सबसे हल्के स्प्रिंग्स क्या हैं?

Question

मुझे आश्चर्य हो रहा है कि क्या एक स्प्रिंग मजबूत और पर्याप्त प्रकाश है जो एक एयरटाइट झिल्ली को फुलाता है ताकि यह मानक अस्थायी और दबाव में तैरता रहे।

एक उदाहरण के रूप में, एक 10 सेमी सिलेंडर हवा के 1 ग्राम के नीचे विस्थापित होगा, लेकिन एक बेलनाकार वसंत को उस कॉन्फ़िगरेशन में 162kg वायुमंडलीय बल का विरोध करना होगा। क्या एक 162kg 10cm बेलनाकार वसंत के रूप में ऐसी चीज है जिसका वजन 1 ग्राम से कम है?

लेकिन यह सिर्फ एक वसंत डिजाइन है। अधिक सामान्यतः, क्या वसंत डिजाइन उच्चतम दर / वजन अनुपात प्रदान करते हैं? वसंत दर बनाम वसंत द्रव्यमान पर वर्तमान व्यावहारिक सीमाएं क्या हैं, और क्या सामग्री का उपयोग कर रहे हैं?

Comments

मुझे यकीन नहीं है कि मैं आपके सवाल को पूरी तरह से समझ पा रहा हूं। आप एक "10 सेमी सिलिंडर" की बात करते हैं और यह कितना (वॉल्यूम) हवा में विस्थापित करता है, लेकिन सभी आयाम नहीं दिए गए हैं। और 162 किग्रा कहाँ से आता है? यदि आप एक ड्राइंग जोड़ सकते हैं तो यह बहुत मदद करनी चाहिए।

— व्लादिमीर क्रैवरो

मुझे लगता है कि ओपी एक झिल्ली पर वसंत (जो एक निर्वात में होता है) के बारे में बात कर रहा है, जो कि वसंत-झिल्ली प्रणाली की मात्रा को बढ़ाता है, जिससे पूरे सिस्टम को हवा में तैरने के लिए पर्याप्त रूप से उत्साहित किया जाता है।

— मार्च हो

@VladimirCravero: 10cm सिलेंडर 10cm व्यास और 10cm उच्च है। 162 किग्रा मानक बैरोमीटर के दबाव से आता है ~ 1.033 किग्रा / सेमी 2 सिलेंडर की ऊपरी और निचली सतहों पर असर पड़ता है, जो कि वर्णित प्रणाली में एकमात्र संकुचित आयाम पर हैं। मार्चहो: बिल्कुल सही!

— फीटवेट

क्या यह बिल्कुल स्पष्ट नहीं है कि हीलियम गैस इस पर प्रभावी है? इसके अलावा, मैं इस सवाल को नहीं समझता। क्या कठोर, फिर भी भारहीन सामग्री आपके "सिलेंडर" से बनी है?

— डेव ट्वीड

ठीक है, इस सवाल का जवाब है, कम से कम आज से इंजीनियरिंग दृष्टिकोण: नहीं - लेकिन एक विस्तृत एक व्याख्या क्यों है। सबक्वेस्टियन, जो कि सबसे अधिक k वाला सबसे हल्का वसंत है, ठीक है।

— जॉन एचके

Answer 1

मुझे पता है कि आपका प्रश्न स्प्रिंग्स के बारे में है, लेकिन मुझे नहीं लगता कि स्प्रिंग्स आपके वांछित एप्लिकेशन का उत्तर है।

जैसा कि आपने उल्लेख किया है, वायु दबाव से आवक बल बहुत बड़ा है, इसलिए न केवल आपको एक मजबूत वसंत की आवश्यकता है, लेकिन आपको पैनलिंग के लिए एक सामग्री की भी आवश्यकता है जो हल्का है और उन प्रकार के बलों को ले सकता है। इसके अतिरिक्त, आपको आणविक स्तर पर सामग्री के माध्यम से रिसने वाली हवा को खाली करने की आवश्यकता होगी। अच्छे कारण हैं कि हल्के से हवा वाले विमान गुब्बारे के अंदर कम घनत्व वाली गैस का उपयोग करते हैं:

1. असाधारण रूप से मजबूत और हल्के पदार्थों की कोई आवश्यकता नहीं है।
2. अंदर और बाहर के बीच कोई (या बहुत कम) दबाव अंतर नहीं है, और इसलिए गैस के बचने या वायुमंडल में घुसने की कोई प्रवृत्ति नहीं है।

वैक्यूम एयरशिप पर विकिपीडिया लेख को पढ़ने में रुचि हो सकती है , विशेष रूप से सामग्री की कमी पर अनुभाग । यह इस प्रमाण को दर्शाता है कि हीरे से बने मजबूत आकार (खोखले गोले) का उपयोग करने पर भी संरचना संरचना के लिए बहुत ही शानदार होती है, जब आप इसे पतला करने के लिए एक बार इसे हल्का करते हैं ताकि यह हल्का हो जाए।

यह देखते हुए कि इन आदर्श स्थितियों में यह संभव नहीं है, यह संभव नहीं लगता है कि गुब्बारे में एक वसंत संभव होगा। हालांकि, विकिपीडिया लेख इस संभावना को खुला छोड़ देता है कि यदि गोले की दीवार ठोस नहीं थी, उदाहरण के लिए यदि यह एक छत्ते की संरचना से बना होता है, तो यह अभी भी संभव हो सकता है।

अद्यतन: जाहिरा तौर पर गणित यह दिखाने के लिए किया गया है कि यह सिद्धांत में संभव है, लेकिन यह स्पष्ट नहीं है कि क्या इसे सफलतापूर्वक लागू किया गया है।

Comments

अपने सह-कलाकार के साथ, मैंने मधुकोश के साथ एक सैंडविच क्षेत्र के लिए गणित (परिमित तत्व विश्लेषण) किया। वर्तमान में उपलब्ध सामग्रियों के साथ एक वैक्यूम गुब्बारा बनाना संभव है। कृपया विकिपीडिया लेख में हमारे पेटेंट आवेदन का संदर्भ देखें।

— एखमेटेली

@ मखमली ओह वाह, यह बहुत अच्छा है! क्या आप कृपया उस प्रश्न को संपादित कर सकते हैं जहाँ मैंने कहा था कि "मुझे इस बात का कोई अंदाज़ा नहीं है कि अगर किसी ने गणित किया है" तो अपने आप को गणित करने के लिए उद्धृत कर सकते हैं और आपके निष्कर्ष क्या थे। जहाँ तक मैं लेख में टिप्पणी बता सकता हूँ अभी भी खड़ा है ... यह संभव हो सकता है लेकिन अभी तक नहीं किया गया है? आपके संपादन को स्वीकृति देनी होगी, और आपको इसके लिए कुछ प्रतिनिधि मिलेंगे। ओह, और इंजीनियरिंग में आपका स्वागत है।

— एसई

आपके दयालु शब्द के लिए धन्यवाद। मैं हालांकि कुछ भी संपादित करने का बड़ा प्रशंसक नहीं हूं, लेकिन यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो मैं जवाब देने की कोशिश करूंगा।

— एखमेटेली