二重反転型単極誘導モーターにみる「運動の相対性」について

運動の相対性については、誰しも「完全」に理解していると思い込んでいます。ところが現実の行動は異なるのではないかと感じます。　地動説は誰でも理解しているのに、太陽が東から昇ることに慣れきっていて、実験を計画するとき、知らず知らずの内に「天動説」側での実験しかしていないようです。　　そこで、管理人がこれまで行った単極誘導モーターの実験を元に「運動の相対性」について考えます。

（１）　水銀を用いた二重反転型単極誘導モーターにかかる作用と反作用について

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動画１

の実験３（２０１５年１月３０日実施、動画の１：２５～）は、

図１　（追記あり）

のような構成になります。　　中心電極（－）のまわりに仕切り板を入れて、外側電極（＋）を配置します。中心電極、仕切り板、外側電極は、いずれも装置（単極誘導モーター）に固定されています。仕切り板を介して、内側を水銀Ａとし、外側を水銀Ｂとします。電流（およそ０．６Ｖ最大３０Ａの設定）を流すと、１．水銀Ａは時計方向（ＣＷ）に回ります。２．水銀Ｂは反時計方向（ＣＣＷ）に回ります。　このときリング状のネオジム磁石は水銀Ａに浮いています。（ネオジム磁石の比重は水銀の約半分）　単極誘導モーターに生じる力は、磁石と力学的に関係しませんので、水銀Ａに押し流される形で時計方向に回ります。

図１において「仕切り板」はどうかというと、
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動画２　　２０１５年５月２８日実施

に示すように、仕切り板は水銀の渦から力を受けていません。動画２での浮かせた仕切り板は、比重が軽いのと、ネオジム磁石と若干接触しているために、ネオジム磁石と同じ時計方向に回っています。３．仕切り板は力を受けていない。

では、どこが水銀の渦による反作用を受けているかというと
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動画３　２０１５年２月１６日実施

に示すように、外側電極が反作用を受けています。

図１　（再掲）
ここで、水銀Ａの渦にかかる反作用について、外側電極に遠隔で伝わっているとは考えられません。　勿論、水銀Ｂの渦にかかる反作用は、外側電極が受けています。　詰まるところ、

４．外側電極は、水銀Ａと水銀Ｂの渦による反作用の差分だけを受けていることになります。

では、単極誘導モーター全体での作用反作用は、どうかというと
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動画４　２０１５年９月２９日実施

に示すように、単極誘導モーターの慣性モーメントと水銀の慣性モーメントの差分だけ、単極誘導モーターは、捻れる（慣性モーメントを持つ）ということになります。

図１に示す水銀Ａの慣性モーメントと水銀Ｂのそれの差分が単極誘導モーターの慣性モーメントと異なれば、動画４のように単極誘導モーターは、捻れるはずです。

以上をまとめます。　ここで、話を単純にします。

単極誘導の現象は、非常に効率が低いです。　実験による体感では、投入された電気エネルギーの内数％程度しか運動に変換されないようです。他は「熱」あるいは放電、さらには上記の実験においては水銀の「蒸発」に使われているようです。　いま仮に、効率が１００％であって、投入された電気エネルギーを「２０」とします。これらを元に「運動のレベル」を縦軸に、かつ観測者を中心に配置しますと、

図２

の左図になります。　地上の部屋に居る観測者は、机上にあるモーター本体に対して静止しています。この運動あるいはエネルギーレベルを「ゼロ」とします。　すると水銀Ａの渦の方向は時計方向（ＣＷ）で（１０）ですが、物理学において、角度は反時計方向にとりますので、ＣＷは、（－１０）で表します。　水銀Ｂの渦の方向は反時計方向ですので、（＋１０）となります。

ここで、単極誘導モーターは、「一回路、一モーター」ですから、仕切り板の位置（直径）を適当に配置すれば、投入された電気エネルギー（２０）を水銀Ａが（－１０）、水銀Ｂが（＋１０）の運動レベルに分けることが可能のはずです。この場合は、モーター本体の捻れ（運動）はゼロになります。

次に上記と比較対比させるために、二重反転機構を持つヘリコプターや船用のプロペラ機構について考えます。

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（２）同軸反転機構を持つヘリコプターあるいはプロペラ機構について

比較のために、同軸反転のトイヘリを分解しました。

写真１

は、機首を左に、上がローターＡで時計方向に回転します。下がローターＢで反時計方向に回転します。　右に見えるテールローター及びブーム、尾翼はすべてダミーで機構としては無意味です。

写真２

は、スキッドの下から見た物で、底板の奥にメインギヤ２枚とモーター２台が内蔵されています。

写真３

は、中央に黒い大きなメインギヤが２枚見えます。下側のメインギヤはギヤＡを介してモーターＡに、奥側のメインギヤは、ギヤＢを介してモーターＢに繋がっています。モーターＡ、ＢはいずれもＤＣブラシモーターです。

