Третий закон Ньютона

[Oleg Zubelevich]

ser в сообщении #796220 писал(а):

И я в своих исследованиях использую только формулы Эйлера

о каких формулах Эйлера вы говорите?

[Tcaplin]

ser в сообщении #796138 писал(а):

Почему он здесь не пишет, что Центростремительная сила есть действие, с которым тела …., а пишет, что эта сила есть сила. Но тогда где же у него определение для самой силы.

А может, здесь сработало интуитивное чувство различия последсвий этих сил? То есть одна из них совершает работу - а вторая этому противится. Именно то различие, которое я назвал криминальными словами "активная" и "пассивная" силы? Ньютон же - как "действие" и "противодействие"?
В дополнение к ним еще могут быть нейтральные силы - такие, как силы сжатия губок тисков. Это чисто статическое сжатие, не производящее работу и не сопротивляющееся (или, как принято в современном формализме: не совершающее ни положительную, ни "отрицательную" работу). Такие группы сил образуют статически замкнутую, взаимоскомпенсированную систему сил, приложенных к одному и тому же телу. С нулевой равнодействующей.
Кроме тисков можно привести пример сил давления на стенки баллона с сжатым газом...

ser в сообщении #796138 писал(а):

Какая сила действия будет ускорять ракету и как ее рассчитать, не используя мой мощностной подход для описания явлений Природы,

Но мощность есть поток энергии. То есть основной мерой и здесь является энергия (работа).

[iifat]

Tcaplin в сообщении #796245 писал(а):

как принято в современном формализме: не совершающее ни положительную, ни "отрицательную" работу

Эта упорная клевета на современный формалитет вас, часом, не утомляет? Что физика, что математика уже давно научились оперировать положительными и отрицательными числами, никак их не противопоставляя. Бухгалтера ещё используют подобную терминологию, но вы ж, как я понял, к ним не относитесь.

[rustot]

Tcaplin в сообщении #796245 писал(а):

То есть одна из них совершает работу - а вторая этому противится

два заряда разлетаются, какая из сил препятствует работе? их всего две и обе совершают положительную работу

[Tcaplin]

Munin в сообщении #796206 писал(а):

Как уже указал Oleg Zubelevich, это не обязательное условие для работы.

Может быть. Но только в формализме, где работу совершает любая сила, а в результате "отрицательные работы" компенсируют положительные.
Но в таком формализме и энергия получается относительной величиной. Ну, так, как для кинетической энергии - один наблюдетель считает ее по одной скорости, другой - по другой, третий считает нулевой...
Так существует кинетическая энергия как реальная физическая величина- или это пустая формула?
А почему тогда до сих пор не принимают заявки на вечные двигатели? К чему можно применять ЗСЭ - к этой не имеющей четкого физического содержания величине?
Зато если придерживаться определения работы и соответственно энергии с наполненным физическим смыслом - то формула $\frac {MV^2} 2 $, например, вообще не имеет физического смысла. Так же, как не имеет физического смысла просто "скорость тела V". Скорость - всегда характеристика бинарная, то есть для двух объектов - одного относительно другого.
Так же и кинетическая энергия - это возможность получить работу за счет относительного движения двух объектов в случае их взаимодействия.

(Оффтоп)

Стандартное возражение: "скорость берется относительно начала координат выбранной ИСО". Вот тут, по-моему, формалисты попадают впросак. Физика рассматривает не только кинематические соотношения (скорость), но и энергетические. А для того, чтобы ИСО имела право расчитывать и такие взаимоотношения (точнее, чтобы эти расчеты имели реальный физический смысл), для физического тела, с которым СО связана (чтобы стать "инерциальной"), надо еще взять условие бесконечной величины массы этого тела.
В самом деле, по физико-смысловому определению существует только взаимная кинетическая энергия как минимум двух тел.
Она выражается формулой
$E_{Mm}=\frac {MmV^2} {2(M+m)}$ (V - относительная скорость этих тел)
Если одно из тел значительно превышает другое по массе (M>>m), (например, в земной лаборатории, осуществляющей воздействие на тело m, передавая ему взаимодействие с массой Земли М) - то взаимная энергия этих двух тел практически будет равна энергии меньшего тела $\frac {mV^2} 2 $ Энергия, получаемая от взаимодействия с малым телом Землей будет пренебрежимо мала.
Но при соизмеримости двух тел энергетическую "отдачу" взаимодействия не учитывать нельзя.
То есть все формулы абстрактного формализма "в ИСО" получаются физически корректны только в присутствии рядом бесконечной массы (!), с которой расчетчики связывают свою ИСО.

-- Ср дек 04, 2013 17:16:47 --

iifat в сообщении #796263 писал(а):

Эта упорная клевета на современный формалитет вас, часом, не утомляет? Что физика, что математика уже давно научились оперировать положительными и отрицательными числами, никак их не противопоставляя. Бухгалтера ещё используют подобную терминологию, но вы ж, как я понял, к ним не относитесь.

А по-моему, это клевета на меня. Где я их "противопоставляю?
В начале топика мне умные люди объяснили, что нет ничего страшного в том, что работа формально может получаться "отрицательной". Я им поверил и не "пугаюсь". Вполне нормально... Вы о чем?
Хотите создать впечатление, что я такой дилетант, что даже отрицательных чисел не понимаю?
Честное слово, не до такой степени...

(Оффтоп)

Могу даже физический смысл не только их, но и мнимых чисел вам показать. Если есть желание, конечно...

[tolstopuz]

Tcaplin в сообщении #796245 писал(а):

А может, здесь сработало интуитивное чувство различия последсвий этих сил? То есть одна из них совершает работу - а вторая этому противится. Именно то различие, которое я назвал криминальными словами "активная" и "пассивная" силы? Ньютон же - как "действие" и "противодействие"?

У Ньютона для этих интуитивных различий есть термины "сопротивление" и "напор":

Цитата:

Как сопротивление - поскольку тело противится действующей на него силе, стремясь сохранить свое состояние; как напор - поскольку то же тело, с трудом уступая силе сопротивляющегося ему препятствия, стремится изменить состояние этого препятствия. Сопротивление приписывается обыкновенно телам покоящимся, напор - телам движущимся. Но движение и покой, при обычном их рассмотрении, различаются лишь в отношении одного к другому, ибо не всегда находится в покое то, что таковым простому взгляду представляется.

И далее, при рассмотрении задачи двух тел:

Цитата:

По этой причине я перехожу теперь к изложению учения о движении тел, притягивающихся взаимно, рассматривая центростремительную силу как притяжение, хотя следовало бы, если выражаться физически, именовать ее более правильно напором. Но теперь мы занимаемся математикой и, оставляя в стороне физические споры, будем пользоваться более обычным названием, чтобы быть понятнее читателям математики.

[Tcaplin]

tolstopuz в сообщении #796288 писал(а):

У Ньютона для этих интуитивных различий есть термины "сопротивление" и "напор":

Поскольку он был первопроходцем, нельзя требовать, чтобы его терминология была полностью устоявшейся. Ведь и под "действием" и "противодействием" он тоже понимал-таки силы...
Думаю, это никак не противоречит и формализму с "положительной" и "отрицательной" работой. Все это не более, чем принятые условные обозначения.
Возможно, он также имел в виду случаи, когда сила "напора" (например, центростремительная) работы не совершает - но имеет явно активное действие (превращает инерционное движение тела в окружность)

[Xey]

tolstopuz в сообщении #796288 писал(а):

У Ньютона для этих интуитивных различий есть термины "сопротивление" и "напор":

Он каждый день, видел как лошадь напирает , а сани сопротивляются, где сейчас такое увидишь.

[ser]

Tcaplin в сообщении #796245 писал(а):

Но мощность есть поток энергии. То есть основной мерой и здесь является энергия (работа).

