components

圖4 平衡力矩增程器剖視圖Fig.4 Equilibrium torque transmission extender section

2 能量轉(zhuǎn)換的物理屬性定律

依據(jù)發(fā)明的力學(xué)原理揭示發(fā)現(xiàn)：“能量的正比例轉(zhuǎn)換屬性于原始線性物理，非正比例轉(zhuǎn)換屬性于復(fù)系統(tǒng)(非線性)物理，因改變結(jié)構(gòu)而逆變功能轉(zhuǎn)換屬性于拓?fù)湎嘧兾锢?，雖轉(zhuǎn)換是隨物理科技層次呈現(xiàn)多元性，但能量既不能消滅，也不能創(chuàng)生，則總量保持不變而守恒?！?/p>

2.1 發(fā)明證偽了能量守恒定律的漏洞

用認(rèn)知與創(chuàng)造自然理念分析能量守恒定律不難發(fā)現(xiàn)：能量既不能消滅，也不能創(chuàng)生而總量守恒，其揭示的是宇宙物質(zhì)不滅客觀規(guī)律，絕對(duì)不可創(chuàng)造。但能量轉(zhuǎn)換揭示的是自然界客觀應(yīng)用規(guī)律，是具有創(chuàng)造應(yīng)用的可塑性，例如核物理就是創(chuàng)造破壞原子結(jié)構(gòu)釋放巨能的范例。而能量守恒定律的漏洞就是將認(rèn)知自然和創(chuàng)造自然兩層內(nèi)涵混為一體，沒(méi)有將物質(zhì)不滅守恒與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)多元性區(qū)別開(kāi)來(lái)。

2.2 發(fā)明證實(shí)了能量轉(zhuǎn)換的物理屬性

強(qiáng)調(diào)能量轉(zhuǎn)換的“物理屬性”，主要指可用不同的物理方法創(chuàng)造能量轉(zhuǎn)換應(yīng)用所獲得的不同的個(gè)性化能量特性。例如太陽(yáng)與風(fēng)能的無(wú)燃料供給特性無(wú)可質(zhì)疑，但用在其他自然力能量的物理方法獲取應(yīng)用中，則多數(shù)人就會(huì)認(rèn)為是“無(wú)中生有”的騙局，說(shuō)明能量基礎(chǔ)理論嚴(yán)重缺失是病根。

2.3 發(fā)明揭示了能量守恒與能量轉(zhuǎn)換的關(guān)系

經(jīng)漏洞與物理屬性分析，可以肯定：能量守恒與能量轉(zhuǎn)換是既獨(dú)立又統(tǒng)一的關(guān)系，而能量轉(zhuǎn)換是指能量運(yùn)動(dòng)有普遍的常規(guī)與局部超常規(guī)雙重特性，而將“流入的能量等于流出的能量加上內(nèi)能變化?！币?guī)律歸納到正比轉(zhuǎn)換線性物理屬性范圍內(nèi)，并總結(jié)了能量共有3大物理屬性，可結(jié)束在創(chuàng)新中產(chǎn)生多元性能量應(yīng)用長(zhǎng)期無(wú)意義的守恒之爭(zhēng)。

3 重力能量定律

依據(jù)發(fā)明產(chǎn)品力學(xué)原理，用支點(diǎn)力臂替代了反 2分力的一個(gè)三力匯交平衡力系結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了重力能量定律：“重力以地面為零勢(shì)能點(diǎn)時(shí)具有位能保守力特性，而以地心為零勢(shì)能點(diǎn)時(shí)則具有慣性位能特性，即重力具有保守力和慣性力雙重特性?！?/p>

3.1 重力能量定律的起源

重力是所有物理量中，唯一能有眾多版本同時(shí)存留至今的物理量，但重力定義沒(méi)有一個(gè)版本能排除其他版本的存在，而在力學(xué)中獨(dú)占其位，這不符合人對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)規(guī)律。其實(shí)能使物體獲得重量的力不只是萬(wàn)有引力，還有慣性力。重要的是人類忽略了重力的慣性位能本質(zhì)，才導(dǎo)致重力幾百年被束縛在保守力定義的范疇內(nèi)，因此必須重建重力能量本質(zhì)理論。

3.2 重力能量定律的特性

慣性位能的實(shí)質(zhì)是物體重力的引力與斥力(支點(diǎn)力)平衡態(tài)，其中有靜止平衡態(tài)與動(dòng)平衡(慣性)態(tài)，慣性只是因看似平直的地面實(shí)則是環(huán)地球中心軌道的微分曲線點(diǎn)，故“直線均速運(yùn)動(dòng)”的慣性實(shí)質(zhì)為重力的車行下坡之做功效應(yīng)。因?yàn)榇恕皯T力”屬無(wú)外作用力的做功狀態(tài)，無(wú)法用能量守恒解釋，則該重力能量雙重特性可排除其他版本的存在。

4 軸、 輪、 質(zhì)點(diǎn)三力結(jié)構(gòu)能量效應(yīng)定律

依據(jù)發(fā)明產(chǎn)品應(yīng)用原理發(fā)現(xiàn)：“當(dāng)軸為雙向作用力，輪為轉(zhuǎn)矩力力臂，質(zhì)點(diǎn)為慣性位能結(jié)構(gòu)時(shí)，該3種力相互作用即具有能量疊加效應(yīng)，其效應(yīng)大小為3種力的乘積?！惫綖椋篗＝F×L×f，F(xiàn)＝雙向作用力，L＝轉(zhuǎn)矩力臂，f＝質(zhì)點(diǎn)慣力。故定義為：軸、輪、質(zhì)點(diǎn)三力結(jié)構(gòu)能量效應(yīng)定律，故該“三力結(jié)構(gòu)”屬非線性物理空白領(lǐng)域，則只遵守能量轉(zhuǎn)換物理屬性守恒律。在現(xiàn)實(shí)中因輪的質(zhì)點(diǎn)不均而產(chǎn)生偏心或偏角，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就會(huì)引起軸的振動(dòng)和軸承動(dòng)反力，這種動(dòng)反力的值會(huì)達(dá)到轉(zhuǎn)子本身重量的 10倍，是靜反力的近萬(wàn)倍，能量守恒律就失效。進(jìn)一步證實(shí)能量轉(zhuǎn)換中存在有物理多元性特征，但絕對(duì)不違反能量守恒定律，而是發(fā)展了能量守恒律深層次規(guī)律，它是由軸、輪、質(zhì)點(diǎn)三力結(jié)構(gòu)能量效應(yīng)產(chǎn)生的特性，例如臺(tái)風(fēng)與龍卷風(fēng)等。

5 結(jié) 論

能量科學(xué)將是物理學(xué)“大廈封頂”重啟續(xù)頂?shù)脑僭熘鲃?dòng)力。能量三定律的諸多定義拓展了基礎(chǔ)物理與力學(xué)理論，有望成為人類高級(jí)文明的開(kāi)端，是在經(jīng)歷了“線性化”富有成果的發(fā)展時(shí)期后的必然，而能量科技的非線性與拓?fù)溲芯砍晒麑⒕哂袝r(shí)代引領(lǐng)性意義?！?/p>

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