2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6  След.
 
 Re: Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?
Сообщение13.11.2019, 17:04 


27/08/16
9426
wrest в сообщении #1425744 писал(а):
Она - очевидно подвижна, т.к. её положение на дороге непрерывно изменяется с течением времени.
И так считать некорректно. Смысл у этой точки такой же, как и у направления взгляда.

 Профиль  
                  
 
 Re: Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?
Сообщение13.11.2019, 17:13 


05/09/16
11467
realeugene в сообщении #1425746 писал(а):
Смысл у этой точки такой же, как и у направления взгляда.
Такой же как у направления взгляда смысл у направления силы. Хотя помойму какое-то жонглирование уже началось словами. Так что я далее, пожалуй, воздержусь, тем более что пошёл оффтоп.

 Профиль  
                  
 
 Re: Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?
Сообщение13.11.2019, 17:30 


27/08/16
9426
wrest в сообщении #1425750 писал(а):
Хотя помойму какое-то жонглирование уже началось словами.

Чтобы не было жонглирования словами, рассмотрите тензор энергии-импульса неподвижной среды в СТО и поток энергии-импульса через неподвижную относительно этой среды площадку. В этом потоке будет нулевой поток энергии при, возможно, ненулевом потоке импульса. Раз границу дороги вещество не пересекает, значит, нет и потока энергии, и работы сил на этой границе.

А вот если провести неподвижную относительно вещества границу в движущемся веществе, то этот поток импульса, преобразовавшись по Лоренцу, даст и поток энергии через границу. Кстати, тренировка на СТО, проверить, что получается обычная работа сил упругости в перемещаемой среде, отвечающая за передачу энергии по ремешку к саням. Я ещё не проверял.

 Профиль  
                  
 
 Re: Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?
Сообщение13.11.2019, 17:54 


05/09/16
11467

(О потоках)

realeugene в сообщении #1425759 писал(а):
В этом потоке будет нулевой поток энергии при, возможно, ненулевом потоке импульса.

Если под потоком импульса вы понимаете сколько "проходит импульса" в единицу времени $\dfrac{p}{t}$ то это и есть сила. Ситуация когда сила есть, а работы нет, самая обычная. Например вы сидите на стуле, и импульс постоянно течет от вас к стулу поток его равен вашему весу, но работы нет, энергия не передаётся, т.к. зад и стул неподвижны.

 Профиль  
                  
 
 Re: Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?
Сообщение13.11.2019, 18:30 


27/08/16
9426
wrest в сообщении #1425766 писал(а):
сколько "проходит импульса" в единицу времени $\dfrac{p}{t}$ то это и есть сила

Ещё на единицу площади, и это есть давление. Да, ситуация самая обычная. А сколько проходит в единицу времени энергии через единичную площадь - это поток энергии. Которые объединены в СТО в 4-вектор потока энергии-импульса. Работы нет, когда зад и стул неподвижны, но если они в движущемся лифте - то работа есть. Идущая, например, на увеличение потенциальной энергии сидящего на стуле зада.

Бывают ситуации, когда ничего не меняется, а есть поток энергии. Известный пример - в перекрещивающихся стационарных электрическом и магнитном полях ненулевой вектор Пойнтинга, т. е. поток энергии. Роторный. Менее известный пример: когда цистерна с водой едет свободно по горизонтальным рельсам, в воде присутствует поток энергии вперёд по ходу движения, и равный поток энергии, направленный назад, течёт через стенки. Если же стенки остановить, то обратный поток обнулится, и получится переносящая энергию своим потоком жидкость в трубе гидросистемы.

Точнее, в стенках движущейся цистерны назад течёт равный компенсационный поток только в линейном приближении. А во втором порядке малости по скорости там уже вылазит кинетическая энергия воды и стенок. Впрочем, по поводу кинетической энергии, возможно, я вру. Нужно расписать, что именно там вылезет, так как поток энергии, связанный с энергией покоя нас не интересует.

 Профиль  
                  
 
 Re: Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?
Сообщение10.12.2019, 13:17 
Заслуженный участник


23/07/08
10626
Crna Gora
wrest в сообщении #1425738 писал(а):
точка приложения силы двигается, работа совершается
Но прямой связи нет. Пример. На поверхности воды большой плот, на плоту мотоцикл. Сначала они неподвижны. Теперь мотоциклист завёл мотоцикл и поехал влево. Плот медленно поплыл вправо. (Всё в системе земли.)

Сила, с которой колёса мотоцикла действуют на плот, направлена вправо. Точка приложения силы смещается влево. Стало быть, работа этой силы над плотом отрицательна? Почему тогда возросла кинетическая энергия плота?

 Профиль  
                  
 
 Re: Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?
Сообщение10.12.2019, 13:25 
Аватара пользователя


11/12/16
13195
уездный город Н
svv в сообщении #1429510 писал(а):
Точка приложения силы смещается влево.

Важно аккуратно различать "точка приложения силы двигается" и "точка приложения силы смещается".
В Вашем примере,
а) точка приложения силы (от колеса к плоту) движется вправо. Так как это точка плота, а он движется вправо.
б) но смещается влево (в каждый момент времени точка приложения силы разная).

а) - отвечает за работу, совершенную силой.
б) - "солнечный зайчик".

UPD: А впрочем ув. wrest на третьей странице именно это и говорили, в том числе и про солнечный зайчик.

 Профиль  
                  
 
 Re: Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?
Сообщение10.12.2019, 13:28 
Заслуженный участник


23/07/08
10626
Crna Gora
Великолепно, но надо, чтобы wrest!

 Профиль  
                  
 
 Re: Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?
Сообщение10.12.2019, 15:09 


05/09/16
11467
svv в сообщении #1429510 писал(а):
Но прямой связи нет.

Речь-то шла о конкретной ситуации разгона автомобиля силами трения покоя колес об асфальт. Там всё сошлось :)

 Профиль  
                  
 
 Re: Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?
Сообщение10.12.2019, 15:59 
Аватара пользователя


07/03/16

3167
wrest в сообщении #1429518 писал(а):
Речь-то шла о конкретной ситуации разгона автомобиля силами трения покоя колес об асфальт.

Некоторые любители трогаются с пробуксовкой. Там тоже в тепло переходит только часть сил трения.

 Профиль  
                  
 
 Re: Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?
Сообщение10.12.2019, 16:14 
Аватара пользователя


11/12/16
13195
уездный город Н
wrest
Есть два понимания "разгона" - а) увеличение (модуля) импульса и б) увеличение кинетической энергии.

Для импульса. Импульс автомобиля увеличивает сила трения колеса об асфальт. В любой СО.
Для кинетической энергии. В СО Земли Земля покоится, а значит покоится точка колеса, контактирующая с Землей, а значит сила трения, приложенная к ней работы, не совершает. В сопутствующей ИСО автомобиля Земля движется, и сила трения работу совершает.

Можно еще такой пример привести:
1. Два одинаковых шарика расталкиваются пружинкой. Импульс системы сохранился, кинетическая энергия увеличилась.
2. Один из шариков абсолютно упруго отразился от стенки, в результате шарики приобрели одинаковую скорость (по величине и направлению). Импульс системы изменился, кинетическая энергия сохранилась.

 Профиль  
                  
 
 Re: Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?
Сообщение10.12.2019, 18:59 


05/09/16
11467
EUgeneUS в сообщении #1429522 писал(а):
. В СО Земли Земля покоится, а значит покоится точка колеса, контактирующая с Землей, а значит сила трения, приложенная к ней работы, не совершает.

Да, так вот и пишет Мякишев в Кванте, ссылка выше в моём посте на 2 странице:
Мякишев Г.Я., Кондрашева Л., Крюков С. Работа сил трения //Квант. — 1991. — № 5. — С. 37-39.

Вопрос же, однако, в том, а какая же тогда сила совершает работу по увеличению кинетической энергии автомобиля?
Мякишев отвечает весьма уклончиво, он не пишет какая сила тут виновата, а переходит от сил к энергиям и употребляет выражение "за счет":
Цитата:
В нашем случае с автомобилем изменение кинетической энергии системы происходит за счет ее внутренней энергии, выделяющейся при сгорании топлива.

