Сила и энергия

[Васятка]

PapaKarlo в сообщении #336706 писал(а):

Впрочем, я поверю, что у некоторых все расчеты - туфта, т.к. некоторые вряд ли приведут даже формулы для расчета "взаимодействия двух потоков энергии", не говоря уже об описании опыта для проверки этих расчетов и тем более о результатах подобных опытов. Или я ошибаюсь, Васятка?

Ну, когда же Вы ошибались, у Вас всё выверено, точно и даже соответствует канонам ЛЛ, а мы университетов не заканчивали.... увы нам, увы. Однако, физику я лично не рассматриваю, как общественную организацию с уставом в редакции ЛЛ, она как "степь без края, где каждый волен взять свою пригоршню снега". А правильную я из этого снега слеплю Снегурку или нет, рассудит время, куда спешить, поживём, увидим, не мы, так наши внуки. А с подходами в физике действительно не всё гладко, но кого-то и такое положение дел вполне устраивает, я был таким же лет 20 назад, а вот поди ж ты, дорос до собственного мнения и некоторых сомнений в устоях.

[dante21]

PapaKarlo в сообщении #336706 писал(а):

dante21 в сообщении #334073 писал(а):

Статистика = Нет движения = Нет энергии. Т.к. энергия - мера количества движения.

Наверное, статика.

Конечно, это опечатка.

PapaKarlo в сообщении #336706 писал(а):

Рассуждение "Нет движения = Нет энергии" неверно. Верно приблизительно так: "Нет движения = нет кинетической энергии".
Далее, "энергия - мера количества движения" - неудачное использовние терминологии, поскольку часто под количеством движения понимают импульс.

Дайте Ваше определение понятия "энергия".

[libra]

dante21 в сообщении #336745 писал(а):

Дайте Ваше определение понятия "энергия".

Во! До образовательного базиса доходим.
Давайте каждый участник дискуссии будет под любым понятием подразумевать что-то свое. Есть где развернуться! Слов много...
А можно взять Физическую энциклопедию 1998 г. издания. Там написано:

Цитата:

ЭНЕРГИЯ (от греч. energeia—действие, деятельность) — общая количеств. мера движения и взаимодействия всех видов материи. Э. не возникает из ничего и не исчезает, она может только переходить из одной формы в другую (энергии сохранения закон). Понятие Э. связывает воедино все явления природы.
В соответствии с разл. формами движения материи рассматривают разные виды Э.: механическую, внутреннюю, электромагнитную, химическую, ядерную и пр. Это деление до известной степени условно. Так, хим. Э. складывается из кинетич. Э. движения электронов и электрич. Э. их взаимодействия друг с другом и с атомными ядрами. Внутр. Э. равна сумме кинетич. Э. хаотич. движения молекул относительно центра масс тел и потенциальной Э. взаимодействия молекул друг с другом, Э. системы однозначно зависит от параметров, характеризующих состояние системы. В случае непрерывной среды или поля вводятся понятия плотности Э., т. е. Э. в единице объёма, и плотности потока Э., равной произведению плотности Э. на скорость её перемещения.
...

[dante21]

libra в сообщении #336756 писал(а):

dante21 в сообщении #336745 писал(а):

Дайте Ваше определение понятия "энергия".

Во! До образовательного базиса доходим.
Давайте каждый участник дискуссии будет под любым понятием подразумевать что-то свое. Есть где развернуться! Слов много...

Вопрос был задан участнику PapaKarlo для прояснения смысла этого высказывания:

PapaKarlo в сообщении #336706 писал(а):

Рассуждение "Нет движения = Нет энергии" неверно. Верно приблизительно так: "Нет движения = нет кинетической энергии".
Далее, "энергия - мера количества движения" - неудачное использовние терминологии, поскольку часто под количеством движения понимают импульс.

[PapaKarlo]

dante21 в сообщении #336745 писал(а):

PapaKarlo в сообщении #336706 писал(а):

Рассуждение "Нет движения = Нет энергии" неверно. Верно приблизительно так: "Нет движения = нет кинетической энергии".

Дайте Ваше определение понятия "энергия".

Не удовлетворит ли Вас не мое опредение?

В качестве "качественного" определения вполне можно взять процитированное libra из Физической энциклопедии. Качественность этого определения заключается в том, что оно не дает информации о том, как пользоваться понятием "энергия".

Вот "количественное" определение более общего плана, которое позволяет использовать его для решения конкретных физических задач

ЛЛ, Теоретическая физика в т. 1 "Механика", §6 "Энергия" писал(а):

В силу однородности времени лагранжева функция замкнутой системы не зависит явно от времени.
...
Отсюда видно, что величина

$$E=\sum_i\dot{q_i}\frac{\partial L}{\partial\dot{q_i}}-L$$

остается неизменной при движении замкнутой системы, т.е. является одним из ее интегралов движения. Эта величина называется энергией системы.

Функция Лагранжа определяется конкретными рассматриваемыми системами, соответственно получается конкретное выражение для энергии.

Понятия кинетической и потенциальной энергии также определены (для конкретного случая, обладающего, однако, достаточно большой общностью) в §5 "Функция Лагранжа системы материальных точек". Из этого определения также следует, что рассуждение "Нет движения = Нет энергии" не вполне корректно. Пример - внутренняя энергия системы. Она может определяться как преимущественно кинетической энергией движения составных частей при пренебрежимо малой энергии их взаимодействия, так и преимущественно энергией взаимодействия при пренебрежимо малой величине суммарной кинетической энергии составных частей - в зависимости от того, что это за система (например, идеальный газ или ядро атома).


