(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Как сделать отопление самотеком своими руками


Самотечное отопление в доме

Очень весомым плюсом самотечной системы водяного отопления является ее независимость от наличия электроэнергии. Самотечное отопление может быть создано и на удаленной даче на основе энергонезависимого твердотопливного котла. Система бесшумная и надежная, она, несомненно, будет востребована и в будущем.

Наработан большой опыт создания самотечных систем отопления, ведь ранее все водяное отопление создавалось по принципу самотека. Система может быть создано по «типовой народной схеме» и своими руками.

Недостатками являются ограничения по мощности, отапливаемой площади, возможности подключения дополнительных контуров, при повышенной цене на создание.

Самотечное отопление обходится дороже, примерно в 2 раза по сравнению с системами принудительной циркуляции, так как требует большой диаметр труб и особенного размещения котла. Сложность при создании и в том, что трубы большого диаметра должны иметь общий уклон, а значит их положение фиксировано и поэтому они часто не вписываются в дизайн помещения, загромождают интерьер.

Как рассчитывается самотечная система

Можно заказать тепловой и гидравлический расчет у специалистов, в лицензированных организациях, но это обойдется недешево. Можно сделать эти расчеты приблизительно с помощью известных программ или вручную.

Но обычно пользуются общеизвестными рекомендациями и, как правило, этого вполне достаточно, чтобы создать работоспособную систему с самотеком жидкости.

Скорость движения жидкости по системе в любом случае не большая. Чем больше внутренние диаметры трубопровода и радиаторов, а также котла, тем большее количество жидкости будет проходить по ним, тем больше энергии сможет переноситься.

Важно ответить на вопрос — достаточно ли будет энергии переносить теплоноситель для отопления конкретного здания? В этом и заключается суть расчетов. Но если расчетов нет, то нужно обратиться к опыту создания подобного отопления и утепления зданий.

Потери энергии и обеспечение движения жидкости


Во первых, нужно определиться со степенью утепления здания, — соответствуют ли она требованиям нормативных документов. Если нет, то может не хватить мощности не только самотечной системы….. Обогреть холодное здание себе дороже, нужно утеплять, а не увеличивать мощность обогрева.

После того, как здание утеплено, можно обратиться к опыту создания подобных систем, откуда известно, что обычная предельная площадь самотечного обогрева составляет 150 м кв. на каждом этаже здания, при этом желательно распределение радиаторов на 2 плеча на каждом этаже, а длина подающего трубопровода каждого плеча не должна превышать 20 метров.

Обязательное условие для создания системы – превышение горячего теплоносителя (обычно принимается средняя линия радиаторов) над холодным (средняя линия теплообменника котла).

При большей длине трубопроводов, желателен бы расчет, или нужно мириться, что возможно, в пики морозов пропускной способности системы (скорости теплоносителя) может и не хватить что бы в здании было жарко.

Рассмотрим, отчего же будет зависеть работоспособность самотечной системы.

Особенности системы обогрева с естественной циркуляцией

Напор в самотечной системе будет напрямую зависеть от высоты водяного столба с разностью плотностей воды (разностью температур) и от самой разности плотностей воды. Формула напора приведена ниже.

Чем больше разность температур подачи и обратки, и чем выше водяной столб с этой разностью, тем быстрее будет циркулировать вода, тем больше тепла будет переноситься, тем надежнее система и большую площадь можно будет отопить.

Дело в том, что вода наиболее значительно остывает в радиаторах, до них она считается горячей. После радиаторов вода холодная движется по обратке к теплообменнику котла, где происходит ее нагрев. Следовательно, чем ниже находится теплообменник относительно радиаторов, тем больше будет напор в системе.

Кроме того, вода остывает и в самой трубе выходящей из котла, а это значит, что чем выше будет поднят горячий трубопровод, и чем он длиннее и больше отдает тепла, тем будет больше напор.

Впрочем, эта теплототдача будет иметь низкую эффективность для обогрева дома, если горячий трубопровод расположен под потолком. Лучше, если он находится вдоль пола отапливаемой массандры и является для нее отопительным прибором.

Не правильно делать просто высокий столб горячей воды, вынося расширительный бак выше крыши. Нужна наибольшая разность высот, на которой бы происходил перепад температур, а этого проще добиться опусканием котла.

