Полностью ли рaботa сил трения переходит в тeпло?

[realeugene]

wrest в сообщении #1425744 писал(а):

Она - очевидно подвижна, т.к. её положение на дороге непрерывно изменяется с течением времени.

И так считать некорректно. Смысл у этой точки такой же, как и у направления взгляда.

[wrest]

realeugene в сообщении #1425746 писал(а):

Смысл у этой точки такой же, как и у направления взгляда.

Такой же как у направления взгляда смысл у направления силы. Хотя помойму какое-то жонглирование уже началось словами. Так что я далее, пожалуй, воздержусь, тем более что пошёл оффтоп.

[realeugene]

wrest в сообщении #1425750 писал(а):

Хотя помойму какое-то жонглирование уже началось словами.

Чтобы не было жонглирования словами, рассмотрите тензор энергии-импульса неподвижной среды в СТО и поток энергии-импульса через неподвижную относительно этой среды площадку. В этом потоке будет нулевой поток энергии при, возможно, ненулевом потоке импульса. Раз границу дороги вещество не пересекает, значит, нет и потока энергии, и работы сил на этой границе.

А вот если провести неподвижную относительно вещества границу в движущемся веществе, то этот поток импульса, преобразовавшись по Лоренцу, даст и поток энергии через границу. Кстати, тренировка на СТО, проверить, что получается обычная работа сил упругости в перемещаемой среде, отвечающая за передачу энергии по ремешку к саням. Я ещё не проверял.

[wrest]

(О потоках)

realeugene в сообщении #1425759 писал(а):

В этом потоке будет нулевой поток энергии при, возможно, ненулевом потоке импульса.

Если под потоком импульса вы понимаете сколько "проходит импульса" в единицу времени $\dfrac{p}{t}$ то это и есть сила. Ситуация когда сила есть, а работы нет, самая обычная. Например вы сидите на стуле, и импульс постоянно течет от вас к стулу поток его равен вашему весу, но работы нет, энергия не передаётся, т.к. зад и стул неподвижны.

[realeugene]

wrest в сообщении #1425766 писал(а):

сколько "проходит импульса" в единицу времени $\dfrac{p}{t}$ то это и есть сила

Ещё на единицу площади, и это есть давление. Да, ситуация самая обычная. А сколько проходит в единицу времени энергии через единичную площадь - это поток энергии. Которые объединены в СТО в 4-вектор потока энергии-импульса. Работы нет, когда зад и стул неподвижны, но если они в движущемся лифте - то работа есть. Идущая, например, на увеличение потенциальной энергии сидящего на стуле зада.

Бывают ситуации, когда ничего не меняется, а есть поток энергии. Известный пример - в перекрещивающихся стационарных электрическом и магнитном полях ненулевой вектор Пойнтинга, т. е. поток энергии. Роторный. Менее известный пример: когда цистерна с водой едет свободно по горизонтальным рельсам, в воде присутствует поток энергии вперёд по ходу движения, и равный поток энергии, направленный назад, течёт через стенки. Если же стенки остановить, то обратный поток обнулится, и получится переносящая энергию своим потоком жидкость в трубе гидросистемы.

Точнее, в стенках движущейся цистерны назад течёт равный компенсационный поток только в линейном приближении. А во втором порядке малости по скорости там уже вылазит кинетическая энергия воды и стенок. Впрочем, по поводу кинетической энергии, возможно, я вру. Нужно расписать, что именно там вылезет, так как поток энергии, связанный с энергией покоя нас не интересует.

[svv]

wrest в сообщении #1425738 писал(а):

точка приложения силы двигается, работа совершается

Но прямой связи нет. Пример. На поверхности воды большой плот, на плоту мотоцикл. Сначала они неподвижны. Теперь мотоциклист завёл мотоцикл и поехал влево. Плот медленно поплыл вправо. (Всё в системе земли.)

Сила, с которой колёса мотоцикла действуют на плот, направлена вправо. Точка приложения силы смещается влево. Стало быть, работа этой силы над плотом отрицательна? Почему тогда возросла кинетическая энергия плота?

[EUgeneUS]

svv в сообщении #1429510 писал(а):

Точка приложения силы смещается влево.

Важно аккуратно различать "точка приложения силы двигается" и "точка приложения силы смещается".
В Вашем примере,
а) точка приложения силы (от колеса к плоту) движется вправо. Так как это точка плота, а он движется вправо.
б) но смещается влево (в каждый момент времени точка приложения силы разная).

а) - отвечает за работу, совершенную силой.
б) - "солнечный зайчик".

UPD: А впрочем ув. wrest на третьей странице именно это и говорили, в том числе и про солнечный зайчик.

[svv]

Великолепно, но надо, чтобы wrest!

[wrest]

svv в сообщении #1429510 писал(а):

Но прямой связи нет.

Речь-то шла о конкретной ситуации разгона автомобиля силами трения покоя колес об асфальт. Там всё сошлось :)

[Emergency]

wrest в сообщении #1429518 писал(а):

Речь-то шла о конкретной ситуации разгона автомобиля силами трения покоя колес об асфальт.

Некоторые любители трогаются с пробуксовкой. Там тоже в тепло переходит только часть сил трения.

[EUgeneUS]

wrest
Есть два понимания "разгона" - а) увеличение (модуля) импульса и б) увеличение кинетической энергии.

