Действие рычага

[lipbs2]

Исходные данные для мысленного эксперимента:
Заведомо тяжелое, но короткое плечо и соответственно очень длинное легкое. Такое всегда можно осуществить.
Вся эта конструкция в покое. Вопрос такой: почему груз на легком плече не опускается. Если вы хотите мне ответить, что мешает плечо, то я возражу: ведь если снять груз на тяжелом плече, то плечо на легком не будет препятствовать опусканиюМ. Отсюда я делаю вывод: груз на легком плече удерживается на верху алгебраической суммой двух усилий (это легко показать экспериментально).
На термине усилие я не настаиваю, готов принять вашу формулировку.
Мое видение проблемы такое
Грузу на тяжелом плече противодействует равная ему сила, которая приводя в возбуждение атомы тяжелого плеча ( наверно лучше употреблять домены тяжелого плеча (по аналогии с объяснением магнетизма)) распространяется до точки опоры, где встречается с такой же, но легкого плеча. Проблема в том, что возбуждение доменов равно той самой силе на тяжелом плече и все эти усилия суммируются. Именно это мне непонятно. Более понятно было бы передача усилия от тгруза на тяжелом плече на точку опоры.
Думаю, не случайно в физике введены как самостоятельные понятия момент силы и др. моменты, а я дерзнул задать вам вопрос почему.

[Aritaborian]

Слышь, Бивис, он дерзнул, а! А своему учителю физики вам слабо (было) дерзнуть задать вопрос?

[ura_sim]

Cos(x-pi/2) в сообщении #950432 писал(а):

Но почему же "твёрдое тело" - твёрдое?

Альтернатива: Сейчас даже вакуум гипотетично флуктуациями наделили . Атомы одного элемента идентичны. Следовательно орбиты и частоты вращения его электронов, их количество одинаковы. Тогда вероятность столкновения электронов больше, чем больше элемент этих электронов мает. Столкновение приводит к нарушению орбит и обмену электронов между атомами, что создаёт "эффект" связки. Отсюда, чем вещество тела имеет большую молярную массу (плотнее), тем "связка" твёрже.

[fortyyeti]

Xey
Почему сила действует в любом сечении рычага? Пусть сила действует на один левый верхний атом, тогда перемещая сечение от левого края до закрепления в стене будет увеличиваться изгибающий момент за счет увеличивающего плеча силы. Т.е рассматривая сечение в каждый момент времени (перемещаясь слева направо) мы увидим все сильнее и сильнее увеличивающиеся напряжения сжатия в горизонтальных нижних связях и растяжения в горизонтальных верхних.
Но как происходит суммирование этих напряжений?
Почему, например, если я возьму лом и начну растягивать его, при этом рассматривая каждое сечение от конца, где приложена сила, до начала( места закрепления) напряжения растяжения будут одинаковыми во всех сечениях ( сила соосна оси рычага). Ведь в этом случае не важно какой длины лом, если сечение его постоянно то и напряжения одинаковы во всех сечениях.

[Xey]

fortyyeti в сообщении #1108733 писал(а):

Xey
Но как происходит суммирование этих напряжений?
.

Я представляю горизонтальный рычаг в виде шарнирных квадратов с дающей жесткость диагональю. Вертикальная сила , приложенная к свободному концу, действует вдоль этой диагонали и преобразуется в растяжение наверху и сжатие внизу. Эта вертикальная сила действует в каждом квадрате, и в каждом она создаёт растяжение и сжатие, которые суммируются

В случае горизонтально направленной силы, диагонали не работают. Сила передаётся горизонтальными сторонами квадратов.

-- Вс мар 27, 2016 17:02:23 --

fortyyeti в сообщении #1108733 писал(а):

Xey
Но как происходит суммирование этих напряжений?
.

Я представляю горизонтальный рычаг в виде шарнирных квадратов с дающей жесткость диагональю. Вертикальная сила , приложенная к свободному концу, действует вдоль этой диагонали и преобразуется в растяжение наверху и сжатие внизу. Эта вертикальная сила действует в каждом квадрате, и в каждом она создаёт растяжение и сжатие, которые суммируются

В случае горизонтально направленной силы, диагонали не работают. Сила передаётся горизонтальными сторонами квадратов.

[Floating point]

"груз, груз, вес, тяжелый, легкий".... мммм, чот все это не про то!

Господа, а если взять 2 шестеренки, одну маленькую, другую побольше - тут так же будет, как уже сказали выше, "крутящий момент", и определенное "передаточное число". Можно сказать, конечно, что каждый зубчик шестерни в данном случае - обособленный "минирычаг", но дело в том, что схема то работает и с гладкими шестеренками, соединенными резиновым ремнем. Как в таком случае объясняется? Тоже попытка деформации диска? А ремень то резиновый, мягкий....(ну правда что оси, вокруг которой вращается шестерни - твердые, но это не принципиально, оси не взаимодействуют между собой (имеется ввиду, что это не кусок одного твердого вещества, а разные тела, да и вообще можно и без осей обойтись))

Вообще что-то нескладушки какие-то в данном примере: рычаг есть? есть. дополнительное усилие в угоду пути появляется? появляется. вес шестеренок тут не при чем? абсолютно не при чем. шестеренки могут быть частями разных конструкций, не связанных друг с другом межатомными связями? - могут. Так в чем подвох?

[Floating point]

Denis Russkih в сообщении #950140 писал(а):

Рычаги отлично работают и в невесомости. :)

видимо, на этом научная мысль остановилась....

[Denis Russkih]

Floating point в сообщении #1113175 писал(а):

Тоже попытка деформации диска? А ремень то резиновый, мягкий....

