К вопросу о работе силы трения

[EUgeneUS]

мат-ламер в сообщении #1616660 писал(а):

Что-то не так в моём ответе?

"Не так" даже в ответе, а в подходе.
1. Вы должны понять и принять простой факт - участники, которые Вам пытаются помочь в теме, понимают и имеют опыт гораздо больше, чем Вы.
2. И Вы
а) должны следовать их советам и рекомендациям.
б) если слова участников вступают в противоречие с Вашими представлениями, то Вы должны искать ошибки в Ваших представлениях. А не пытаться подружить ежа с ужом.
3. Физика это не бла-бла, а математические модели. Длинные тексты без единой формулы - это что-то из области философии и самопознания, а не физики.

Насколько понимаю, это стандартные нормы поведения топик-стартера в ПРР(Ф), которых Вы, почему-то, не придерживаетесь. Потому и не лечится.

[мат-ламер]

wrest
Подождите несколько минут. надо найти свои расчёты.

[amon]

мат-ламер в сообщении #1616660 писал(а):

Что-то не так в моём ответе?

В задаче с пробиркой и мухой можно рассматривать (в некоторых предположениях, не оговоренных в условии задачи) пробирку и муху как материальные точки, но всю систему (пробирка+муха) как материальную точку рассматривать нельзя. Если мухе вдруг придет в голову просто крутиться вокруг какой-то оси, то тоже нельзя. Кроме того, на протяжении 16 страниц Вы не написали ни одной формулы и не привели ни одного рисунка, ограничиваясь философскими рассуждениями, что говорит о том, что у Вас имеются, видимо, непреодолимые трудности с "математизацией" этих рассуждений, а без такой "математизации" о физике рассуждать бессмысленно.

[мат-ламер]

EUgeneUS в сообщении #1616668 писал(а):

"Не так" даже в ответе, а в подходе.

У вас лично есть претензии к моему подходу к решению задачи о мухе и пробирке?

Может у кого ещё есть претензии? Выслушаю с интересом.

-- Вт ноя 07, 2023 19:04:05 --

amon в сообщении #1616671 писал(а):

Вы не написали ни одной формулы и не привели ни одного рисунка, ограничиваясь философскими рассуждениями, что говорит о том, что у Вас имеются, видимо, непреодолимые трудности с "математизацией" этих рассуждений, а без такой "математизации" о физике рассуждать бессмысленно.

Замечание принял. Скоро будут и фоормулы и конкретные решения конкретных задач.

-- Вт ноя 07, 2023 19:05:20 --

amon в сообщении #1616671 писал(а):

В задаче с пробиркой и мухой можно рассматривать (в некоторых предположениях, не оговоренных в условии задачи) пробирку и муху как материальные точки, но всю систему (пробирка+муха) как материальную точку рассматривать нельзя. Если мухе вдруг придет в голову просто крутиться вокруг какой-то оси, то тоже нельзя.

Ваши замечания понял. Большое спасибо! Отвечу чуть позже.

-- Вт ноя 07, 2023 19:28:58 --

wrest в сообщении #1616667 писал(а):

У меня что-то не очень совпадает Как вы пересчитывали в СИ лошадиные силы и чему приняли равным ускорение силы тяжести?

Мощность мотора у меня получилась $736 \cdot 400 = 294400$ ватт. Мощность, необходимая сугубо для подъёма в гору равна $7500 \cdot 9.8 \cdot \sin (\pi \slash 9) \cdot 10 = 251385$ ватт. Отсюда мощность трения, которая нам противодействует, равна разности этих мощностей и равна $43015$ ватт. Учитывая скорость нашего движения, получаем, что сила трения качения равна примерно $4300$ ньютонов.

[мат-ламер]

amon в сообщении #1616671 писал(а):

В задаче с пробиркой и мухой можно рассматривать (в некоторых предположениях, не оговоренных в условии задачи) пробирку и муху как материальные точки, но всю систему (пробирка+муха) как материальную точку рассматривать нельзя. Если мухе вдруг придет в голову просто крутиться вокруг какой-то оси, то тоже нельзя.

Эта задача 4.25 из сборника задач Овчинкина. Уточню условие. Масса мухи и масса пробирки равны. Высота пробирки равна расстоянию от дна пробирки до поверхности стола и равна $l$ . Вообще-то тут не точка, а система точек. И муха может двигаться как угодно и может даже крутиться вокруг какой-то оси. Важно её начальное и конечное положение. Нам важно, что центр масс нашей системы будет двигаться как материальная точка. И мы можем нашу систему считать материальной точкой. Центр масс в нашей системе опускается на высоту $l\slash 2$ сугубо под действием силы притяжения Земли . И время его движения находится из уравнения $l\slash 2 = gt^2 \slash 2$ . Отсюда ответ в этой задаче находится по формуле $t= \sqrt{l \slash g}$ .

И что не так в моих рассуждениях?

-- Вт ноя 07, 2023 20:07:24 --

wrest . Я числа для решения задачи о движении автомобиля в гору расписал, как вы просили (в предыдущем посту). Чуть позже выложу пояснение (уже выложил).