Типичная ошибка при создании самотечной системы для 2-х этажей — подключение радиаторов на обоих этажах к одним стоякам. В результате на 1 этаже будет еще холодно, когда на 2 этаже уже очень жарко. Правильно для мансарды предусмотреть отдельное независимое плечо отопления со своим регулировочным вентилем.

Особенность системы:
— жидкость в самотечной системе обычно остывает значительно, вследствие небольшой скорости ее движения. Разница температур подачи и обратки чаще находится в пределах 25 — 30 градусов. Температурный режим, например, — 75град. выход из котла и 45 град. обратка. Поэтому недопустимо создавать схему с одним трубопроводом с последовательным подключением радиаторов. Подходят только попутная и тупиковая двухтрубные схемы разводки.

Как движется теплоноситель (вода)

Из вышесказанного вытекают и конструктивные особенности самотечной системы отопления.

Котел располагается в приямке, в подвале, во всяком случае, желательно, чтобы его теплообменник был ниже средней линии радиаторов.

Все трубопроводы делаются с общим уклоном по ходу движения жидкости:

  • вода из котла поднимается по вертикальному стояку в самую верхнюю точку;
  • от вертикального горячего стояка всегда должна вниз до входа в котел;
  • разница высот между начальной и конечной точкой трубы не менее одного процента, но по длине уклон может меняться как угодно;
  • всегда лучше обеспечивать максимальный уклон.

Какие применить трубы

Диаметр труб должен быть для подачи и обратки на одном крыле трубопровода не менее 32 мм, при этом радиаторы могут подключаться и трубами с внутренним диаметром 20 мм. А для стояка и подачи на крыло — не менее 50 мм. Впрочем никто не запрещает увеличить эти диаметры, что только сделает систему мощнее.

До сих пор оптимальным вариатном считаются обычные стальные трубы. При больших диаметрах они становятся конкурентноспособными пластику. К тому же стальная труба большого диаметра является и сама по себе отопительным прибором, ввиду значительной проводимости тепла металлом.

Котел, радиаторы, трубопровод

Применяется специальный котел (и газовый и твердотопливный) с собственным маленьким гидравлическим сопротивлением, предназначенный для самотечной системы.

Применяются радиаторы с низким гидравлическим сопротивлением, с большим диаметром внутренних отверстий — обычно или чугунные или алюминиевые.

В высшей точке трубопровода устанавливается клапан для стравливания воздуха (система под давлением с закрытым расширительным баком (гидроаккумулатором)). В систему встраивается на выходе из котла группа безопасности – манометр и аварийный клапан. Либо в высшей точке располагается расширительный бак открытого типа.

Сливной кран располагается в районе котла в низшей точке трубопровода, делается отвод либо в канализацию, либо на емкость.

Подборка котла по мощности ведется как обычно — в зависимости от теплопотерь здания, а радиаторов — от теплопотерь каждой комнаты где они устанавливаются.

При этом чаще пользуются правилом — радиаторы суммарно чуть мощнее котла (при этом учитывается, то что паспортная температура жидкости обычно больше реальной, т.е. радиторы приобретаются еще мощнее на 20 – 35 %), после чего общая мощность радиаторов распределяется по комнатам.

Схемы самотечного отопления на одно крыло

Типичная схема водяного отопления с самотечным движением жидкости. Здесь только лишь одно крыло. Горячий трубопровод располагается повыше, от него опускаются стояки вниз на каждый радиатор или на пару радиаторов. В схеме указан расширительный бак вместо гидроаккумулятора.

На практике часто подобные схемы реализуются так чтобы расширительный бак, верхний трубопровод располагались бы на чердаке а обратка часто опускается под пол в подвал. При этом трубопроводы меньше загромождают жилое пространство и не портят интерьер. Но тогда все трубопроводы в холодной зоне должны быть хорошо утеплены — слой не менее 15 см минеральной ваты. Пенопласт не подходит, так как его едят грызуны и его не стоит нагревать до 70 град.

Прокладка труб по чердаку

Подвариант данной схемы — обратка поднята вверх, так как не всегда есть возможность прокладывать ее понизу — мешают дверные проемы, нет подвала и т.д.

В небольшом доме

Вариант размещения радиаторов прямо возле котла. Это возможно лишь в климатических зонах с постоянной положительной температурой, и если окна достаточно утеплены (двойные стеклопакеты), и нет особой необходимости в создании тепловых завес путем размещения радиаторов под окнами. Схема применяется, когда нет возможности понизить уровень котла — максимально сокращаются трубопроводы.

