2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3  След.
 
 Энергия вращения
Сообщение30.09.2006, 21:29 


30/09/06
87
Таллинн
Вопрос прозвучит странно, предупреждаю. Вращающееся тело, для определенности допустим сфера, имеет кинетическую энергию вращения. Для количественной оценки есть соответствующие формулы, я их знаю - не утруждайтесь напоминать.
С качественной стороны: где, в каком виде она накапливается во вращающемся теле? Что можно сказать об отличии вращающегося тела от него же невращающегося?
Существуют ли какие то внутренние изменения в веществе тела?

Если эта сфера совершенно гладкая без никаких особенностей поверхности, то глядя со стороны факт вращения визуально не определить.
Одна характерная особенность появляется - гироскопический эффект: ось вращения стремится сохранить свое направление.
Можно ли находясь на поверхности или внутри сферы определить наличие вращения? На Земле при отсутствии (никогда не было) звезд например. Сила Кориолиса?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение01.10.2006, 16:27 
Экс-модератор
Аватара пользователя


30/11/05
1275
Тать писал(а):
Вращающееся тело, для определенности допустим сфера, имеет кинетическую энергию вращения. Для количественной оценки есть соответствующие формулы, я их знаю - не утруждайтесь напоминать.
С качественной стороны: где, в каком виде она накапливается во вращающемся теле? Что можно сказать об отличии вращающегося тела от него же невращающегося?
Существуют ли какие то внутренние изменения в веществе тела?

Если эта сфера совершенно гладкая без никаких особенностей поверхности, то глядя со стороны факт вращения визуально не определить.

Сферу можно разбить на маленикие кусочки -- элементы. Сфера вращается и, следовательно, вращаются элементы. Кинетическая энергия сферы -- сумма кинетических энергий ее элеметов.

А то что это визуально не видно, еще ни о чем не говорит. С виду и розетка на 220 В выглядит безобидно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Энергия вращения
Сообщение01.10.2006, 19:13 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


16/03/06
406
Moscow
Тать писал(а):
Если эта сфера совершенно гладкая без никаких особенностей поверхности, то глядя со стороны факт вращения визуально не определить.

Но есть неоднородности внутри.

Цитата:
Можно ли находясь на поверхности или внутри сферы определить наличие вращения? На Земле при отсутствии (никогда не было) звезд например. Сила Кориолиса?

В первую очередь, по наличию центробежной силы. Сегодняшние модели говорят, что она была бы http://www.relativity.ru/issues/nomach.shtml. Но строго говоря, без звёзд никто не пробовал.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение02.10.2006, 13:29 


02/10/06
45
Тать писал:
Цитата:
Вращающееся тело, для определенности допустим сфера, имеет кинетическую энергию вращения.
С качественной стороны: где, в каком виде она накапливается во вращающемся теле? Что можно сказать об отличии вращающегося тела от него же невращающегося?
Существуют ли какие то внутренние изменения в веществе тела?


valia:
Энергия вращения тела - та же кинетическая энергия невращающегося тела; как правильно заметил Аурелиано Буэндиа - можно говорить, что это сумма кинетических энергий отдельных элементов, составляющих это тело; пусть молекул или кристаллов, доменов.
Для уяснения этого можно рассмотреть вращение губки, пропитанной водой, жидкостью. При вращении такой конструкции капли воды будут преодолевать силы сцепления между собой, с губкой и улетать по касательной.

Однако, процесс вращения - динамический. А динамика эта предопределена - силами сцепления между отдельными элементами вращающегося тела.
А для уяснения - этого - можно, как пример, рассматривать вращение "сферы", которая образована меньшими шариками, сцепленных между собой пружинками, резинками.
Собственно, процесс достаточно сложный... и в тоже время ничего в нем нет сверх особого.

А чтобы уяснить процесс вращения твердого тела - надо и можно обратиться к рассмотрению обстоятельств движения - камня на веревке по кругу.