То, что химическая энергия топлива и кислорода воздуха переходит к кинетическую энергию автомобиля (то самое "за счет"), это-то и так понятно, непонятно только есть ли тут вообще какая-то работа по разгону автомобиля, и если есть, то какая именно и куда именно приложенная сила её совершает. :)

 Профиль  
                  
 
 Re: Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?
Сообщение10.12.2019, 19:20 
Аватара пользователя


11/12/16
13195
уездный город Н
Согласно третьего закона Ньютона все силы - парные, действия и противодействия.
Очевидно, ненулевую работу может совершать только такая пара сил, для которой точки приложения сил в паре движутся друг относительно друга.

Например, сила, действующая на движушийся относительно цилиндра поршень, в ДВС (парная ей - сила, действующая на неподвижный цилиндр).

 Профиль  
                  
 
 Re: Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?
Сообщение10.12.2019, 19:45 


05/09/16
11467
EUgeneUS в сообщении #1429549 писал(а):
Например, сила, действующая на движушийся относительно цилиндра поршень, в ДВС (парная ей - сила, действующая на неподвижный цилиндр).

Уходите от ответа. Вопрос был про автомобиль. Ну пусть будет самокат, чтобы не вдаваться в химию и термодинамику. Вы ставите ногу на землю, нога неподвижна относительно земли. "За счет этого" самокат едет... вперёд. Какая сила совершает работу по его (разгону системы самокат+самокатчик) разгону?
EUgeneUS в сообщении #1429549 писал(а):
Согласно третьего закона Ньютона все силы - парные, действия и противодействия.
Очевидно, ненулевую работу может совершать только такая пара сил, для которой точки приложения сил в паре движутся друг относительно друга.

Мне кажется, что ровно об этом (парности всех сил в системе) я и писал:
wrest в сообщении #1425721 писал(а):
Да, если мы, по заветам ув. realeugene проведем границу телега-лошадь по ремешкам, то парная третьезаконная сила упругости перестанет быть системно-парной и станет нескомпенсированной внешней (внесистемной) по отношению к системе "телега" силой. То же и с автомобилем: если мы проведем границу по поверхности автомобиля, сила трения покоя колеса-земля станет нескомпенсированной в системе "автомобиль" -- она станет внешней и будет разгонять автомобиль. И точка её приложения со стороны земли перемещается по земле, не является неподвижной, так что тут выходит, что вот эта сила и совершает работу по увеличению кин. энергии автомобиля.

Я бы предложил ещё такой вариант: автомобиль стоит на ручнике, на транспортёре.
Транспортер его разгоняет, а тменно -- сила трения покоя колеса-транспортёр. Есть ли тут принципиальные отличия от саморазгоняющегося авто?
Пусть теперь авто самобеглое электрическое и энергия идёт к нему по проводу, или от солнца, чтобы не привлекать внутреннюю энергию.

 Профиль  
                  
 
 Re: Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?
Сообщение10.12.2019, 19:57 
Аватара пользователя


11/12/16
13195
уездный город Н
wrest в сообщении #1429552 писал(а):
Уходите от ответа.


Нет, не ухожу. Просто для автомобиля с ДВС это единственная пара сил, суммарная работа которых не ноль.

wrest в сообщении #1429552 писал(а):
"За счет этого" самокат едет... вперёд. Какая сила совершает работу по его разгону?

"За счет того", что одна стопа наподвижна (на земле), а вторая (на самокате) движется. Рассмотрите более простой пример - тележка отталкивается пружинкой от неподвижной стены.

-- 10.12.2019, 19:59 --

wrest в сообщении #1429552 писал(а):
Мне кажется, что ровно об этом (парности всех сил в системе) я и писал:

О том, да о другом.
Сила трения между колесом и дорогой, действительно не имеет пары в системе под названием автомобиль. Вот только в СО Земли она работу не совершает, в отличие от силы реакции оглобли для телеги.

-- 10.12.2019, 20:02 --

wrest в сообщении #1429552 писал(а):
Транспортер его разгоняет, а тменно -- сила трения покоя колеса-транспортёр. Есть ли тут принципиальные отличия от саморазгоняющегося авто?

Есть. Точка приложения силы теперь в СО Земли движется, а значит сила совершает работу (в СО Земли, конечно).

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 77 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group