Трубопровод на два крыла

Следующий пример более востребован в жизни. Чаще так и располагаются трубопроводы при самотечном движении жидкости в небольшом частном доме или на даче на уровне радиаторов с выдержкой общего уклона.

Трубопровод разделен на два крыла, которые желательно сделать одинаковой протяженностью. Все радиаторы подключаются через вентили для оперативной регулировки поступления воды.

Для двух этажей

Еще один пример «из жизни» разводки трубопроводов при самотечном движении жидкости. На этот раз отапливается полноценный этаж и мансарда.

Так как крыло мансарды маломощное, то оно включено трубопроводом меньшего диаметра — 25 мм. Здесь применяются стояки на каждую пару радиаторов в комнатах первого этажа, а горячий трубопровод проложен по полу мансарды и является для нее обогревающим элементом.

Схема требует создания достаточного напора, поэтому теплообменник котла располагается ниже средней линии радиаторов первого этажа минимум на пол метра.

Принципы и выводы

Можно разработать любое количество схем самотечного отопления в зависимости от конкретной планировки дома но всегда соблюдаются следующие принципы — максимально большой столб воды с перепадом температур, максимальные диаметры трубопроводов и специальные котлы и радиаторы, кольцо трубопроводов — «подача-радиатор-обратка» делаются как можно короче, для чего трубопровод разделяется на несколько плечей, которые подключаются к котлу параллельно.

Также важно: — если самотечное отопление в доме создавалось самостоятельно, или владельцы принимали активное участие в его создании, то и все выявленные недостатки в процессе эксплуатации могут быть исправлены своими руками или система может быть без особых затрат доработана, при выявлении ее недостатков.

КАК СДЕЛАТЬ И КАК ИСПОЛЬЗОВАТЬ ГИДРАВЛИКУ | Своими руками

Каждому, кто занимается строительным бизнесом, неоднократно приходилось определять горизонтальность элементов конструкций и построек, используя гибкий водный уровень - отрезок прозрачной виниловой трубки, наполненный водой.

Поверхность воды на разных концах трубы всегда устанавливается на одном уровне с горизонтальной линией. В этом легко убедиться, взяв в руки концы наполненной трубки и удерживая их в вертикальном положении рядом друг с другом.Вода сначала будет двигаться вверх и вниз, а затем через некоторое время остановится с обоих концов на одной линии. Неважно, какой длины и диаметра трубки.

Если вдруг поверхности оказываются на разном уровне, это означает, что по какой-то причине создается препятствие для свободного протекания воды внутри трубки. Например, если трубка перекручена или где-то есть воздушная «пробка», в результате забивается один или оба конца трубки.

Точнее уровень.

Для выравнивания очень длинных линий (более 30 м) гибкий водный уровень (иногда называемый гидроуровнем ) может быть несколько громоздким и не совсем гибким. Поэтому оптический уровень здесь будет более подходящим инструментом. Однако, если вы не геодезист и не подрядчик, занимающийся масштабным строительством, то преодолевать уровень на дистанциях более 30 м, скорее всего, не придется.

Гибкий уровень воды имеет много преимуществ перед уровнем.Кроме того, что hydro level будет стоить сущие копейки, он еще и неприхотлив: его можно уронить, наступить на него и бросить в кладовку без ущерба для точности и использовать как угодно - в любых условиях.

Гидроуровень очень удобен в использовании в тех местах , где нет прямой видимости: с разных сторон углов зданий и вблизи крупных препятствий, где оптический уровень приходится устанавливать несколько раз.

В небольших помещениях, где сложно сфокусироваться с уровнем, также можно использовать гидроуровень.Наконец, во многих случаях гибкий уровень воды (в отличие от уровня) может обслуживаться одним человеком

Если этих причин недостаточно, чтобы остановить свой выбор на гибком уровне воды, стоит также помнить, что он намного точнее уровня.

Тот факт, что поверхность воды с разных концов трубки останется абсолютно на одном уровне, не зависит от того, кто производит измерение. Но точность показаний уровня напрямую зависит от человека.Если телескоп установлен с небольшим отклонением от горизонтального направления (а это обычное явление) и погрешность измерения, скажем, 0,08 см / м, то на линии в 30 м - уже будет 2 , 4 см. Ошибка может стать еще больше, если вы случайно отключите регулировку устройства, прикоснувшись к штативу, и не заметите вовремя.

Ничего, кроме дешевой трубки.

Гибкий уровень воды может состоять из прозрачной гибкой виниловой трубки или трубки с резервуаром для воды.Чаще всего использую трубку длиной 10 м, с которой легче обращаться. Его длины достаточно для большинства моих обычных работ, связанных с реконструкцией зданий.

Я обнаружил, что некоторые из новых трубок внутри имеют тонкое маслянистое покрытие, на котором могут собираться крошечные пузырьки, что отрицательно влияет на точность прибора. Однако промывка внутренней поверхности трубки теплой водой с обычным моющим средством позволяет легко удалить масляные отложения.

Трубы небольшого диаметра менее громоздки, но при заполнении имеют тенденцию к скоплению пузырьков.Показания с трубок малого диаметра читать сложнее из-за выраженного мениска. что вызвано силами поверхностного натяжения воды. В трубках большего диаметра мениск будет менее заметным.

В течение ряда лет я использовал трубку с внутренним диаметром 6,25 мм, которая была удобна в использовании. Однако недавно я сделал новый уровень, для которого использовал трубку с внутренним диаметром 7,8 мм. Новый уровень легче заполнить водой и с него легче снимать показания.

Совместите только с трубкой. Для работы с виниловой трубкой ее необходимо наполнить водой. Для этого один конец трубки нужно поместить в емкость с чистой водой, а другой конец удерживать ниже емкости и всасывать воду и трубку до тех пор, пока вода не потечет из него под действием силы тяжести. Затем возьмите оба конца трубки и. держа их вместе, убедитесь, что уровни одинаковы и находятся около концов трубки. После этого можно приступать к работе.

Если уровни воды разные, скорее всего, это вызвано скоплением пузырьков воздуха в трубке.Чтобы удалить их, вы должны пропустить через трубку дополнительную воду. придерживая трубку концами вверх, несколько раз встряхните. Стоит отметить, что уровень воды, а также пузырьки воздуха будут более отчетливо видны, если в воду добавить несколько капель пищевого красителя.

Работать с водным уровнем лучше всего вместе. Например, у нас есть комната, в которой мы хотим смонтировать подвесной потолок и для этого нам нужно провести горизонтальную линию на стенах на высоте будущего потолка по всему периметру.Для этого концы водного уровня необходимо разложить в разных местах комнаты и удерживать их у стены. Сделать это можно на любой удобной высоте, ведь цель на первом этапе - получить ориентиры (ориентиры), расположенные на одном уровне, который может быть вовсе не конечным уровнем потолка.

Дождавшись, пока вода осядет, нужно сделать отметки на стене воды против уровня воды. Если стены оклеены обоями или покрашены краской, то в этом случае неплохо было бы наклеить наклейки на стены в нужных местах и ​​делать на них пометки.Если диаметр трубки небольшой, а мениск резко выражен, то необходимо договориться с партнером и сделать отметки одинаково: на верхней границе мениска или - на нижней.

Чтобы перенести отметки на другие углы, нужно установить одну из коней трубки перед отметкой, а вторую переместить в угол, где отметки нет. Во время переноса тюбика его отверстия следует прикрывать пальцем, чтобы не пролилась вода.

После этого необходимо отметить точку на проектной высоте потолка над одной из опорных точек, измерить расстояние по вертикали между этими точками и установить это расстояние от опорных точек в других углах.Между точками нужно провести мелом линию, которая будет соответствовать высоте потолка.

Конечно, все опорные (реперные) отметки можно делать сразу на той высоте, которую мы выбрали для потолка. Однако работать с трубкой удобнее, стоя на полу. После этого можно с помощью стремянки перемещать отметки вверх.

Прикрепив проволочную петлю к каждому концу гибкого уровня с помощью липкой ленты, вы можете повесить один конец на гвоздь, и тогда с уровнем может работать один человек.А в промежутках между использованием инструмента его можно повесить за эти петли в таком месте, где он не будет мешать.

Работать с уровнем все-таки удобнее вдвоем. Но когда я один, мне намного проще использовать гибкий уровень с баком.

Гибкий уровень воды с резервуаром.

