Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?

[zvm]

Vladimir-80 в сообщении #1425651 писал(а):

zvm в сообщении #1425559 писал(а):

Достаточно школьного учебника.

Маловато будет. На его основе я и представил себе исчезающе малую работу силы трения покоя.

Разве в школьном учебнике не говорится, что работа есть величина относительная, зависит от используемой системы отсчёта? Ну, может и не говорится, давно это было.
Но это просто самостоятельно додумать. Работа - это скалярное произведение векторов силы и перемещения. Сила от выбора системы отсчёта не зависит (надеюсь, мы в классической механике). А перемещение очень даже зависит.

[zvm]

wrest в сообщении #1425673 писал(а):

Говорю же, начать лучше с телеги и лошади.

С телегой и лошадью всё понятно. Разгоняет телегу (сообщает ей импульс и кинетическую энергию) сила упругости ремешков, которые соединяют хомут и оглобли.
С автомобилем интереснее. Импульс автомобиля увеличивает сила трения покоя в пятне контакта протектора ведущих колёс и дорожного покрытия. Но работы эта сила не совершает. Тем не менее, кинетическая энергия автомобиля увеличивается. Так работа какой же силы это делает? Согласно теореме об изменении кинетической энергии, "Изменение кинетической энергии системы равно работе всех внутренних и внешних сил, действующих на тела системы" ([url]https://ru.wikipedia.org/wiki/Теорема_о_кинетической_энергии_системы[/url]).
Внешние силы не могут увеличить кинетическую энергию (мы же не рассматриваем движение автомобиля на буксире или съезжание его с горки?). Остаются внутренние. Моё мнение - это сила давления продуктов сгорания топливно-воздушной смеси на поверхность поршня. А ваше мнение какое?

[EUgeneUS]

zvm в сообщении #1425689 писал(а):

Внешние силы не могут увеличить кинетическую энергию (мы же не рассматриваем движение автомобиля на буксире или съезжание его с горки?).

Могут. Смотря откуда смотреть.
С точки зрения водителя (в сопутствующей ИСО) точка приложения силы трения вполне себе движется, а значит сила трения совершает ненулевую работу.

Кстати, была относительно недавно такая тема: Направление силы трения.

[realeugene]

Нельзя рассуждать о потоке энергии, не определив сначала границы системы, через которые этот поток энергии рассматривается.

[zvm]

EUgeneUS в сообщении #1425692 писал(а):

zvm в сообщении #1425689 писал(а):

Внешние силы не могут увеличить кинетическую энергию (мы же не рассматриваем движение автомобиля на буксире или съезжание его с горки?).

Могут. Смотря откуда смотреть.
С точки зрения водителя (в сопутствующей ИСО) точка приложения силы трения вполне себе движется, а значит сила трения совершает ненулевую работу.

Естественно, смотрим со стороны, система отсчёта привязана к дороге (ну очевидно же!).
Ну а с точки зрения водителя кинетическая энергия автомобиля не изменяется (всё время ноль). Теперь расскажите, на что идёт работа силы трения покоя ведущего колеса об асфальт в этом случае.

[EUgeneUS]

zvm в сообщении #1425701 писал(а):

Ну а с точки зрения водителя кинетическая энергия автомобиля не изменяется (всё время ноль). Теперь расскажите, на что идёт работа силы трения покоя ведущего колеса об асфальт в этом случае.

рассказываю:

EUgeneUS в сообщении #1425692 писал(а):

С точки зрения водителя (в сопутствующей ИСО)

-- 13.11.2019, 14:44 --

realeugene в сообщении #1425699 писал(а):

Нельзя рассуждать о потоке энергии, не определив сначала границы системы, через которые этот поток энергии рассматривается.

Границы просты - замкнутая поверхность, во внутренней области которой находится автомобиль.
Колеса лежат внутри, дорога - снаружи.

[wrest]

zvm в сообщении #1425689 писал(а):

Остаются внутренние. Моё мнение - это сила давления продуктов сгорания топливно-воздушной смеси на поверхность поршня.