Энергетический подход для описания явлений природы получился (ошибочно) у Лагранжа, а я использую мощностной подход. И есть еще импульсный у Ньютона, силовой у Эйлера и кинематический и Герца, но это все принципиально разные подходы. А про меры механической формы движения материи я написал целую статью. Вот только Ньютон, когда решался этот основной вопрос натуральной философии того времени, так и не вылез из кустов, а тихой сапой принял за меру движения «количество движения» и начал потихоньку щелкать практические задачки.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

[Tcaplin]

Xey в сообщении #796298 писал(а):

Он каждый день, видел как лошадь напирает , а сани сопротивляются, где сейчас такое увидишь.

В Англии лошади тянули кэбы.
А где "лошади на сани напирают", уж и не знаю...


-- Ср дек 04, 2013 18:56:30 --

ser в сообщении #796300 писал(а):

Вот только Ньютон, когда решался этот основной вопрос натуральной философии того времени, так и не вылез из кустов,

Что ж, спасибо, что Вы вылезли...
Не обижайтесь - скоро меня снова забанят... Смех сквозь слезы...
А подходы - они, если правильные, то различаются только удобством применения в конкретных случаях, мне кажется. Но не принципиально.

[ser]

Oleg Zubelevich в сообщении #796232 писал(а):

о каких формулах Эйлера вы говорите?

О формулах, которые позволяют описывать языком математики процессы протекающие в Природе. Более подробно смотрите в моей статье или читайте Аналитическую механику Эйлера.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

-- Ср дек 04, 2013 19:09:35 --

Tcaplin в сообщении #796307 писал(а):

А подходы - они, если правильные, то различаются только удобством применения в конкретных случаях, мне кажется. Но не принципиально.

И Вы туда-же о том что все могут быть правы, т.е. все подходы (Ньютона, Эйлера, Лагранжа, Герца, Юдина) правильные. Но ведь такого просто не может быть. И, если подход Эйлера при отсутствии проскальзывания тел относительно друг друга или полей относительно тел действительно правильный, то основное уравнение динамики Лагранжа это поросто смех. Там даже размерность не сходится. А о скрытых массах Герца я лучше вообще ничего не буду говорить.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

[Oleg Zubelevich]

Ну понятно, понятно

[ser]

rustot в сообщении #796146 писал(а):

ser в сообщении #796033 писал(а):

Рассмотрим многострадальный пример с ракетой, который Вы тут бурно обсуждаете. Пусть в двигателях ракеты будет постоянно сжигаться одно и тоже количество топлива, т.е. мощность двигателей будет постоянной, и при этом кинетическая энергия газов будет полностью переходить в тягу двигателя. Тогда, согласно приведенной зависимости, с ростом Vk у нас будет уменьшаться Fik и ракета будет получать все более меньшее ускорение и, следовательно, ее скорость будет расти все медленнее и медленнее. Т.е. здесь все объясняется без мифического увеличения массы тела с ростом его скорости, когда, якобы, сила тяги остается постоянной.

к ракете приложена все время та же сила и она получает все то же ускорение. к частицам рабочего тела будет приложена все та же сила и они будут получаться все то же ускорение. а потратившаяся энергия топлива будет равна сумме изменения кинетической энергии как ракеты так и рабочего тела. в одних исо и ракета и рабочее тело получают прирост кинетической энергии, в другой исо прирост кинетической энергии ракеты побольше а у рабочего тела поменьше но суммарный прирост тот же, в третьей кинетическая энергия рабочего тела не растет а убывает, соответственно кинетическая энергия ракеты прирастает сильнее чем тратится энергии топлива. в четвертой наоборот ракета теряет кинетическую энергию а кинетическая энергия рабочего тела прирастает сильнее чем тратится энергии топлива. силы приложенные к ракете и частицам рабочего тела во всех исо одинаковы. работы этих сил в разных исо разные, поскольку на разное расстояние и в разных направлениях в них перемещаются объекты приложения сил

Неужели не доходит. Давайте попробую в последний раз на конкретном примере с числами и без интегралов, т.е. с допущением о действие неизменной силы в интервале скоростей 10 м/с. Итак имеем ракету массой 1т летящую прямолинейно и равномерно, т.е. находящуюся вдали от гравитирующих масс. Мощность двигателя ракеты 100 кВт, режим работы – форсаж, т.е. 100% загрузка, а КПД и двигателя и движителя100%, И, чтобы прекратить спекуляции на разных КПД реактивной установки при разных скоростях ракеты, примем, что движитель у нас фотонный, т.е. скорость рабочего тела 300 000 000 м/с, а это, при рассмотренных нами скоростях ракеты, практически никак не повлияет на КПД движителей. Рассмотрим два режима разгона в абсолютной системе отсчета (тоже ведь ИСО). 1) с начальной скорости 10 м/с до конечной 20 м/с и 2) с начальной скорости 110 м/с до конечной 120 м/с. Рассчитаем насколько при этом увеличится кинетическая энергия ракеты.