Для своего уровня я сделал бак из прочного пластикового ведра емкостью около 5 л. (Если вы решите использовать трубку большего диаметра и длиннее, чем я использую, вам может понадобиться резервуар большего размера) 8 из ее дна закрывает фитинг 09,4 мм для трубки 07,8 мм.Для этого я сначала просверлил в ковше отверстие 012,5 мм. Затем он сделал две резиновые прокладки размером 31,25 мм с внутренним отверстием 012,5 мм и установил их на штуцер так, чтобы с каждой стороны стенки ковша было по одной прокладке, одной шайбе и одной гайке. Места стыков фитинга с ведром обработали силиконовым герметиком и плотно затянули гайки. После этого танк готов к эксплуатации.

Чтобы наполнить бак и трубку водой, я сначала наполняю ведро.

предварительно прикрыв пальцем отверстие трубки. Затем, когда ведро поднято, я сливаю достаточно воды, чтобы заполнить трубку и удалить из нее пузырьки, и поднимаю свободный конец трубки до уровня ведра. Вода в резервуаре и в трубке постепенно стабилизируется до одинакового уровня.

Вернемся к примеру с установкой подвесного потолка. Для работы с уровнем резервуара ведро следует поставить на лестницу или на козлов где-нибудь в центре комнаты, а свободный конец трубки перемещать последовательно в каждый угол, чтобы получить ориентиры.В этом случае ни помощник, ни последующая корректировка оценок не потребуется.

Работу с резервуаром можно сделать еще удобнее. Например, если скрепить скотчем свободный конец трубки к стойке. Благодаря этому устройству легко выровнять опалубку для заливки бетона, для чего нужно установить в каком-нибудь месте опалубки рейку с трубкой и отметить уровень воды на рейке. Оставшуюся часть опалубки тогда очень легко выровнять: нужно по очереди установить рейку на разные ее участки и, перемещая панели опалубки вверх или вниз, следить за тем, чтобы уровень воды находился на одной линии с отметкой. сделано ранее.После этого окончательно закрепляют опалубку.

По той же методике, но с использованием шаблона для кладочных работ, можно определить высоту кладки относительно контрольной отметки. Более высокий уровень воды в трубе покажет, что кладка находится ниже необходимого уровня, а более низкий уровень воды укажет, что эта часть кладки завышена. Если вы хотите узнать точные отклонения отметки от горизонтальной линии, отметьте расстояния на шаблоне и измерьте их.Необходимый уклон при установке дренажных труб также можно точно определить, используя описанную схему для кладочных работ.

ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ МАСТЕРОВ И МАСТЕРОВ, ТОВАРЫ ДЛЯ ДОМА ОЧЕНЬ ДЕШЕВЫЕ. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА. ЕСТЬ ОТЗЫВЫ.

Ниже другие записи по теме «Как сделать своими руками - домохозяину!»

  • Как изолировать фундамент (вертикальная гидроизоляция) Нужна ли изоляция для ленточного фундамента My...
  • Какой купить и установить счетчик воды Что нужно знать при выборе ...
  • Водопровод своими руками Как сделать просто ...
  • Живая вода для дома своими руками полив рассады КАК ПРИГОТОВИТЬ МЯГКУЮ «ЖИВУЮ» ВОДУ ...
  • Полезные советы и идеи для мастера - выпуск 50 Полезные народные советы для дома ...
  • Как убрать талую воду с участка - 4 метода Отвод талой воды весной...
  • Сбор и использование дождевой воды своими руками - советы архитектора КАК ОРГАНИЗОВАТЬ СБОР ДОЖДЯ ...

    Подписывайтесь на обновления в наших группах и делитесь.

    Давай дружить!

  • .

    Как сделать самодельную грелку

    Изготовление грелки дома

    Грелка - один из лучших средств облегчения боли в шее и спине. Применение тепла может помочь уменьшить боль в напряженных или перенапряженных мышцах. Изготовление собственной грелки - это быстрый и простой способ успокоить воспаленные мышцы и суставы с помощью материалов, которые используются в вашем доме. Есть несколько способов сделать его.

    Самым важным аспектом тепловой терапии является ее способность увеличивать приток крови к болезненным участкам.Тепло открывает кровеносные сосуды, что позволяет крови и кислороду быстрее поступать к больным участкам. Тепловая терапия также снижает мышечные спазмы, вызывая расслабление мышц, связок и сухожилий.