Ну там внутри много чего происходит. Кислород окисляет топливо (нагревая себя, топливо и воздух), газы от нагревания расширяются и давят на поршень, поршень давит на шатун, шатун давит на коленвал и т.д. и т.п. По ходу дела трение постепенно уменьшает полезность проделанной газами работы, бесполезно нагревая детали автомобиля. Конечный пункт в этой истории -- пятно контакта. Если сделать трение покоя равным нулю, а значит и силу трения покоя тоже равной нулю, автомобиль никуда не поедет.

zvm в сообщении #1425689 писал(а):

С телегой и лошадью всё понятно. Разгоняет телегу (сообщает ей импульс и кинетическую энергию) сила упругости ремешков, которые соединяют хомут и оглобли.

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. Это ли имел в виду Мякишев, написав обратное в статье в Кванте, не знаю, но у него там совершился переход из одних терминов "сила совершает работу" к другим "изменение кинетической энергии системы происходит за счет ее внутренней энергии" и стало непонятно какая сила какую работу совершает.

[realeugene]

wrest в сообщении #1425721 писал(а):

так что тут выходит, что вот эта сила и совершает работу по увеличению кин. энергии автомобиля.

Нет, это неверно. Работа - эта энергетическая величина. Через поверхность дороги автомобилю передаётся импульс, но не энергия. То, что пятно контакта перемещается, не важно, так как границу между автомобилем и дорогой можно провести по неподвижному верхнему краю дороги.

При этом, в системе отсчёта равномерно едущего автомобиля сопротивление воздуха энергию от автомобиля не отбирает, а сжигаемый бензин расходуется только для того, чтобы толкать колёсами дорогу назад.

[wrest]

realeugene в сообщении #1425726 писал(а):

так как границу между автомобилем и дорогой можно провести по неподвижному верхнему краю дороги.

Нельзя, т.к. в этой системе тел (автомобиль+верхний край дороги) одна внутренняя энергия системы (химическая) переходит в другую внутреннюю же (движения автомобиля относительно верхнего края дороги). Напомню, что верхнему краю дороги мы должны приписать всю массу Земли, т.к. именно так этот край себя и ведёт: автомобиль на него давит, а он почти не ускоряется.

[realeugene]

wrest в сообщении #1425728 писал(а):

т.к. в этой системе тел (автомобиль+верхний край дороги) одна внутренняя энергия системы (химическая) переходит в другую внутреннюю же (движения автомобиля относительно верхнего края дороги).

Внутренняя энергия топлива переходит в кинетическую энергию автомобиля при его разгоне. Так есть.

[wrest]

realeugene в сообщении #1425730 писал(а):

Внутренняя энергия топлива переходит в кинетическую энергию автомобиля. Так есть.

Если вы в систему включили дорогу (даже хотя бы верхний край), то: автомобиль едет вперед а дорога назад, импульс-то должен сохраниться... И это движение -- часть внутренней энергии системы автомобиль-дорога.
Но если вы хотите разделить ещё как-то (в одну систему выделить топливо а в другую автомобиль), то да, давление топлива на поршень разгоняет автомобиль, а давление стенок бензобака автомобиля на топливо разгоняет топливо.

[realeugene]

wrest в сообщении #1425733 писал(а):

Если вы в систему включили дорогу (даже хотя бы верхний край)

Нет, если граница проведена по верхнему краю, то дорога находится под границей и к автомобилю не относится. С другой стороны, это не важно, так как в ИСО Земли все части дороги неподвижны, и границу можно провести на глубине двух метров.
Импульс и энергия в ньютоновской механике - различные понятия. В СТО они объединяются преобразованиями Лоренца при переходах между системами отсчёта.

[wrest]

realeugene в сообщении #1425737 писал(а):

Нет, если граница проведена по верхнему краю, то дорога находится под границей и к автомобилю не относится.

А, ну это другое дело. Тогда сила трения покоя дорога-колесо является внешней для автомобиля, точка приложения силы двигается, работа совершается.

[realeugene]

wrest в сообщении #1425738 писал(а):

точка приложения силы двигается, работа совершается.

Нет, вы не умеете считать работу. Точка контакта колеса с дорогой неподвижна. Перемещается солнечный зайчик.

[wrest]

realeugene в сообщении #1425739 писал(а):

Точка контакта колеса с дорогой неподвижна.

Не точка контакта, а точка приложения силы. Она - очевидно подвижна, т.к. её положение на дороге непрерывно изменяется с течением времени.