Для импульса. Импульс автомобиля увеличивает сила трения колеса об асфальт. В любой СО.
Для кинетической энергии. В СО Земли Земля покоится, а значит покоится точка колеса, контактирующая с Землей, а значит сила трения, приложенная к ней работы, не совершает. В сопутствующей ИСО автомобиля Земля движется, и сила трения работу совершает.

Можно еще такой пример привести:
1. Два одинаковых шарика расталкиваются пружинкой. Импульс системы сохранился, кинетическая энергия увеличилась.
2. Один из шариков абсолютно упруго отразился от стенки, в результате шарики приобрели одинаковую скорость (по величине и направлению). Импульс системы изменился, кинетическая энергия сохранилась.

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1429522 писал(а):

. В СО Земли Земля покоится, а значит покоится точка колеса, контактирующая с Землей, а значит сила трения, приложенная к ней работы, не совершает.

Да, так вот и пишет Мякишев в Кванте, ссылка выше в моём посте на 2 странице:
Мякишев Г.Я., Кондрашева Л., Крюков С. Работа сил трения //Квант. — 1991. — № 5. — С. 37-39.

Вопрос же, однако, в том, а какая же тогда сила совершает работу по увеличению кинетической энергии автомобиля?
Мякишев отвечает весьма уклончиво, он не пишет какая сила тут виновата, а переходит от сил к энергиям и употребляет выражение "за счет":

Цитата:

В нашем случае с автомобилем изменение кинетической энергии системы происходит за счет ее внутренней энергии, выделяющейся при сгорании топлива.

То, что химическая энергия топлива и кислорода воздуха переходит к кинетическую энергию автомобиля (то самое "за счет"), это-то и так понятно, непонятно только есть ли тут вообще какая-то работа по разгону автомобиля, и если есть, то какая именно и куда именно приложенная сила её совершает. :)

[EUgeneUS]

Согласно третьего закона Ньютона все силы - парные, действия и противодействия.
Очевидно, ненулевую работу может совершать только такая пара сил, для которой точки приложения сил в паре движутся друг относительно друга.

Например, сила, действующая на движушийся относительно цилиндра поршень, в ДВС (парная ей - сила, действующая на неподвижный цилиндр).

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1429549 писал(а):

Например, сила, действующая на движушийся относительно цилиндра поршень, в ДВС (парная ей - сила, действующая на неподвижный цилиндр).

Уходите от ответа. Вопрос был про автомобиль. Ну пусть будет самокат, чтобы не вдаваться в химию и термодинамику. Вы ставите ногу на землю, нога неподвижна относительно земли. "За счет этого" самокат едет... вперёд. Какая сила совершает работу по его (разгону системы самокат+самокатчик) разгону?

EUgeneUS в сообщении #1429549 писал(а):

Согласно третьего закона Ньютона все силы - парные, действия и противодействия.
Очевидно, ненулевую работу может совершать только такая пара сил, для которой точки приложения сил в паре движутся друг относительно друга.

Мне кажется, что ровно об этом (парности всех сил в системе) я и писал:

wrest в сообщении #1425721 писал(а):

Да, если мы, по заветам ув. realeugene проведем границу телега-лошадь по ремешкам, то парная третьезаконная сила упругости перестанет быть системно-парной и станет нескомпенсированной внешней (внесистемной) по отношению к системе "телега" силой. То же и с автомобилем: если мы проведем границу по поверхности автомобиля, сила трения покоя колеса-земля станет нескомпенсированной в системе "автомобиль" -- она станет внешней и будет разгонять автомобиль. И точка её приложения со стороны земли перемещается по земле, не является неподвижной, так что тут выходит, что вот эта сила и совершает работу по увеличению кин. энергии автомобиля.

Я бы предложил ещё такой вариант: автомобиль стоит на ручнике, на транспортёре.
Транспортер его разгоняет, а тменно -- сила трения покоя колеса-транспортёр. Есть ли тут принципиальные отличия от саморазгоняющегося авто?
Пусть теперь авто самобеглое электрическое и энергия идёт к нему по проводу, или от солнца, чтобы не привлекать внутреннюю энергию.

[EUgeneUS]

wrest в сообщении #1429552 писал(а):

Уходите от ответа.

Нет, не ухожу. Просто для автомобиля с ДВС это единственная пара сил, суммарная работа которых не ноль.

wrest в сообщении #1429552 писал(а):

"За счет этого" самокат едет... вперёд. Какая сила совершает работу по его разгону?

"За счет того", что одна стопа наподвижна (на земле), а вторая (на самокате) движется. Рассмотрите более простой пример - тележка отталкивается пружинкой от неподвижной стены.

-- 10.12.2019, 19:59 --

wrest в сообщении #1429552 писал(а):

Мне кажется, что ровно об этом (парности всех сил в системе) я и писал:

О том, да о другом.
Сила трения между колесом и дорогой, действительно не имеет пары в системе под названием автомобиль. Вот только в СО Земли она работу не совершает, в отличие от силы реакции оглобли для телеги.

-- 10.12.2019, 20:02 --

wrest в сообщении #1429552 писал(а):

Транспортер его разгоняет, а тменно -- сила трения покоя колеса-транспортёр. Есть ли тут принципиальные отличия от саморазгоняющегося авто?

Есть. Точка приложения силы теперь в СО Земли движется, а значит сила совершает работу (в СО Земли, конечно).