    Врачи иногда рекомендуют использовать грелки для облегчения менструальных спазмов или инфекций мочевыводящих путей. В этих случаях приложите грелку к животу.

    Натан Вей, доктор медицинских наук, сертифицированный ревматолог и бывший руководитель Центра лечения артрита в Мэриленде, предлагает простой метод изготовления собственной грелки.Вам понадобятся:

    • два полотенца для рук
    • сумка на молнии
    • микроволновая печь

    Пошаговые инструкции

    1. Намочите оба полотенца водой. Выдавите излишки воды, пока они не станут влажными.
    2. Положите одно полотенце в сумку с застежкой-молнией, следя за тем, чтобы сумка оставалась открытой. Поместите пакет в микроволновую печь и нагрейте на высокой температуре в течение 2 минут.
    3. Достаньте пакет из микроволновой печи. Будьте осторожны - будет жарко! Закройте пакет на молнии и оберните его другим влажным полотенцем.
    4. Приложите самодельную грелку к больному месту. Нагрев должен длиться около 20 минут.

    Как и у большинства людей, у вас в доме наверняка есть ящик для носков-сирот. Что ж, теперь ты можешь найти хорошее применение этим одиноким носкам! Если у вас возникают проблемы с болью в шее и плече, вам понадобится только носок и немного риса. Эта прокладка работает лучше всего, если вы используете носок большего размера, например, трубчатый.

    Пошаговая инструкция

    1. Наполните носок рисом.Оставьте достаточно места наверху, чтобы вы могли закрыть отверстие, либо зашив его, либо связав резинкой или шнурком - в основном все, что, по вашему мнению, удерживает рис.
    2. Включите в микроволновую печь на 2 минуты.
    3. Достаньте из микроволновки (опять же осторожно, будет жарко). Нанесите на шею или плечо. Если вам нужно больше времени, когда грелка остыла, снова поставьте в микроволновую печь на 1 минуту и ​​снова нанесите.

    Изготовление собственной грелки рентабельно и безопаснее, чем использование электрической грелки.Это также избавит вас от поездки в магазин, когда вам слишком больно, чтобы выйти из дома. Запишитесь на прием к врачу, если боль в мышцах и суставах не проходит в течение нескольких дней.

    Обязательно соблюдайте инструкции по использованию электрической грелки, чтобы предотвратить ожоги, поражение электрическим током и возгорание. Никогда не используйте грелку на:

    • младенцах
    • людях с диабетом
    • людях, перенесших инсульт
    • людях с пониженной способностью ощущать боль
    .

    Как сделать стойку на руках: сделайте стойку на руках из первых рук за 30 дней

    и nbsp

    Авторизоваться
    • Веселые домашние тренировки
    • Онлайн-коучинг
    • Бесплатные ресурсы
    • О NF
    • Последние сообщения
    Авторизоваться
    • Веселые домашние тренировки
    • Онлайн-коучинг
    • Бесплатные ресурсы
    • О NF
    • Последние сообщения
    Стив Камб • Последнее обновление: • 82 комментария

    .

    Как работает гравитация и можно ли когда-либо создать искусственную гравитацию в космосе?

    Мы испытываем гравитацию в каждый момент нашей жизни, даже не задумываясь об этом. Но что это такое и понимаем ли мы это на самом деле?

    Здесь мы кратко исследуем наше нынешнее понимание гравитации и исследуем, сможем ли мы когда-либо искусственно создать ее в космосе.

    СВЯЗАННЫЕ: 5 РАЗУМНЫХ ФАКТОВ О ГРАВИТАЦИИ

    Как гравитация работает на Земле?

    «То, что идет вверх, должно упасть», как гласит известная пословица.Но почему? В чем дело?

    Хотя мы действительно только начали понимать, что это такое, над этим явлением размышляли тысячелетия.

    Греческие философы, например, когда-то думали, что планеты и звезды являются частью царства богов. По их оценке, они были подвержены тому, что они называли «естественным движением».

    Хотя они не разработали эту концепцию, она оставалась преобладающей идеей в западной мысли до работ Галилея и Браге в 16 веке.

    Их работа поможет произвести революцию в нашем понимании гравитации, что в конечном итоге приведет к Исааку Ньютону.