$dE_1=\frac{1000(400-100)}{2}{\approx} 150000$ Дж
$dE_2=\frac{1000(14400-12100)}{2}{\approx} 1150000$ Дж

Теперь исходя из мощности двигателя найдем время необходимое, чтобы разогнать ракету

$dt_1=\frac{150000}{100000}{\approx} 1,5$ с
$dt_2=\frac{1150000}{100000}{\approx} 11,5$ с

Допустим, что сила тяги при разгоне на 10 м/с в этих двух вариантах на интервале времени dt была примерно неизменной, т.е. ракета двигалась равноускоренно. Находим это ускорение.

$a_1=\frac{20-10}{1,5}{\approx} 6,67$ м/с2
$a_2=\frac{120-110}{11,5}{\approx} 0,87$ м/с2

Естественно, отсюда найдем, что в первом варианте разгона на ракету действовала сила примерно 6670 Н, а во втором случае примерно 870 Н. А, если мы посчитаем силы через мощность и скорости в начале разгона и в конце, то получим силы F11=10000 Н, F12=7500 Н, а F21=909 Н, F22=833 Н, что даст примерные средние значения сил F1= 7500 Н и F2= 871 Н, а это примерно соответствует сделанному выше упрощенному расчету, т.е. на качественном уровне все логично. Да даже, если принять, что КПД реактивной установки, т.е. и двигателя и движителя, не равен 100%, то в любом случае получатся силы, действующие на ракету, существенно разные.


С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

[rustot]

коли уж вы в рамках классической механики считаете, то не нужно фотонных двигателей, которые в ней невозможны. считайте по честному массу и энергию выбрасываемого рабочего тела. а с фотонным двигателем придется считать и энергию и импульс релятивистские, в том числе и у излучения

двигатель занимается не только тем что меняет кинетическую энергию ракету. он меняет еще и кинетическую энергию рабочего тела.

если энергия двигателя прирастила ракете массо 1т скорость на 10м/с то она по закону сохранения импульса заодно убавила у рабочего тела массой 1кг скорость на 10000м/c. при разгоне с 0 до 10м/с на это потрачено 1000*10^2/2 + 1*10000^2/2 = 50050кДж. при разгоне со 100 до 110м/с (а у рабочего тела соответственно с +100 до -9900м/с) на это потрачено (1000*110^2/2-1000*100^2/2) + (1*9900^2/2-1*100^2/2) = 50050кДж

так что если ничего не забывать из того на что тратится энергия двигателя, то никаких казусов и не выходит. при разных скоростях сила не меняется, ускорение не меняется, мощность не меняется, разный прирост кинетической энергии ракеты компенсируется разным приростом (убылью) кинетической энергии рабочего тела. при разгоне с 100000 до 100010 кинетическая энергия ракеты прирастает на фантастическую величину 1000050кДж (при том что двигатель выдал 50050кДж). все недостающее добрано из уменьшения энергии рабочего тела, которое замедлилось с 100000 до 90000 и потеряло на этом 950000кДж

[chsv]

ser в сообщении #796300 писал(а):

А про меры механической формы движения материи я написал целую статью. Вот только Ньютон, когда решался этот основной вопрос натуральной философии того времени, так и не вылез из кустов, а тихой сапой принял за меру движения «количество движения» и начал потихоньку щелкать практические задачки.

Вопрос о мерах механического движения в статье решен с точностью до наоборот. Вопрос следует решать в СТО. А Ньтон прав, хотя и не знал, что импульс является четырехмерным.