Ну вот, теперь понятнее стало в чём ваша цель.r.aristov писал(а):Source of the post Основная цель - прикинуть, как эффективнее всего затормозить маховик, чтобы большая часть его энергии передалась сфере.
Давайте рассуждать так, вот есть ротор и есть статор. С ротором связан маховик, это значит, что мы просто увеличили момент инерции ротора. Со статором связана сфера, тоже имеющая некоторый момент инерции. Можно просто говорить о роторе и статоре, имея в виду что их моменты инерции мы можем произвольно задавать.
Сначала не будем закреплять статор. Пусть двигатель висит в невесомости. Вот включили двигатель, между ротором и статором возник механический момент силы. Он закручивает ротор в одну сторону, а статор в противоположную. Момент количества движения (кинетический момент или момент импульса) который преобретут ротор и статор будут равны по модулю, но противоположны по направлению. Суммарный кинетический момент системы не изменится.
Теперь об энергии. Кинетическая энергия ротора (или статора) пропорциональна квадрату угловой скорости, поэтому кинетическая энергия будет выше у того тела, момент инерции которого меньше, а угловая скорость больше. Когда эту систему разогнали до нужной скорости, то вся механическая энергия двигателя превратилась в кинетическую энергию вращения статора и ротора. Естественно, электрической энергии было затрачено больше, с учётом КПД.
Теперь существенное. Как бы вы ни тормозили вращение, ротор и статор остановятся одновременно. Энергия, полученная при торможении будет в точности равна сумме кинетических энергий статора и ротора. В тормозных колодках она будет получена в виде тепла при трении, в резисторе в виде джоулевого тепла, при ударе об упор эта энергия пойдёт на деформацию (возможно разрушение), на колебания звук и т.п. Важно то, что при торможении кинетическая энергия вернётся, и не будет никак зависеть от способа торможения. Это следует из закона сохранения энергии.
Если вы статор закрепите, то это будет означать, что момент инерции статора стал равен моменту инерции Земли. Добавкой угловой скорости Земли от момента двигателя, естественно можно пренебречь, и вся кинетическая энергия двигателя будет сосредоточена во вращающемся роторе.