-- Вт ноя 07, 2023 20:13:03 --

мат-ламер в сообщении #1616672 писал(а):

Мощность мотора у меня получилась $736 \cdot 400 = 294400$ ватт.

Тут у нас мощность мотора равна $400$ л.с. Считаем, что в одной лошадиной силе $736$ ватт.

-- Вт ноя 07, 2023 20:18:16 --

мат-ламер в сообщении #1616672 писал(а):

Мощность, необходимая сугубо для подъёма в гору равна $7500 \cdot 9.8 \cdot \sin (\pi \slash 9) \cdot 10 = 251385$ ватт.

Здесь $7500$ кг - это масса автомобиля, $9.8$ м/сек^2 - ускорение силы тяжести, $\pi \slash 9$ - угол подъёма горы, $10$ м/сек - скорость подъёма.

[EUgeneUS]

мат-ламер в сообщении #1616681 писал(а):

Эта задача 4.25 из сборника задач Овчинкина. Уточню условие. Масса мухи и масса пробирки равны. Высота пробирки равна расстоянию от дна пробирки до поверхности стола и равна $l$ . Вообще-то тут не точка, а система точек. И муха может двигаться как угодно и может даже крутиться вокруг какой-то оси. Важно её начальное и конечное положение. Нам важно, что центр масс нашей системы будет двигаться как материальная точка. И мы можем нашу систему считать материальной точкой. Центр масс в нашей системе опускается на высоту $l\slash 2$ сугубо под действием силы притяжения Земли . И время его движения находится из уравнения $l\slash 2 = gt^2 \slash 2$ . Отсюда ответ в этой задаче находится по формуле $t= \sqrt{l \slash g}$ .

И что не так в моих рассуждениях?

В этот раз Вам удалось добраться до верного ответа. Но в рассуждениях полное непонимание, что такое материальная точка - выделено шрифтом. Ознакомьтесь с определением. И поймите, что центр масс системы - это НЕ материальная точка. Центр масс системы может, например, лежать вне (твердого) тела. И что же в нём материального?
Да, в некоторых учебниках (откуда это перекочевало в википедию) можно встретить такую "альтернативную" формулировку теоремы о движении центра масс системы:

Цитата:

Сравнивая уравнение (16) с уравнением движения материальной точки [§ 74, формула (2)], придем к другому выражению теоремы: центр масс системы движется как материальная точка, масса которой равна массе всей системы и к которой приложены все внешние силы, действующие на систему.

Это скорее некоторое объяснение и визуализация, но это всё равно не разрешает считать систему материальной точкой.

[wrest]

мат-ламер в сообщении #1616681 писал(а):

Тут у нас мощность мотора равна $400$ л.с. Считаем, что в одной лошадиной силе $736$ ватт.

Да, спасибо. Теперь сошлось. Я почему-то брал 745...

[EUgeneUS]

И ещё.
1. Мы не можем считать эту систему материальной точкой, хотя бы потому, что пробирка сдвинулась на $l$, а центр масс сдвинулся на $l/2$. С материальными точками такого не бывает. Центр масс материальной точки всегда совпадает с этой материальной точкой. И Вы вроде бы это понимаете, и даже используете в ходе решения (!!!), но упорно пишите чушь о том, что "мы можем нашу систему считать материальной точкой".

2. Теорема о движении центра масс верна для любой механической системы. Но это отнюдь не означает, что любую механическую систему можно "считать материальной точкой".

-- 07.11.2023, 19:58 --

и
3. Если даже говорить, что "центр масс движется как материальная точка", то это совсем не означает, что центр масс является материальной точкой, или что "мы можем считать, что центр масс - материальная точка".

[мат-ламер]

EUgeneUS в сообщении #1616687 писал(а):

И поймите, что центр масс системы - это НЕ материальная точка.

Я это очень даже понимаю. Но я того и вообразить не мог и близко к этому ничего такого не писал. У нас есть очень сложная реальная система. Это не твёрдое тело. Муха может двигаться как угодно. Она даже может вращаться вокруг своей оси. В итоге пробирка тоже будет вращаться вокруг своей оси. Она может как угодно двигаться в пробирке туда-сюда по высоте. В итоге закон движения пробирки непредсказуем. Мы не можем даже рассчитать итоговую скорость пробирки. Нас это волнует? Нет. Потому что реальную сложную задачу мы заменяем на свою модель. Наша модель состоит из одной точки. Она вначале находится там, где находится центр масс нашей сложной системы. В принципе, мы можем к нашей сложной системе применять теорему о центре масс. А можем действовать гораздо проще. Мы можем взять нашу модель и посмотреть, как будет двигаться наша точка. Она будет двигаться ровно также, как и в центр масс в исходной сложной задаче.

мат-ламер в сообщении #1616681 писал(а):

И мы можем нашу систему считать материальной точкой.

Это означает, что в нашей модели нашу сложную систему мы рассматриваем как материальную точку. Мы решаем задачу о движении материальной точки. А что нам на самом деле происходит в пробирке, нас мало волнует. И что характерно, решая нашу модельную задачу с материальной точкой, мы получает нужный нам ответ. По-моему, весьма разумный подход.