写真４　参考

写真５　参考

モーターＡ、モーターＢのいずれも機体に固定されており、モーターＡとモーターＢの反作用は、いずれも機体が受けます。　２つのローターの回転方向が反対だということだけです。

写真の機構をまとめると、

図２　（再掲）

の右側になります。　地上の部屋に居る観測者は、机上にある機体に対して静止しています。この運動あるいはエネルギーレベルを「ゼロ」とします。　仮に、バッテリーから投入された電気エネルギーが２０で、モーターＡ並びにモーターＢに各々「１０」働いたとするならば、ローターＡは、時計方向に（＋１０）であり、ローターＢは、反時計方向に（＋１０）の運動のレベルにあることになります。何故なら、

モーターＡ並びにモーターＢのいずれも、反作用を機体が受けているからです。

因みに二重反転ヘリにおける、機首の方向（ヨー軸）及び機体の上昇下降はモーターＡとＢの出力を加減することにより制御しています。

 

ここで、同じ二重反転機構を持ちながら「一モーター」のプロペラ機構を示します。
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動画５

の構造は、判別しにくいながら

写真６　出典：散香マークB（その1）

に示すようなもので構成されています。これは遊星ギヤの一種です。　この場合も、プロペラＡの反作用は、モーターが受けていますし、遊星ギヤを介するプロペラＢもモーターが受けていることに気付きます。プロペラＡとプロペラＢの反作用の「差分」をモーターに伝えている訳ではありません。

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ここに、（１）単極誘導モーターにおける作用反作用の仕組みと（２）二重反転機構を持つヘリとの違いについて、考えます。　この違いは、

あらゆる「運動にかかる」「反作用を」「静止した観測者に伝えた上で」「相殺する」か、

２つの運動にかかる反作用を相殺した上で、差分だけを「静止した観測者に伝える」か

の違いであることに気付きます。

図２　（再掲）

こうして理解すると、何か不思議な感覚を覚えます。　「２０」投入したのに合計は、＋１０－１０＝０？。　でも、運動は|１０|と|１０|を加えたものです。

図３

図４

と見比べてみますと面白いです。観測者から見て各惑星の運動に「反作用」は伴いません。　　右リンク先「自然科学から弧理論へ」の中段、「８．運動の相対性とエネルギーの相対性」を参照ください。

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ここで思い出すのが

写真７

ヨットです。風を帆に受けて進むヨットは、図２の左側に示す「Ａ」だけを眺めているような感じです。どこかに反作用が失われてしまったような、何か変な感じです。

過去記事に取り上げましたように、

図５

地球の自転方向と年間を通して吹いている「ジェット気流」の方向が同じである理由と何か関係があるだろうという直観があります。ついでながら、マントル対流を含む地球の構造が単極誘導の現象と関係があるだろうとにらんでいます。

直線運動だろうと回転運動だろうと、運動の相対性に違いはありません。しかしながら、地上で身近に運動の相対性を実感（また試せる）のは、単極誘導の現象だけではないかと思うのです。

この点ＣＥＲＮの大型加速器（ＬＨＣ）も（２）と全く変わらないことに気付きます。　ＡＣ・ＤＣモーター、ロータリーエンジンどころかブラシレスモーターやハイブリッド車、ＰＨＶ、燃料電池車、ジェット機、ロケットなどなど、人類が開発する機器・装置類は悉く同じです。　　人の「慣れ」とは恐ろしいほど「変える」ことが難しいのだと実感します。

写真８　　出典：大型ハドロン衝突型加速器、7TeVでの衝突実験に成功

最先端といわれる科学全般に云えることは、往々にして「五感でわかる」範囲を越えているということです。対して単極誘導の現象は、人の五感でわかる、中学生にも理解できる現象だということです。これはとても大切なことです。

マイケル・ファラデーが単極誘導の現象を発見してから二百年以上経ちます。　以来、ほとんど無視されてきたのは、トム・ベアデンが云うように「電磁気学は歪められた」という理由として「金融資本家に都合の悪いことがあったからだ」という話と合致するという気がします。　でなければ上記の各種実験など、二百年以上前から知られているに違いないのです。　（もし電磁気学の教科書に単極誘導に関する二重反転、三重反転、あるいは力学的解析について書かれているならばお教えいただけるとありがたいです。管理人が持っている電磁気学の教科書３冊に該当する記述はありません。）

２０１６年１０月５日　追記

同軸反転型単極誘導モーターにおいて、仕切り板を「仕切りと電極」に分けて考えるの記事により図１の考えを撤回します。ただし、考察の過程を残す意味で記事はそのまま置きます。ご了承ください。

 

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