Как работают Добсонианские держатели.

Вообще, давления кончиков пальцев в фунт или два это идеально хватает для управления большого Добсонианца. Если усилие меньше, тогда балансировка превратится в настоящую головную боль и ветер может постоянно двигать телескоп. Если усилие необходимое для движения больше, то телескоп становится жестким и медлительным. Цель состоит в том, чтобы достигнуть правильного трения — не слишком маленького и не слишком большого — таким образом, чтобы телескоп мог двигаться от нажатия кончиками пальцев и надежно оставаться в нужном положении.

Это может показаться удивительным, но почти 20 лет никто не знал, как вычислить оптимальный размер держателей в Добсонианце. Большинство людей просто догадывались. Иногда держатели получались слишком жесткими, а иногда слишком свободными. Для того, чтобы понять, как работают держатели на собственном 20-дюймовом телескопе, Ричард Берри исследовал это и написал статью «Как контролировать трение в Добсонианском Телескопе», опубликованной в «Изготовлении Телескопа» № 8, в ней был исследовано, как работают Добсонианские держатели и что нужно делать, чтобы заставить их качественно работать.

Статья показала, что телескопные вес, длина удерживающие материалы, размещение держателей и диаметр их, все это играет определенную роль в вычислении силы необходимой для управления. Если вы хотите проверить уравнения, смотрите Главу 3.2. В другом случае, продолжайте читать и мы объясним вам детали.

9.1.1. Что такое трение?

До Добсонианцев большинство телескопов просто фиксировались. Ослабляя зажим, наблюдатель ориентировал телескоп в нужную точку и вновь фиксировал его. Существовала один зажим для поворота и другой для подъема. Такое наблюдение было довольно неудобным, особенно если зажимы нельзя было достать от окуляра. Добсонианец был первым телескопом в котором была использована (скорее пробился с боем) сила трения.

Все мы знакомы с трением. Когда вы положите эту книгу на стол, она останется там. Если толкнете ее, она сдвинется. Трение это то, что держит книгу на месте. Если бы трения не было, то книга со все возрастающей скоростью соскользнула бы со стола. Если вы постараетесь поднять книгу, то поскользнетесь и упадете. Если вы возьмете книгу, она просто проскользнет у вас меж пальцев.

Трение это результат действия электрических сил между молекулами на поверхностях объектов. Эти силы очень различны на разных объектах, поэтому трение между объектами различно. Если например вы положите эту книгу на стол, то сила тяжести придавит книгу к столу. Молекулы в пластическом ламинате на поверхности достаточно близко к молекулам лакированного покрытия стола, поэтому они формируют связь. Вы можете двигать книгу по столу, но делая так, вы разрушаете молекулярные связи между книгой и столом.

Когда ученые впервые исследовали трение в шестнадцатом веке, они открыли интересное отношение: сила, которую вам нужно приложить чтобы толкнуть объект (как например книга) на поверхности (как стол) представляет собой постоянную часть веса объекта. Если книга тяжелая вам нужно толкать сильнее. Сила, необходимая, чтобы преодолеть силу трения и заставить объект двигаться зависит от веса объекта и материалов, которые контактируют между собой при движении. Отношение между силой с которой вы толкаете и весом книги называют коэффициентом трения. Размер книги не важен, только вес. Таким образом уравнение будет следующим:

F = f x N

Где F это сил которую вы должны приложить, N – вес скользящего объекта и f это коэффициент трения материалов. И это есть закон трения.

В нашей повседневной жизни все немного сложнее. Вместо веса объектов (который действует прямо вниз) вы должны использовать нормальную силу между объектом и поверхностью. Эта сила прилагается перпендикулярно поверхности. На плоской поверхности действует обычная сила веса, но на наклонной поверхности обычная сила меньше. Гравитация, упругость или мускульная сила также могут обеспечивать обычную силу.

Если объект достаточно тяжел, чтоб деформировать поверхность, то трение хаотично. (500-фунтовая книга, например, вполне может повредить покрытие стола). Если стол контаминирован молекулами, которые более или менее связаны с книгой, то трение изменчиво. (Некоторые очевидные вещества масло или мед). Но машины, которые мы делаем это специальные случаи: они спроектированы так, чтобы вести себя так, как нужно. В инженерном объекте, как держатель Добсонианца с гладкими и однородными материалами закон трения замечательно работает.

В держателе Добсонианского телескопа, поверхность сделана из пластичной резины, такой как Формика скользик на маленьких блоках Тефлона. Вес телескопа прижимает Формику к Тефлону и, когда наблюдатель толкает телескоп, Формика скользит по Тефлону. Благодаря действующему закону трения телескоп превосходно работает.

Вы можете проверить действие трения если поместите маленькие салазки на тефлоновой основе на лист формики. На верх салазок поместите вес равный трубе телескопа. В качестве доказательства вес и салазки вместе на весах покажут 100 фунтов. Коэффициент трения между Формикой и Тефлоном 0,10. Вопрос: какая сила нужна, чтобы сдвинуть салазки? Ответ 100 х 0,10 или 10 фунтов. Если вы прицепите пружинные весы к салазкам и увеличите силу толкания, тогда салазки начнут двигаться по поверхности, весы будут показывать 10 фунтов.

Дата добавления: 2015-11-14