Ну и что? По-вашему, мягкий ремень не может попытаться деформировать жёсткий вал, воздействуя на него трением? :)

[Floating point]

Denis Russkih в сообщении #1113257 писал(а):

По-вашему, мягкий ремень не может попытаться деформировать жёсткий вал, воздействуя на него трением? :)

По-вашему предыдущему утверждению работа рычага происходит из закона сохранения энергии. Тогда какие такие дополнительные силы заставляют мягкий ремень натягиваться и действовать на вал трением? особенно в невесомости (без ускоренного движения). Какие такие силы заставляют точку опоры, на которую опирается лом, сопротивляться воздействию силы на плечо рычага? Ойли только межатомные?

[rustot]

Floating point в сообщении #1113259 писал(а):

По-вашему предыдущему утверждению работа рычага происходит из закона сохранения энергии.

Работа рычага происходит из за законов ньютона. Если все частицы какого то тела попарно взаимодействуют по третьему закону ньютона, то какую бы хитрую комбинацию частиц и сил между ними ни представляло бы собой "тело" и как бы они ни менялись со временем в результате каких либо деформаций, можно показать, пользуясь только законами ньютона, что суммарная величина $\sum \vec{r_i}\times\vec{p_i}$ для всех этих частиц не зависит от внутренних попарных сил между частицами тела, а от сил $\vec{F_i}$ приложенных к каждой частице тела извне зависит как $\frac{d}{dt}(\sum \vec{r_i}\times\vec{p_i}) = \sum \vec{r_i} \times\vec{F_i}$

При этом координаты частиц $\vec{r_i}$ все равно относительно чего отсчитывать, совсем необязательно относительно начала координат или относительно какой то ярко выраженной "оси вращения", хоть относительно чего отсчитывай и все равно, величины будут меняться, но это соотношение между ними остается в силе

Если мы знаем что какая то подгруппа сил приложила к телу величину $\sum \vec{r_i}\times\vec{F_i}$ то можем не рассматривая силы между частицами тела вообще из одного только факта что тело остается неподвижными или движущимся с сохранением величины $\sum \vec{r_i}\times\vec{p_i}$ мы можем уверенно назвать какую величину $\sum \vec{r_i}\times\vec{F_{2i}} = -\sum\vec{r_i}\times\vec{F_i}$ формируют остальная неизвестная нам подгруппа внешних сил, действующих на частицы тела извне.

[Floating point]

rustot в сообщении #1113301 писал(а):

формируют остальная неизвестная нам подгруппа внешних сил

почему неизвестная? Ньютону известна была, например, а вот тем, у кого рычаги в невесомости работают - сомневаюсь....

[rustot]

Floating point в сообщении #1113339 писал(а):

почему неизвестная? Ньютону известна была, например, а вот тем, у кого рычаги в невесомости работают - сомневаюсь.

Вам она изначально неизвестна, но вы ее находите из другой известной. При этом не имея никакой информации о внутренних силах, поскольку по законам ньютона они повлиять на это не могут

Допустим у вас есть черный ящик, с двух сторон из которого выходят валы. Внутреннего устройства ящика вы вообще не знаете, то ли это вообще один вал насквозь торчит, то ли там внутри сложная система, шестеренок, пружинок и даже электродвигателей со своими аккамуляторами, вообще ничего не знаете. Но если вы знаете момент сил приложенный извне к одному валу и момент сил приложенный извне к корпусу то вы знаете момент сил приложенный к другому валу при единственном дополнительном условии что вся эта система стационарна, внутри не меняется момент импульса (например гироскоп не раскручивается) либо вы знаете о том как именно он меняется

То есть допустим коробка передач не "усиливает" момент сил приложенный к входному валу, а просто складывает этот момент с моментом сил, приложенных к корпусу коробки передач. По настоящему "усилить" она может только за счет изменения собственного момента импульса, то есть если внутри нее задействовать ускоряющийся маховик

[Floating point]

rustot в сообщении #1113343 писал(а):

То есть допустим коробка передач не "усиливает" момент сил приложенный к входному валу, а просто складывает этот момент с моментом сил, приложенных к корпусу коробки передач

Именно это я и имел ввиду, вы лучше объяснили. А теперь представьте такую коробку, которая усиливает, но без всяких складываний с силами, приложенных к корпусу, только за счет межатомных сил - а именно такую коробку нам тут и подсовывали, объясняя откуда у рычага "дополнительная сила" берётся. Ускоряющийся маховик то тоже сам по себе ускоряться не будет, а в случае с ломом у нас уже итак есть ускорение, просто поверхность не дает точке опоры для лома двигаться ускоренно. Ну, или я тупой просто...

[rustot]

Floating point в сообщении #1113349 писал(а):

А теперь представьте такую коробку, которая усиливает, но без всяких складываний с силами, приложенных к корпусу, только за счет межатомных сил

а это невозможно по законам ньютона в приложении к внутренним силам, я же именно это и объяснял.

Floating point в сообщении #1113349 писал(а):

а именно такую коробку нам тут и подсовывали, объясняя откуда у рычага "дополнительная сила"

не путайте силу и момент сил, сила то как раз увеличилась, а момент сил $\vec{r}\times\vec{F}$ остался прежним, плечо то уменьшилось. сумма ВСЕХ сил приложенных к палке извне осталась нулевой коли она остается неускоренной, но одни из них увеличиваются за счет изменения других

[Floating point]

rustot хорошо. тогда первая картинка рычаг в невесомости, движение инерциальное. работает рычаг?




вторая, рычаг на Земле: