Полная механическая, потенциальная и кинетическая энергия.

[mechanic50]

Здравствуйте.

Даны данные о изменении со временем координаты ${x}_{t}$ и массы ${m}_{t}$ частицы, как рассчитать полную механическую, кинетическую и потенциальную энергию исходя из этих данных ?

Спасибо.

[Pphantom]

1) Частица с изменяющейся массой - это что-то странное...
2) Кинетическую энергию частицы по этим данным (с учетом предыдущего) вычислить можно. Ваши идеи?
3) Потенциальную энергию таким образом получить нельзя. Полную механическую, соответственно, тоже.

[mechanic50]

Цитата:

Кинетическую энергию частицы по этим данным (с учетом предыдущего) вычислить можно. Ваши идеи?

В книге "Основные законы механики" Иродов И.Е. стр 98 кинетическая энергия:

$T=(m{v}^{2})/2$

предполагаю использовать эту формулу.

В той-же книге полная механическая энергия частицы в ПОЛЕ:

$E=T+U$

Это не совсем частица, скорее это центр масс двух частиц, но есть данные только массы только для центра масс а не отдельных частиц.

Еще такой вопрос, никто не подскажет чем отличается кинетическая энергия от потенциальной, "по сути" ? Пытаюсь разобраться и что-то не получается, типа кинетическая энергия это энергия частицы и потенциальная энергия это типа энергия поля или как ???

И все таки, как посчитать кинетическую и потенцильную энергию, можно же как-то ввести промежуточные расчетные величины и получить данные имея только m и x ?

[Munin]

mechanic50 в сообщении #877825 писал(а):

Это не совсем частица, скорее это центр масс двух частиц, но есть данные только массы только для центра масс а не отдельных частиц.

Вы не понимаете, что такое масса, и что такое центр масс? И, какую роль играет центр масс в потенциальной энергии (никакую)?

mechanic50 в сообщении #877825 писал(а):

Еще такой вопрос, никто не подскажет чем отличается кинетическая энергия от потенциальной, "по сути" ?

В школе вам этого не объясняли?

mechanic50 в сообщении #877825 писал(а):

Пытаюсь разобраться и что-то не получается, типа кинетическая энергия это энергия частицы и потенциальная энергия это типа энергия поля или как ???

Кинетическая энергия - это энергия, связанная с тем, как частица движется (с какой скоростью). Потенциальная энергия - это энергия, связанная с тем, где частица находится.

Примеры потенциальной энергии: если частица привязана к пружине, то удаление от точки равновесия приведёт к затратам энергии. Потом, вернувшись в точку равновесия, частица может получить энергию обратно. Если частица движется по вертикали в поле силы тяжести, то подъём вверх приводит к затратам энергии, а спускаясь вниз, частица может получить энергию обратно.

mechanic50 в сообщении #877825 писал(а):

И все таки, как посчитать кинетическую и потенцильную энергию, можно же как-то ввести промежуточные расчетные величины и получить данные имея только m и x ?

Нельзя.

Если у вас есть бутерброд с колбасой, то из этого никак нельзя получить, сколько у вас денег в кармане. Никакие промежуточные расчётные величины здесь не помогут.

[Pphantom]

mechanic50 в сообщении #877825 писал(а):

И все таки, как посчитать кинетическую и потенцильную энергию, можно же как-то ввести промежуточные расчетные величины и получить данные имея только m и x ?

Если у Вас есть данные об изменении координаты со временем, то можно оценить скорость на том или ином участке, соответственно, получить оценку кинетической энергии. С потенциальной - никак, для этого недостаточно данных.

P.S. А в остальном я согласен с Munin - подобные вопросы уместны в 9 классе школы, потом уже как-то поздно...

[mechanic50]

Munin в сообщении #877834 писал(а):

Нельзя.

А как можно ? :) Т.е. какие данные необходимы для расчета $U$ ? Неужели какае-то часть кинетической энергии ( $T$) не содержит потенциальную энергию ?

[Ms-dos4]

mechanic50
Что бы узнать потенциальную энергию, нужно знать систему в которой движется частица. Вы совсем забыли школьный курс физики (в т.ч. и что такое потенциальная энергия)?

[Munin]

mechanic50 в сообщении #877843 писал(а):

Неужели какае-то часть кинетической энергии ( $T$) не содержит потенциальную энергию ?

Никакая часть кинетической энергии не содержит потенциальную энергию. Это как деньги в правом и левом карманах, или в рублях и долларах.

mechanic50 в сообщении #877843 писал(а):

Т.е. какие данные необходимы для расчета $U$ ?

1. Какой вид взаимодействия рассматривается. Их много разных. Некоторые даже не связаны с потенциальной энергией вообще.

Примеры:
- сила упругости (закон Гука) - $U=\dfrac{k(\Delta\ell)^2}{2}$;
- сила тяжести (около Земли) - $U=mgh$;
- сила тяжести (в космосе) - $U=-\dfrac{GMm}{R}$;
- электростатическая сила между двумя зарядами - $U=\dfrac{Qq}{(4\pi\varepsilon_0)\,R}$;
- магнитная сила между постоянными магнитами - $U=\sum\left(\dfrac{\mu_0}{4\pi}\right)\dfrac{Q_m q_m}{R}$;
- сила между двумя химически не связанными нейтральными атомами - $U=\dfrac{A}{R^{12}}-\dfrac{B}{R^6}$;
и так далее.

2. Каковы параметры взаимодействия. Например, электрические заряды $Q$ и $q$ в примере выше.

3. Каково положение частиц. Например, расстояние $R$ или высота $h$ в примерах выше.

-- 21.06.2014 17:16:45 --

Примечание. Если рассматривается одновременно несколько видов взаимодействия, то их потенциальные энергии складываются. В частности, в примере выше, потенциальная энергия взаимодействия между постоянными магнитами складывалась из нескольких отдельных потенциальных энергий взаимодействия между условными магнитными полюсами $U=\left(\dfrac{\mu_0}{4\pi}\right)\dfrac{Q_m q_m}{R}.$

[Sicker]

Может тут нужно учитывать, что сумма кинетической и потенциальной энергии есть константа, полная энергия
И тогда потенциальная энергия будет определена с точностью до константы, как и положено

[DimaM]

Sicker в сообщении #877925 писал(а):

Может тут нужно учитывать, что сумма кинетической и потенциальной энергии есть константа, полная энергия

Из начального сообщения неясно. Скажем, в системе может присутствовать трение.

[Ms-dos4]

Sicker
Тут ничего не известно, ни полная ни потенциальная, причём даже неизвестно, консервативная ли система. Так что всё равно нужно конкретно указать систему.

[Munin]

Sicker в сообщении #877925 писал(а):

Может тут нужно учитывать, что сумма кинетической и потенциальной энергии есть константа, полная энергия

Это не всегда так.

Рассмотрите, например, ракету, взлетающую в космос. Сумма кинетической и потенциальной энергий растёт, за счёт химической энергии топлива.

[Sicker]

ну я, разумеется, имел ввиду консервативную систему

-- 21.06.2014, 19:31 --

те я сделал дополнительное предположение, чтобы вопросы задачи имели смысл

[Munin]

Лучше не делать таких предположений, пока мы не выясним, действительно ли они имели смысл. Пока совершенно непонятно, откуда такие вопросы вообще взялись.

Кстати, ваше предположение смысла вопросам не добавляет.

[mechanic50]

Ms-dos4 в сообщении #877928 писал(а):

Sicker
Тут ничего не известно, ни полная ни потенциальная, причём даже неизвестно, консервативная ли система. Так что всё равно нужно конкретно указать систему.

Все данные которые есть я указал. Физика не может определить систему ? Есть две взаимодействующие на материальную точку силы, одна сила действует вверх, другая вниз, в результате материальная точка меняет координату и массу, масса меняется в процессе действия вышеперичесленных двух сил. На данный момент обсуждения в этой ветке форума выясняется, что кинетическая энергия есть и нормально вычисляется, и что есть или нет потенциальная энергия неизвестно, но, думаю, что она есть и эта потенциальная энергия зависит от изменения координаты каким-то неизвестным образом, т.е. сильно изменилось координата начинается прирост силы вниз, слабо изменилась цена действие сил минимально...