К вопросу о работе силы трения

[мат-ламер]

Алешкевич и др. "Курс общей физики. Механика" . Лекция 5. Работа силы. Допустим, что частица массы $m$ под действием силы $F$ ...

-- Пт ноя 03, 2023 18:50:04 --

EUgeneUS в сообщении #1615874 писал(а):

В СО дороги в точке контакта покоится и дорога, и точка на колесе, контактирующая с ней.
И сила трения НИКАКОЙ работы не совершает.

Дайте пожалуйста определение работы силы трения для вашего цитируемого случая.

-- Пт ноя 03, 2023 18:52:36 --

EUgeneUS в сообщении #1615914 писал(а):

мат-ламер
И что?
Вы собирались разобраться с определением работы.
И опять какие-то обрывки цитат.

Вы пишете, что в вашем понимании работа силы трения равна нулю. Я хочу понять, что такое работа силы трения в вашем понимании. Если не затруднит, приведите пожалуйста определение.

Обрывки цитат мне понадобились, чтобы понять, что вообще люди понимают под работой силы.

[realeugene]

мат-ламер в сообщении #1615918 писал(а):

Допустим, что частица массы $m$ под действием силы $F$ ...

Учтите, что когда колесо катится, то сила трения прикладывается в разные моменты времени к разным точкам. Да и не к точкам вообще, так как колесо сминается, пятно контакта неточечное и так далее. Вопрос в том, какой предельный переход к понятию приложенной в точке силы правильный, чтобы посчитать работу? В физике правильно то, что даёт правильный расчёт. Тут правильный предельный переход следующий: сила действует на одну точку колеса в течение малого времени $\Delta t$, эта точка неподвижна и сила трения работу не совершает. В следующем интервале $\Delta t$ сила трения приложена к другой неподвижной точке, и работу она опять не совершает. В пределе нулевых интервалов времени сила трения постоянно прикладывается к различным точкам, и работу суммарно не совершает.

[мат-ламер]

Пока EUgeneUS напишет определение работы силы трения в его понимании, я напишу определение в своём понимании. Итак, что нам известно.
1. У нас есть автомобиль.
2. Он разгоняется.
3. На него действуют внешние силы.
4. Вертикальные составляющие сил рассматривать не будем. Они уравновешиваются.
5. Силу сопротивления воздуха рассматривать пока не будем.
6. На автомобиль действует некая горизонтальная результирующая сила.
7. Как мы назовём эту силу, пока неважно. Предлагаю для простоты (и сокращения письма далее) назвать её силой трения. Если есть возражения - принимаются. Предложите своё название.
8. Кулон, рассматривая движение по инерции телеги на колёсах, предложил для горизонтальной составляющей силы, которая действует на телегу, название "трение качения". Подходит ли это название для нашего случая, не знаю. Думаю, что подходит. Возражения принимаются.
9. Под действием силы трения автомобиль приобретает некоторый импульс $p$ и скорость $v$ .
10. Эта скорость однозначно определяет кинетическую энергию автомобиля $E=mv^2\slash 2$ .
11. Эта кинетическая энергия однозначно определяется работой внешней силы, которая действует на автомобиль. Той самой силы, которую мы в пункте 7 условно назвали пока силой трения.
12. Никакие внутренние силы не могут подействовать на импульс автомобиля, следовательно на величину его скорости, следовательно на величину его кинетической энергии.

По каждому пункту с интересом приму возражения.

-- Пт ноя 03, 2023 19:13:26 --

realeugene в сообщении #1615928 писал(а):

Учтите, что когда колесо катится, то сила трения прикладывается в разные моменты времени к разным точкам.

Давайте пока не будем углубляться в детали. Я тут расписал все мои нынешние понятия по пунктам. Если у вас по какому-нибудь пункту есть возражения, с удовольствием выслушаю.

[realeugene]

мат-ламер в сообщении #1615929 писал(а):

название "трение качения". Подходит ли это название для нашего случая, не знаю. Думаю, что подходит.

Трение качения - это другое трение из другой области, им тут нужно пренебречь и туда пока не закапываться. В данном случае нужно рассматривать силу трения покоя, считая трение качения нулевым.

-- 03.11.2023, 18:16 --

мат-ламер в сообщении #1615929 писал(а):

Эта кинетическая энергия однозначно определяется работой внешней силы, которая действует на автомобиль.

Не понятен термин "определяется". Она функция импульса автомобиля. В баллансе энергии автомобиля она берётся от тепла сгорания бензина.

Или представьте, что у вас не автомобиль, а трамвай. Энергию для разгона он получает по проводам, а импульс - от рельс. Они связаны уравнениями механики. Связи уравнениями не являются причинно-следственными, это просто ограничения на возможную динамику системы.