-- Вт ноя 07, 2023 21:15:25 --

EUgeneUS в сообщении #1616692 писал(а):

Мы не можем считать эту систему материальной точкой, хотя бы потому ...

А я нашу систему ни разу не считаю материальной точкой. Я говорю о том, что для решения нашей задачи я рассматриваю вот такую модель. Она сильно далека от исходной сложной системы. Единственный плюс её, что центр масс нашей модели движется ровно также, как и центр масс в исследуемой системе. Что и позволяет дать правильный ответ.

[EUgeneUS]

мат-ламер в сообщении #1616693 писал(а):

Но я того и вообразить не мог и близко к этому ничего такого не писал

Как же:

мат-ламер в сообщении #1616681 писал(а):

И мы можем нашу систему считать материальной точкой.

мат-ламер в сообщении #1616693 писал(а):

Потому что реальную сложную задачу мы заменяем на свою модель. Наша модель состоит из одной точки

Опять 25 за рыбу деньги. Еще раз перечитайте:

EUgeneUS в сообщении #1616692 писал(а):

Центр масс материальной точки всегда совпадает с этой материальной точкой.

мат-ламер в сообщении #1616693 писал(а):

В принципе, мы можем к нашей сложной системе применять теорему о центре масс. А можем действовать гораздо проще. Мы можем взять нашу модель и посмотреть, как будет двигаться наша точка. Она будет двигаться ровно также, как и в центр масс в исходной сложной задаче.

ОМГ, какая каша.
1. Мы применяем теорему о движении центра масс не "в принципе", а напрямую.
2. Никакого другого способа ("можем действовать гораздо проще") решить эту задачу нет.
Вы пишите кучу не нужных и не верных слов, называя их "действуем проще", а по сути применяете теорему о движении центра масс.

[realeugene]

мат-ламер в сообщении #1616672 писал(а):

получаем, что сила трения качения

Нет, не качения. Но рисунка так и нет, а между тем, решение не соответствует текстовому описанию.

[мат-ламер]

EUgeneUS в сообщении #1616687 писал(а):

центр масс системы движется как материальная точка, масса которой равна массе всей системы и к которой приложены все внешние силы, действующие на систему

EUgeneUS в сообщении #1616687 писал(а):

Это скорее некоторое объяснение и визуализация, но это всё равно не разрешает считать систему материальной точкой.

Это не объяснение и визуализация. Это факт. Следствие второго закона Ньютона. И я не считаю нашу систему материальной точкой. Я считаю материальной точкой мою очень личную модель.

[realeugene]

wrest в сообщении #1616690 писал(а):

Я почему-то брал 745...

Русские лошади слабее.

[wrest]

мат-ламер в сообщении #1616693 писал(а):

Это означает, что в нашей модели нашу сложную систему мы рассматриваем как материальную точку.

Ну только не саму систему, а её центр масс, который в однородном поле силы тяжести совпадает с центром тяжести. Тут небрежность в формулировках просто. А так-то да, во многих задачах где нет внешних сил или есть только однородное силовое поле, центр масс весьма удобная точка.

[мат-ламер]

EUgeneUS в сообщении #1616687 писал(а):

И поймите, что центр масс системы - это НЕ материальная точка.

мат-ламер в сообщении #1616693 писал(а):

Но я того и вообразить не мог и близко к этому ничего такого не писал.

EUgeneUS в сообщении #1616695 писал(а):

Как же:
мат-ламер в сообщении #1616681

писал(а):
И мы можем нашу систему считать материальной точкой.

Это писал. Ой, ну не надо меня так перевирать.

-- Вт ноя 07, 2023 21:27:35 --

wrest в сообщении #1616700 писал(а):

Ну только не саму систему,

Я саму систему не рассматриваю. Она слишком сложна для моего ума. Я говорю конкретно о своей модели, предложенной для решения задачи.

-- Вт ноя 07, 2023 21:35:19 --

realeugene в сообщении #1616697 писал(а):

мат-ламер в сообщении #1616672 писал(а):

получаем, что сила трения качения

Нет, не качения. Но рисунка так и нет, а между тем, решение не соответствует текстовому описанию.

Может и не качения. Я написал, что в этой теме такую силу называли трением качения. Как точно назвать эту силу - давайте разбираться. Может у вас есть своё название. В задачнике эта сила называется просто силой трения. Как правильно дать определение силе трения - я приводил тут цитаты с просьбой пояснить. Никто не отозвался.
Я надеюсь, что текстовое описание сил я изложил крайне просто и понятно. В моём решении вообще никакие силы не фигурируют. Только в конце, исходя из мощности силы трения и скорости движения, деля одно на другое, я нахожу искомую силу трения.

-- Вт ноя 07, 2023 21:41:20 --

EUgeneUS в сообщении #1616695 писал(а):

2. Никакого другого способа ("можем действовать гораздо проще") решить эту задачу нет.

Может и нет. Но у меня он есть. И что характерно, даёт правильный ответ. Может случайно?