Потому как в отличии от того, что излагают в соответствующих параграфах "Равномерное движение материальной точки по окружности" в учебниках по физике, в реальности никакой центростремительной силы при этом нет.
А в реальности, чтобы вращать тело по кругу, надо чтобы "рука", вращающая тело, двигалась по кругу. Что уже дает силу - не направленную в центр.
Реальный же механизм вращения камня на веревке следующий: здесь работает упругость веревки: камень, двигаясь по инерции прямо - растягивает веревку, что приводит к возрастанию силы - действующей на камень. И на веревку. В следствие действия силы - на камень, он изменяет направления своего движения; но при этом рука - двигаясь по кругу - уходит с прямой между точкой приложения силы к веревке и камнем, что ведет к ослаблению растяжения веревки, и - соответственно - к уменьшению силы, действующий на камень. Этому же способствует то, что камень, изменив направление движения - по сравнению с первоначально рассматриваемым моментом - стал двигаться "вслед" за веревкой.
Таким образом получается, что механизм равномерного вращения материальной точки по окружности состоит в том, что сила, действующая на камень, действует - периодически, можно сказать - пикообразно.
И в реальности материальная точка,
"равномерно движущаяся по окружности" - движется неравномерно и не по окружности, а по "эпициклоиде" - которая накладывается на окружность.

Нечто подобное происходит и при вращении твердого тела, диска и проч.. Там энергия - при вращении - частично - аккумулируется в упругих элементах связи частей твердого тела... Потому и говорю, что процесс сам по себе, если до него докапываться, достаточно сложный - только есть ли смысл до тонкостей докапываться?

\\\
Если же затронуть вопрос о том, происходит ли какие-то изменения в веществе при ускорении, то... собственно... эти процессы для вращающегося тела и невращающегося - схожи.

К примеру, на поверхности Земли при ускорении тела - должно быть понимание, что эфир ("Эфир динамический" - если не наслышаны, то можно посмотреть работу Е. Шрама "Механизм действия на Землю эфирного вихря Солнца" - http://zhurnal.lib.ru/comment/s/sumarok ... ER=reverse - сообщение № 8. 2005/04/06 23:14) у поверхности почти неподвижен. А исходя из этого, эфир пронизывает тело и "сцеплен" с эфиром в окружающем тело пространстве.
А при ускорении тела, при вращении, нет ли, происходит разрыв сцепления между эфиром внутри тела и эфира в окружающем тело пространстве.
Однако, процес это и не мгновенный, и суть его в том, что при ходе процесса непосредственно самого разрыва - прежде чем сцепление будет разорвано - будет оказываться воздействие на атомы тела, на то, что предопределяет элементы тела. При этом - очевидно - что такое воздействие приведет к изменению состояния элементов тела - атомов, молекул, микрочастей, а также к изменению состояния - того, что саму связь между элементами обеспечивает.
То есть можно говорить, что внешнее воздействие - энергия - будет саакумулировано внутри тела; иначе кинетическая энергия не просто энергия движения, она же и относительна тоже, а подразумевает "внутренний" физический процесс по аккумуляции внутри тела энергии внешнего воздействия.

Ну, тут много еще чего можно наговорить, только каков будет в том особый смысл, если докапываться до тонкостей?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение02.10.2006, 18:52 


30/09/06
87
Таллинн
Dims я Вам "без никаких особенностей поверхности, то глядя со стороны факт вращения визуально не определить."
а Вы в ответ
Цитата:
Но есть неоднородности внутри.
глядя со стороны их не видно, кроме того это у Вашей сферы они есть, моя сплошная однородная, а чтобы совсем забодать Ваши неоднородности внутри: сфера моя тонкостенная полая. Крутится в вакууме.

valia
Цитата:
Энергия вращения тела - та же кинетическая энергия невращающегося тела;

это непонятно: одно дело - кинетическая энергия поступательного движения тела, другое -
Цитата:
сумма кинетических энергий отдельных элементов, составляющих это тело; пусть молекул или кристаллов, доменов.
, и третее дело - это кинетическая энергия вращения сферы как макрообъекта.
В двух разных сферах вращающихся с одинаковой угловой скоростью и имеющих одинаковую температуру внутренние движения одинаковы. Или как?

