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  След.
 
 Контактное взаимодествие тел.
Сообщение12.01.2012, 13:15 


12/11/11
2353
Подскажите пожалуйста, возможно образное представление начальной стадии взаимодействия материальных тел. Я имею в виду два движущиеся пробные тела - центральный удар. Без учёта гравитационных сил. Начальная стадия силового взаимодействия, начало соприкосновения электронных оболочек атомов. С какого момента проявляется силовое взаимодействие, и как оно распространяется на всю массу взаимодействующих тел?

 Профиль  
                  
 
 Re: Контактное взаимодествие тел.
Сообщение12.01.2012, 13:23 
Экс-модератор
Аватара пользователя


23/12/05
12047
думаю, Вам можно попробовать копать по ключевым словам "Multiscale modeling".

 Профиль  
                  
 
 Re: Контактное взаимодествие тел.
Сообщение12.01.2012, 15:35 


12/11/11
2353
photon. Спасибо, но там очень большой объём информации, для меня это надолго. Может кто нибудь соприкасался с вопросом темы? Ньютоновская механика, но начальный уровень взаимодействия. Та временная точка с которой можно говорить о взаимодействии.

 Профиль  
                  
 
 Re: Контактное взаимодествие тел.
Сообщение12.01.2012, 15:44 
Заблокирован


30/07/09

2208
ivanhabalin в сообщении #526035 писал(а):
Начальная стадия силового взаимодействия, начало соприкосновения электронных оболочек атомов.
Если рассматривать взаимодействия с такого уровня детализации, то можно захлебнуться в потоке необходимой информации.

 Профиль  
                  
 
 Re: Контактное взаимодествие тел.
Сообщение12.01.2012, 16:01 


12/11/11
2353
anik. Я не предполагаю (да и не способен) переосмыслить весь объём необходимой информации, но у меня сомнения в том, что нет опыта проследить весь процесс взаимодействия материальных тел в соответствии с основными законами механики?

 Профиль  
                  
 
 Re: Контактное взаимодествие тел.
Сообщение12.01.2012, 16:14 
Заблокирован


30/07/09

2208
Думаю, что взаимодействие тел можно представить в рамках модели тела. Нужно определиться с тем, какое взаимодействие имеется в виду: упругое или неупругое.

 Профиль  
                  
 
 Re: Контактное взаимодествие тел.
Сообщение12.01.2012, 16:29 


12/11/11
2353
Абсолютно упругое. Модель тела общепринятая на сегодня, подтверждённая как и сам закон Ньютона.

 Профиль  
                  
 
 Re: Контактное взаимодествие тел.
Сообщение12.01.2012, 16:41 
Заблокирован


30/07/09

2208
Контактное взаимодействие можно рассматривать с точки зрения теории упругости, т.е. интересоваться распределением деформаций и напряжений в зоне контакта (в статике). Можно рассматривать процесс в динамике, интересуясь скоростью передачи упругой волны напряжений (скорость звука) в материале. Можно рассматривать траектории тел до взаимодействия и после. Что именно здесь представляет интерес?

 Профиль  
                  
 
 Re: Контактное взаимодествие тел.
Сообщение12.01.2012, 16:51 


12/11/11
2353
С какого момента начинается Ньютоновское взаимодействие тел, с чего? ( с электрона, внешней арбиты?, с полевого взаимодействия электронов внешней орбиты? С деформации орбит? Когда начинает ускоряться масса тела, в какой момент?

 Профиль  
                  
 
 Re: Контактное взаимодествие тел.
Сообщение12.01.2012, 16:56 
Аватара пользователя


21/11/11
185
ivanhabalin в сообщении #526112 писал(а):
С какого момента начинается Ньютоновское взаимодействие тел, с чего? ( с электрона, внешней арбиты?, с полевого взаимодействия электронов внешней орбиты? С деформации орбит? Когда начинает ускоряться масса тела, в какой момент?

Подождите, это всё квантовомеханические понятия. О каком ньютоновой механике тут может идти речь? Чистый Ньютон возникает после усреднения всех этих вещей для многих атомов.

 Профиль  
                  
 
 Re: Контактное взаимодествие тел.
Сообщение12.01.2012, 17:02 
Заблокирован


30/07/09

2208
ivanhabalin в сообщении #526112 писал(а):
С какого момента начинается Ньютоновское взаимодействие тел, с чего?
Здесь я отдыхаю.

 Профиль  
                  
 
 Re: Контактное взаимодествие тел.
Сообщение12.01.2012, 17:03 
Заслуженный участник


26/07/09
1559
Алматы
2ivanhabalin
Цитата:
С какого момента проявляется силовое взаимодействие, и как оно распространяется на всю массу взаимодействующих тел?

В теории удара там при вот так таком вот детальном анализе появляются всякие нехорошие артефакты, вроде бесконечных ускорений. Поэтому обычно удар расчитывают исходя из законов сохранения, связывая через них ситуации до и после удара.