    Гравитация, как утверждал Ньютон, - это сила, которая удерживает Землю на орбите вокруг Солнца. Как вы, возможно, помните из школьных дней, гравитацию обычно определяют как:

    «Сила, с которой планета или другое тело притягивает объекты к своему центру. Сила тяжести удерживает все планеты на орбите вокруг Солнца. " - НАСА.

    Другими словами, все, что обладает массой, оказывает силу на любое другое, обладающее массой, и на него действует сила.Чем больше масса объектов и чем короче расстояние между ними, тем сильнее гравитационные силы, которые они оказывают друг на друга.

    Каждый раз, когда вы подпрыгиваете в воздухе, случайно сбиваете что-то со стола или бросаете мяч в парке, чтобы ваша собака поймала его, вы интуитивно понимаете последствия своих действий. Все они, в конце концов, возвращаются на землю.

    Эйнштейн позже предложит совершенно иное объяснение гравитации, чем Ньютон.Согласно его теориям, гравитация - это кривизна в пространственно-временном континууме. Масса объекта заставляет пространство вокруг него по существу искривляться и искривляться. Это искажает путь, по которому должны проходить объекты (и свет), создавая эффект, который мы «ощущаем» как гравитация.

    Фактически, любой объект, «пойманный» гравитацией другого небесного тела, подвергается воздействию, потому что пространство, в котором он движется, искривлено в сторону этого объекта.

    Эйнштейн также ввел понятие «принцип эквивалентности».«Это означает, что гравитационные и инерционные силы имеют схожую природу и часто неразличимы.

    Чтобы проиллюстрировать это, представьте, что вы находитесь в ракетном корабле без окон и не можете видеть внешнюю вселенную из своего окружения. В этом случае это было бы Невозможно определить, является ли направленная вниз сила, которую вы ощущаете как сила тяжести, реальной силой или следствием ускорения ракеты в определенном направлении

    Понимаем ли мы гравитацию?

    Проще говоря, да и также нет.Хотя это одно из наиболее широко изученных природных явлений во Вселенной, мы все еще не понимаем его.

    Как мы видели, Исаак Ньютон и Эйнштейн добились значительного прогресса в понимании гравитации, но мы все еще не совсем уверены, что это такое и есть ли это вообще.

    Согласно Эйнштейну, гравитация - это скорее следствие искривления пространства-времени, чем истинная сила сама по себе.

    Что мы действительно знаем, так это то, что тела с массой притягиваются друг к другу.Эта «сила» зависит от расстояния и ослабевает по мере удаления тел.

    Это тоже измеримое явление и одна из самых слабых сил в природе. Подумайте, например, о своем обычном магните на холодильник. Они легко могут противостоять гравитации чего-то столь же массивного, как Земля. Вы также можете избежать воздействия гравитации, хотя и временно, просто прыгнув.

    Но эта взаимосвязь, кажется, полностью разрушается на квантовом уровне. Это просто не подходит, и мы не знаем почему.

    По большому счету, наши текущие теории гравитации довольно полезны для помощи в предсказании поведения больших объектов, но в крошечном квантовом масштабе текущие теории гравитации не работают.

    Это одна из самых больших проблем современной физики. Многие физики надеются однажды создать единую теорию макро- и квантовой физики, которая поможет объяснить происходящее.

    Как нам помогает гравитация?

    Гравитация - одна из самых фундаментальных «сил» во Вселенной.Помимо споров о том, как это работает, независимо от силы тяжести, это очень важный элемент для жизни на нашей планете.

    Гравитация - это причина того, что объекты на Земле имеют вес, а не просто уплывают в космос. Если бы вы жили на планете с меньшей массой, вы бы меньше весили и могли бы прыгать намного выше.

    Гравитация также удерживает Землю в так называемой «зоне Златовласки» - расстоянии от нашего Солнца, где вода может существовать в жидкой форме. Это так уж и важно для жизни.

    Гравитация также помогает удерживать атмосферу Земли на месте, давая нам воздух для дыхания. Марс, например, меньше половины Земли и около одной десятой массы Земли. Меньшая масса означает меньшее гравитационное притяжение, и на самом деле атмосфера Марса всего на 1/100 плотнее Земли.

    Гравитация также играет роль в сохранении целостности нашей планеты. Гравитация также удерживает Луну на орбите вокруг Земли. Гравитационное притяжение луны притягивает к себе моря, вызывая океанские приливы.