Чтобы избавить Вас от описания всех возможных примеров вращения с шариками и пружинками рассмотрим случай : сфера тонкостенная полая. Крутится в вакууме.
Две такие сферы с разной угловой скоростью чем отличаются друг от друга? Где локализована эта разница?
Dims
Цитата:
В первую очередь, по наличию центробежной силы.
каким образом? Держа в руках гирю, откуда Вы можете знать, насколько она легче из за центробежной силы?
Но не это суть вопроса а то, что я спросил о двух сферах с разной скоростью вращения.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение02.10.2006, 19:20 


02/10/06
45
Сумма кинетических энергий элементов, составляющих вращающееся тело, и даст кинетическую энергию вращения сферы как макрообъекта. То есть, 2 = 3.

Однако - и сумма кинетических энергий поступательно движущегося тела - тоже даст кинетическую энергию поступательно движущегося тела как макрообъекта.


Разница же между поступательно движущимся телом и вращающимся телом в плане энергии состоит в том, что кинетическя энергия всех элементов поступательно движущегося тела - одинакова, в то время как кинетическая энергия элементов вращающегося тела различна, потому как их линейные скорости различны - по мере удаления от оси вращения; в то время как при поступательном движении у всех элементов такого тела - скорость одинакова. Понятно?

Внутренние движения - элементов - в двух разных сферах вращающихся с одинаковой угловой скоростью - различны, потому как линейные скорости, кинетические энергии, более удаленных от оси вращения - различны. Потому более удаленные от центра элементы - с большей силой воздействуют на менее удаленные.

Тать писал:
Цитата:
Две такие сферы с разной угловой скоростью чем отличаются друг от друга?


valia: Отличие - разные кинетические энергии элементов сфер, находящиеся на одинаковом удалении от оси вращения, и разные линейные скорости. Отсюда - большие же усилия в сфере, вращающейся с большей угловой скоростью.
Вроде бы тоже должно быть понятно.

Насчет Вашего: "Где локализована эта разница?" - не понятно. В чем смысл локализации разницы, в чем смысл - разницы?

Одно не пойму - для чего все это надо уяснять?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение02.10.2006, 19:56 


30/09/06
87
Таллинн
valia, беда в том, что думаем и говорим мы о разных вещах. Вы мне толкуете о строении вещества, о том, что составные части тела( молекулы, атомы) вращаются вместе со всем телом и прочие тривиальные вещи. Зачем? Я далеко не школьник, не понимающий элементарных вещей и забредший на форум в поисках ответов на школьные вопросы.

Постарайтесь отвлечься от желания растолковать мне школьную физику - вопрос не оттуда.
Поговорим тогда в терминах инерции. В случае прямолинейного движения природа инерции неизвестна, то же и для вращения. Но при прямолинейном движении для изменения направления надо приложить силу и затратить энергию.
В случае вращательного движения изменение направления для всех элементов тела происходит постоянно. Энергия расходуется? Какая?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение02.10.2006, 20:24 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
17976
Москва
Тать писал(а):
В случае вращательного движения изменение направления для всех элементов тела происходит постоянно. Энергия расходуется? Какая?


Никакая. Сила, действующая на элемент тела, перпендикулярна его скорости. Такая сила не совершает работы и, следовательно, никакая энергия не расходуется.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение02.10.2006, 20:47 


30/09/06
87
Таллинн
Someone
Цитата:
Никакая. Сила, действующая на элемент тела, перпендикулярна его скорости. Такая сила не совершает работы и, следовательно, никакая энергия не расходуется.

Ответ на пятерку, по учебнику. В автомобиль сбоку въезжает другой и, не зная физики, его разрушает. Прям перпендикулярно скорости.
Точки на окружности меняют направление? Без приложения никаких сил?
Сила, как ее понимают, это мера воздействия одного на другое. Через поля или просто толкаясь. Сила инерции на что опирается "другим концом"?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение02.10.2006, 21:17 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
17976
Москва
Тать писал(а):
Someone
Цитата:
Никакая. Сила, действующая на элемент тела, перпендикулярна его скорости. Такая сила не совершает работы и, следовательно, никакая энергия не расходуется.

