Сила и энергия

[dante21]

Проделаем мысленный эксперимент.
Возьмем старинную водяную мельницу, отсоединим жернов от колеса, а на ось колеса намотаем веревку, к концу которой подвесим груз массой m1. Груз начнет подниматься.
Поток воды обладает кинетической энергией. Часть этой энергии используется колесом и переходит в потенциальную энергию поднимаемого груза. Пока все понятно.
Увеличим груз до m2 таким образом, чтобы подъем прекратился, и система перешла в устойчивое состояние. Вода на колесо льется, но груз не поднимается, ни опускается.
Вопрос: Тратится ли энергия на удержание груза?
Получается, что если нет движения груза, то нет и работы, т.е. затрат энергии. Есть просто баланс сил.
Но если воду перекрыть, груз упадет.
Что-то здесь не так…
Не могу понять что.

[EEater]

dante21 в сообщении #331330 писал(а):

Но если воду перекрыть, груз упадет.

И если перерезать веревку - груз упадет.

dante21 в сообщении #331330 писал(а):

Что-то здесь не так…

Что не так? Энергия потока уходит в тепло.

[dante21]

EEater в сообщении #331336 писал(а):

Что не так? Энергия потока уходит в тепло.

То есть получается, что нет никакой разницы между ситуацией с колесом и грузом лежащим на земле? Поток воды на колесо просто создает опору, а сила опоры не совершает работу?

Я понимаю, что физика объясняет это именно так. Но мне кажется, здесь наука вступает в противоречие со здравым смыслом и с тем, что мы непосредственно ощущаем нашими органами чувств.

Отсюда же следует, что нет разницы между постоянным магнитом, который висит над другим постоянным магнитом (и будет висеть долго) и тем же магнитом, который просто лежит на столе. Есть просто силы опоры...

Что-то не то с понятием силы в современной физике. Органами чувств мы воспринимаем силу, как поток энергии. Попробуйте перетягивать канат.

Кстати, была похожая по смыслу тема http://dxdy.ru/topic8094.html. Жаль, что она свернула к биологическим вопросам.

[master]

Органами чувств мы воспринемаем импульс

[dante21]

master в сообщении #331353 писал(а):

Органами чувств мы воспринемаем импульс

Вестибулярным аппаратом - да.

Но есть еще чувство, называемое проприоцепция. Оно дает нам в том числе чувство силы.

"Чувство силы — это способность оценить мышечное усилие, прилагаемое для движения или для удержания сустава в определённом положении." (Википедия, жирным выделено мной).

Если принять упор на руки и постоять, то мы точно знаем нагрузку именно за счет этого чувства.

Вообще, не хотелось бы уходить в биологию...

Хочется попробовать разобраться в понятиях силы и энергии с точки зрения физики, но так, чтобы не было противоречий с тем, что мы чувствуем-воспринимаем.

[master]

dante21 в сообщении #331356 писал(а):

А если принять упор на руки и постоять. Каким органом мы чувствуем нагрузку?

Многими, рецепторов много, но не будем уходить в биологию.
С точки зрения физики есть процесс, есть уравнения которые его описывают и инструменты которыми проводятся измерения.
Для начала расмотрим тело лажащие на земле, оно двигается по вертикали то вниз то вверх, но движение это достаточно сложное и не заметное, если положить металический брусок на песок то через некоторое длительное время он провалиться совершив очень много колебаний

[dante21]

master в сообщении #331360 писал(а):

С точки зрения физики есть процесс, есть уравнения которые его описывают и инструменты которыми проводятся измерения.
Для начала расмотрим тело лажащие на земле, оно двигается по вертикали то вниз то вверх...

За счет чего?!

Если речь идет о броуновском движении, то разве его результирующая для тела не нулевая?

[master]

dante21
Вниз, за счет сил притяжения,
Вверх, за счет сил отталкивания,
Да и не забудьте еще что тело состоит из частиц, расматривать приходиться по слоям, да контур поверхности нужно учитывать.
И броуновское движение здесь ни пречем

[dante21]

master в сообщении #331366 писал(а):

Вниз, за счет сил притяжения,
Вверх, за счет сил отталкивания...

Из этого утверждения следует:

• Есть перемещение под действием силы тяжести, значит есть работа, производимая этой силой.
• Есть перемещение под действием силы отталкивания, значит есть работа, производимая этой силой.
• Простое стояние тела на опоре производит два вида работы, на которые уходит энергия. Можно назвать этот энергозатратный процесс дрожанием.

Вывод: энергия в эксперименте, предложенном в начале темы, тратится не только на тепло, но и на "дрожание".
Тем более, что:

Цитата:

И броуновское движение здесь ни пречем

Или это новое слово в физике, или в наши рассуждения вкралась ошибка.

[master]

(Оффтоп)

:wink:
Земля неиссякаемый источник энергии и силы - юный падаван

Вы сначала разберитесь что такое энергия, и очень внимательно расмотрите куда она девается и откуда берется. Расмотрим свободно падающие тело его энергия увеличевается, а где энергия уменьшаетя?

[arseniiv]

master в сообщении #331440 писал(а):

Расмотрим свободно падающие тело его энергия увеличевается

Полная — нет.

[master]

А что такое потенциальная энергия?

[arseniiv]

master в сообщении #331496 писал(а):

А что такое потенциальная энергия?

В данном случае (поверхность земли считается плоской) это $U = mgh$. Если вы говорите, что при свободном падении тела $\frac{d}{dt}(U + T) = mg\frac{dh}{dt} + mv\frac{dv}{dt} \ne 0$, т. е. полная энергия меняется, обоснуйте это.

[master]

arseniiv
то что вы написали я знаю
но я задал другой ворос

[arseniiv]

На ваш вопрос я ответил:

master в сообщении #331496 писал(а):

А что такое потенциальная энергия?

arseniiv в сообщении #331500 писал(а):

В данном случае (поверхность земли считается плоской) это $U = mgh$.

-- Вт июн 15, 2010 16:41:55 --

Если вам неясны величины в правой части равенства, $m$ — масса тела, $h$ — расстояние от поверхности до центра масс тела, могущее быть отрицательным, если центр масс под поверхностью, $g$ — напряжённость гравитационного поля в этой модели.