    Но, что интересно, сила гравитации не одинакова во всех местах на Земле. Он немного сильнее над местами с гораздо большей массой под землей, чем над местами с меньшей массой.

    Мы знаем это благодаря двум космическим кораблям НАСА и их миссии по гравитационному восстановлению и климатическому эксперименту (GRACE).

    Источник: NASA / Wikimedia Commons

    «GRACE обнаруживает крошечные изменения силы тяжести с течением времени. Эти изменения позволили выявить важные детали о нашей планете.Например, GRACE отслеживает изменения уровня моря и может обнаруживать изменения в земной коре, вызванные землетрясениями ». - spaceplace.nasa.gov.

    Можно ли создать гравитацию?

    Как мы уже видели, Эйнштейн предположил, что гравитация на самом деле следствие искажения пространства-времени, вызванного различными телами. По этой причине должна существовать возможность создания искусственной гравитации, по крайней мере, в пустоте космоса.

    Что необходимо, так это обеспечить средство ускорения в одном направлении это должно, согласно Эйнштейну, производить эффект, подобный гравитации.Это может быть сделано посредством линейного ускорения, как ракета, или посредством углового момента, то есть центростремительного эффекта или ускорения.

    Это общая тема во многих научно-фантастических книгах и фильмах. Подумайте, например, о вращающемся космическом корабле в «2001: Космическая одиссея».

    Пока корабль достаточно велик, он должен иметь возможность воздействовать на своих пассажиров силой, которая была бы почти неотличима от земной гравитации. Однако это будет не совсем то же самое, потому что также будут присутствовать большие силы Кориолиса, и все будет падать по кривым, а не по прямым линиям.

    Этому также присущи некоторые проблемы. Чем быстрее что-то ускоряется, тем больше гравитационное притяжение или перегрузки действуют на пассажиров.

    Это не проблема для стационарного корабля, такого как космическая станция, но для кораблей, которым необходимо преодолевать большие расстояния с большим ускорением, это может оказаться катастрофическим для экипажа.

    Если бы корабль двигался со скоростью, составляющей лишь небольшую часть скорости света, экипаж, вероятно, испытал бы нечто большее, чем 4000 gs .То есть, согласно статье в Forbes, более чем в 100 раз больше ускорения, необходимого для предотвращения кровотока в вашем теле - вероятно, не идеально.

    Предполагается, что это можно обойти, используя электромагниты и проводящие «полы» на кораблях, но у вас все еще будет проблема «нисходящей» силы. Вероятно, не существует средств «защиты» экипажа от воздействия силы тяжести при высоких скоростях в космосе.

    Единственный способ справиться с этим в будущем может заключаться в развитии некоторой формы отрицательного или антигравитационного поля.Однако, как и вся материя, у нас есть по крайней мере некоторая положительная масса, поэтому нам понадобится способ создать отрицательную гравитационную массу.

    Это именно то, над чем работают в эксперименте ALPHA в ЦЕРН. Исследователи работают с захваченными атомами антиводорода, аналогом водорода из антивещества.

    Путем точного сравнения водорода и антиводорода, эксперимент надеется изучить фундаментальные симметрии между материей и антивеществом. В конечном итоге это может привести к измерению гравитационного ускорения антивещества.

    Если будет обнаружено, что антивещество ускоряется в присутствии гравитационного поля на поверхности Земли при отрицательном значении (например, при значении, отличном от +9,8 м / с 2 ), это теоретически позволило бы построение гравитационного проводника, чтобы защитить себя от гравитационной силы.

    «Если он станет достаточно чувствительным, мы сможем затем измерить, как он падает в гравитационном поле. Если он падает, то же самое, что и обычная материя, тогда у него положительная гравитационная масса, и мы не можем использовать его для создания гравитационный проводник.Но если он падает в гравитационном поле, это все меняет. С единственным экспериментальным результатом искусственная гравитация внезапно стала бы физической возможностью ». - Forbes.

    В случае успеха это также могло бы открыть дверь для гравитационного конденсатора, чтобы создать однородное поле искусственной гравитации. Это могло бы даже теоретически позволить создание "варп-двигателя" - способа деформировать пространство-время.

    "Но до тех пор, пока мы не обнаружим частицу (или набор частиц) с отрицательной гравитационной массой, искусственная гравитация будет возникать только за счет ускорения, независимо от того, насколько мы умны являются.»- Forbes.

    .

    Смотрите также