Если вас все-таки интересует подобная детальная модель для столкновения, скажем, упругих, деформируемых тел, то наверное можно попробовать представить сталкивающиеся тела наборами частиц, связанных пружинами. Как моделировать столкновения этих связанных частиц -- надо подумать. В-принципе, наверное, можно вместо законов сохранения, метода импульсов и т.д. использовать детальный расчет по механике Ньютона. Вас же именно это наверное интересует? Т.е. учет промежуточных сил по второму/третьему законам в каждый момент моделируемого процесса?

Не знаю, может ли это как-нибудь помочь в аналитических расчетах или нет... Скорее всего нет, только для компьютера. Например, это может быть полезным в задачах визуализации -- можно наблюдать за механическими напряжениями по всему объему вещества соударяющихся тел, за деформацией поверхности, за распространением акустических волн и т.п.

Короче говоря, я предлагаю конечно-элементный подход к моделированию сталкивающихся тел. При этом удары просчитываются отдельно для всех элементарных объемов тел (или узлов сетки) и, т.о., задача сводится от удара тел со сложной геометрией к столкновению точечных объектов-частиц с последующим согласованием движения посредством эластичных связей между соседними элементами.

Так же можете поискать что-нибудь по контактным задачам для оболочечных моделей. Обратите внимание на dymesh и другие подобные алгоритмы, спользующиеся в симуляциях крэш-тестов транспортных средств.

Это общие слова, кто-нибудь может быть копнет глубже и поможет по существу.

-- Чт янв 12, 2012 20:10:19 --

Цитата:
С какого момента начинается Ньютоновское взаимодействие тел, с чего? ( с электрона, внешней арбиты?, с полевого взаимодействия электронов внешней орбиты?

Ну считайте, что частицы-кванты налетающего объекта движутся в потенциальном поле, создаваемом частицами второго объекта. Упругий отскок на этом масштабе можете мыслить как отражение от потенциального барьера. В реальных инженерных задачках такой уровень детализации, думаю, непригоден (слишком ресурсоемкие расчеты). Да и не силовой это расчет, через Шредингера-то, самый что ни на есть энергетический... В общем, забудьте. :)

Хотя, если уж философствовать, то подумайте ещё и о квантовой статистике фермионов. Волновая функция системы из многих фермионов антисимметрична, т.е. при обмене двух фермионов (например электронов) $x$ и $y$ местами волновая функция меняет знак, $\psi({\color{blue}x}, {\color{red}y}, z, \ldots)=-\psi({\color{red}y}, {\color{blue}x}, z, ...)$. Если позиции $x$ и $y$ совпадут, то из-за тождественности частиц должно будет выполняться $\psi(x, x, z, \ldots)=-\psi(x, x, z, \ldots)$, что возможно только при $\psi(x, x, z, \ldots)=0$. Равенство нулю волновой функции, в соответствии с её вероятностным смыслом, говорит о невозможности прохождения электронов (и других частиц с той же статистикой) друг через друга, причем отталкивание появляется не скачком, а еще при сближении частиц. Присовокупите к этому кулоновское отталкивание электронных облачков атомов... В общем, материальные тела ну никак не могут одно сквозь другое вот так вот просочиться, они обязаны будут остановиться и, либо рассеять имевшуюся энергию (нагреться, сплющиться), либо затратить её на отскок в обратном (симметричном) направлении (бильярд).

 Профиль  
                  
 
 Re: Контактное взаимодествие тел.
Сообщение12.01.2012, 17:36 


12/11/11
2353
Circiter. А что такое удар - я понимаю как силовое взаимодействие материальных тел в короткое по нашим меркам время. Чем он (удар) отличается от взаимодействия материальных тел скорость одного из них по отношению к другому ничтожно мала. Хотя по Ньютону и в этом случае последствия ускорение, наверное и деформации анологичные. Или как?

 Профиль  
                  
 
 Re: Контактное взаимодествие тел.
Сообщение12.01.2012, 17:46 
Заслуженный участник


26/07/09
1559
Алматы
2ivanhabalin
Цитата:
Чем он (удар) отличается от взаимодействия материальных тел скорость одного из них по отношению к другому ничтожно мала.

Странная постановка вопроса. Удар -- это просто черный ящих, мы знаем, что в процессе удара скорости тел (независимо от малости их начальных значений) изменяются скачком, при этом сохраняющиеся величины, хмм, сохраняются.

В чем отличие... Ну, в некотором смысле, нарушается непрерывность уравнений движения из-за невозможности тел пройти друг через друга и из-за невозможности (или нежелания) рассматривать все элементарные силовые взаимодействия всех частиц соударяющихся объектов.

 Профиль  
                  
 
 Re: Контактное взаимодествие тел.
Сообщение12.01.2012, 17:58 


12/11/11
2353
Вы случайно не встречали информации о процессах происходящих в материальном теле при его (тела) ускорении. А так как ускорение тела невозможно без силового взаимодействия (исключая гравитацию, и под действием эл. и магнитного полей) то и происходящем в месте контакта тел в начальный момент времени?

-- 12.01.2012, 17:35 --

Вообще хочется понять с какого момента(расстояния) начинается силовое взаимодействие тел? (не поле магнита, не гравитация, не эл. воздействие)

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 26 ]  На страницу 1, 2  След.

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



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Bing [bot]


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