[мат-ламер]

realeugene в сообщении #1615930 писал(а):

В данном случае нужно рассматривать силу трения покоя, считая трение качения нулевым.

Насчёт того, что тут нужно "рассматривать", я не спрашиваю. В данном пункте я написал, как данную силу обозвал Кулон.

[realeugene]

мат-ламер в сообщении #1615932 писал(а):

В данном пункте я написал, как данную силу обозвал Кулон.

А я вам написал, что вы заблуждаетесь. У вас пробелы в школьной физике.

"Элементарный учебник физики" Ландсберга в данной ситуации полезнее, чем университетские учебники физики.

[мат-ламер]

мат-ламер в сообщении #1615929 писал(а):

11. Эта кинетическая энергия однозначно определяется работой внешней силы, которая действует на автомобиль.

realeugene в сообщении #1615930 писал(а):

Не понятен термин "определяется".

Поясню свой пункт 11. Его можно читать так:

Цитата:

11. Эта кинетическая энергия равна работе внешней силы, которая действует на автомобиль.

-- Пт ноя 03, 2023 19:24:19 --

realeugene в сообщении #1615933 писал(а):

А я вам написал, что вы заблуждаетесь. У вас пробелы в школьной физике.

"Элементарный учебник физики" Ландсберга в данной ситуации полезнее, чем университетские учебники физики.

Все ваши замечания с интересом принимаются. Я буду над ними думать.

[realeugene]

мат-ламер в сообщении #1615934 писал(а):

Эта кинетическая энергия равна работе внешней силы, которая действует на автомобиль.

Нет.

[мат-ламер]

realeugene в сообщении #1615933 писал(а):

А я вам написал, что вы заблуждаетесь. У вас пробелы в школьной физике.

Кулон рассматривал не эту силу? Он её не так назвал? Кулон не рассматривал эксперименты с катящейся по инерции телегой? В чём я заблуждаюсь?

-- Пт ноя 03, 2023 19:27:41 --

realeugene в сообщении #1615935 писал(а):

мат-ламер в сообщении #1615934 писал(а):

Эта кинетическая энергия равна работе внешней силы, которая действует на автомобиль.

Нет.

Великолепно. Есть над чем подумать. А вы бы не смогли как-то аргументировать своё категоричное "нет"?

[sergey zhukov]

мат-ламер в сообщении #1615929 писал(а):

12. Никакие внутренние силы не могут подействовать на импульс автомобиля, следовательно на величину его скорости, следовательно на величину его кинетической энергии

Так ведь выше уже отмечали, что никакие внутренние силы не могут изменить импульс (это да), но внутренние силы могут совершать работу и увеличивать тем самым кинетическую энергию тела. Просто работает другая сила, не та, что в точке контакта колеса с поверхностью.

Определение работы силы ведь очень простое: нужно взять только ту точку колеса, к которой эта сила приложена, и рассматривать только ее (этой точки) перемещение. Про все остальное нужно забыть. Есть только одна точка, сила в ней и перемещение этой точки.

[realeugene]

мат-ламер в сообщении #1615936 писал(а):

Кулон рассматривал не эту силу? Он её не так назвал? Кулон не рассматривал эксперименты с катящейся по инерции телегой? В чём я заблуждаюсь?

Трение качения - это другой физический эффект, ответственный за момент пары сил и связанные с ним потери механической энергии при качении, которым в случае рассматриваемого разгона можно пренебречь. Вас вводят в заблуждение слова "трение" и "качение".

-- 03.11.2023, 18:30 --

мат-ламер в сообщении #1615936 писал(а):

А вы бы не смогли как-то аргументировать своё категоричное "нет"?

Диплом инженера-физика как аргумент вас устроит?

[EUgeneUS]

мат-ламер в сообщении #1615918 писал(а):

Дайте пожалуйста определение работы силы трения для вашего цитируемого случая.

ОМГ!
Работа силы трения определяется, как любой другой силы: $A = \vec{F} \vec{s}$
В данном конкретном случае $\vec{s} = \vec{0}$, а значит $A=0$.

[мат-ламер]

realeugene в сообщении #1615939 писал(а):

Диплом инженера-физика как аргумент вас устроит?

Нет. Хотелось хоть какую-то минимальную аргументацию.

[EUgeneUS]

мат-ламер в сообщении #1615943 писал(а):

Нет. Хотелось хоть какую-то минимальную аргументацию.

Аргументация приводилась выше где-то на первых двух страницах темы. Называется теорема о кинетической энергии.

[realeugene]

мат-ламер в сообщении #1615943 писал(а):

Нет. Хотелось хоть какую-то минимальную аргументацию

Приймите это как факт, что ваше собственное утверждение ошибочное. Попробуйте его обосновать и найти таким образом дырку в своём обосновании. Подумайте над примером с трамваем. Куда девается энергия, получаемая им по проводам?