Ответ на пятерку, по учебнику. В автомобиль сбоку въезжает другой и, не зная физики, его разрушает. Прям перпендикулярно скорости.


Идиотствуете? Сами разберитесь, какая разница между вращением и "въезжанием автомобиля".

Тать писал(а):
Точки на окружности меняют направление? Без приложения никаких сил?


Как это - "никаких"? Раз направление движения меняется, то сила есть. Только она работы не совершает. Поэтому и энергия не расходуется.

Тать писал(а):
Сила, как ее понимают, это мера воздействия одного на другое. Через поля или просто толкаясь. Сила инерции на что опирается "другим концом"?


Чему Вы в школе учились? Нет никакой "силы инерции".

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение02.10.2006, 21:50 


30/09/06
87
Таллинн
Someone
Цитата:
Чему Вы в школе учились? Нет никакой "силы инерции".
Вопрос терминологии. Википедия: "Сила инерции — фиктивная сила, которую можно ввести в неинерциальной системе отсчёта так, чтобы законы механики в ней совпадали с законами инерциальных систем......С точки зрения общей теории относительности, гравитационные силы это силы инерции в искривлённом пространстве Эйнштейна "

Цитата:
Как это - "никаких"? Раз направление движения меняется, то сила есть.
Так откуда она берется? Эта сила на что опирается "другим концом"?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение02.10.2006, 22:02 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
17976
Москва
Тать писал(а):
Someone
Цитата:
Чему Вы в школе учились? Нет никакой "силы инерции".
Вопрос терминологии. Википедия: "Сила инерции — фиктивная сила, которую можно ввести в неинерциальной системе отсчёта так, чтобы законы механики в ней совпадали с законами инерциальных систем......С точки зрения общей теории относительности, гравитационные силы это силы инерции в искривлённом пространстве Эйнштейна "


Мало ли чего могут написать в Википедии. Там кто угодно может писать, и Вы в том числе. В ОТО нет никаких гравитационных сил, а тела движутся по инерции. Да и сказано же - фиктивная сила. То есть, на самом деле её нет.

Тать писал(а):
Цитата:
Как это - "никаких"? Раз направление движения меняется, то сила есть.
Так откуда она берется? Эта сила на что опирается "другим концом"?


Теорию упругости изучайте. Это там такие силы изучаются.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение02.10.2006, 22:37 
Аватара пользователя


28/06/06
138
Someone писал(а):
Тать писал(а):
Точки на окружности меняют направление? Без приложения никаких сил?


Как это - "никаких"? Раз направление движения меняется, то сила есть.


Извените Someone но мне, тоже не понятно:- Какие здесь возникают силы?

В учебнике по физике -Мякишева Генадия Яковлевича, в $25 есть целый подраздел-
"Понятие силы относится к двум телам", цитата:
"С самого начала нужно отчётливо представить себе, что понятие силы относится к двум
телам а не к одному".

в нашей задаче одно тело-шар. А какое второе тело?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение02.10.2006, 22:42 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
17976
Москва
Woland писал(а):
В учебнике по физике -Мякишева Генадия Яковлевича, в $25 есть целый подраздел-
"Понятие силы относится к двум телам", цитата:
"С самого начала нужно отчётливо представить себе, что понятие силы относится к двум
телам а не к одному".

в нашей задаче одно тело-шар. А какое второе тело?


Это силы взаимодействия отдельных элементов шара. Разбиваете его на много-много маленьких кусочков, они и взаимодействуют между собой. Можно рассчитать, какие силы должны действовать между соседними кусочками, чтобы они сохраняли своё взаимное расположение. Подробнее нужно смотреть теорию упругости.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение02.10.2006, 22:42 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


16/03/06
406
Moscow
Тать писал(а):
а чтобы совсем забодать Ваши неоднородности внутри: сфера моя тонкостенная полая. Крутится в вакууме.

А что значит "крутится"?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 43 ]  На страницу 1, 2, 3  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group