Вопрос определения понятия "энергия" не касается замечания

PapaKarlo в сообщении #336706 писал(а):

Далее, "энергия - мера количества движения" - неудачное использовние терминологии, поскольку часто под количеством движения понимают импульс

поскольку "количество движения" и "ипульс" - это два наименования одного и того же понятия, не совпадающего с энергией. Именно в этом смысле процитированное выражение неудачно.

[dante21]

PapaKarlo в сообщении #336849 писал(а):

dante21 в сообщении #336745 писал(а):

PapaKarlo в сообщении #336706 писал(а):

Рассуждение "Нет движения = Нет энергии" неверно. Верно приблизительно так: "Нет движения = нет кинетической энергии".

Дайте Ваше определение понятия "энергия".

Не удовлетворит ли Вас не мое опредение?

Мне хотелось услышать Ваше понимание содержания понятия "энергия".

Все приведенные Вами и libra цитаты соответствуют моему пониманию, выраженному в утверждении "нет движения=нет энергии".

Возможно, Вы опровергли это утверждение из-за нарушения контекста его рассмотрения.

Если рассматривать его в самом общем контексте, то ясно, что есть много разных видов движения, которым соответствуют разные виды энергии.

Если под движением понимать "механическое движение тела", то очевидно, что речь идет о кинетической энергии. Т.е. "Нет механического движения тела=нет кинетической энергии".

PapaKarlo в сообщении #336849 писал(а):

В качестве "качественного" определения вполне можно взять процитированное libra из Физической энциклопедии. Качественность этого определения заключается в том, что оно не дает информации о том, как пользоваться понятием "энергия".

Разве главным отличием "качественного" определения от "количественного" состоит единственно в том, что "оно не дает информации о том как пользоваться понятием"?

Может "качественное" определение имеет отношение к пресловутому "физическому смыслу", который все время куда-то ускользает? А некоторые его все ищут и ищут.

PapaKarlo в сообщении #336849 писал(а):

Вопрос определения понятия "энергия" не касается замечания

PapaKarlo в сообщении #336706 писал(а):

Далее, "энергия - мера количества движения" - неудачное использовние терминологии, поскольку часто под количеством движения понимают импульс

поскольку "количество движения" и "ипульс" - это два наименования одного и того же понятия, не совпадающего с энергией. Именно в этом смысле процитированное выражение неудачно.

Согласен, мне следовало бы сказать не "энергия - [мера количества] движения", а "энергия - [количественная мера] движения". Тогда бы Вы не услышали "энергия - мера [количества движения]".

Хотя уловить разницу между [мера количества] и [количественная мера] весьма непросто. Буду благодарен, если Вы мне разъясните, тем более, что понятие энергии очень важно, т.к.

libra в сообщении #336756 писал(а):

Цитата:

Понятие Э. связывает воедино все явления природы.

[PapaKarlo]

dante21 в сообщении #336941 писал(а):

Мне хотелось услышать Ваше понимание содержания понятия "энергия".
Все приведенные Вами и libra цитаты соответствуют моему пониманию...

Они соответствуют и моему пониманию, особенно из ЛЛ. Кроме цитат я написал пару примеров в соответствии с моим пониманием. Честно говоря, с трудом представляю, как помочь Вам услышать мое понимание или прочесть о нем (эта трудность связана не с Вами, а со мной). Лучше Вы задайте конкретные вопросы, а я отвечу.

dante21 в сообщении #336941 писал(а):

Если под движением понимать "механическое движение тела", то очевидно, что речь идет о кинетической энергии. Т.е. "Нет механического движения тела=нет кинетической энергии".

С этим утверждением согласен, хотя меня смущает его общность. Я предпочел бы такую формулировку: "кинетическая энергия неподвижного в некоторой системе отсчета тела равна нулю в этой системе отсчета".

Кстати, обратите внимание, что в энциклопедии говорится о мере движения и взаимодействия, а Вы последнее в Ваших текстах опустили.

dante21 в сообщении #336941 писал(а):

Разве главным отличием "качественного" определения от "количественного" состоит единственно в том, что "оно не дает информации о том как пользоваться понятием"?
Может "качественное" определение имеет отношение к пресловутому "физическому смыслу", который все время куда-то ускользает? А некоторые его все ищут и ищут.

Мое разделение на качественное и количественное определение нестрогое, наверное, я зря его привел - не хочется скатываться в пустофилософские обсуждения. Цитата из Физической энциклопедии - общеописательная, в энциклопедии не хватит места для такого строгого и полного описания, как приведено в учебнике. В указанной цитате в словесной форме выражено следствие независимости лагранжиана от времени и его аддитивность, а также указано на общность этого подхода (применимость не только к механическим явлениям). Но представьте себе, что у Вас есть только эта информация о понятии "энергия". Сильно ли поможет Вам такое определение? Как, например, воспользоваться законом сохранения энергии "Э. не возникает из ничего и не исчезает" для решения конкретной задачи или для разработки некоторого теоретического построения, если кроме энциклопедии другой информации о энергии нет?

Физический смысл энергии вполне ясен из ЛЛ. Выражение "Э. не возникает из ничего и не исчезает" вообще имеет философский оттенок, поскольку "возникать" и "исчезать" у читающего энциклопедию может вызвать предположение, что энергия - это нечто такое, как, например, деньги: они не возникают сами собой, их надо заработать или украсть, и они не исчезают, а лишь переходят из нашего кармана в чужой (или наоборот). Нормальное физическое выражение - утверждение, что энергия является интегралом движения замкнутой системы при условии однородности времени.

dante21 в сообщении #336941 писал(а):

Хотя уловить разницу между [мера количества] и [количественная мера] весьма непросто. Буду благодарен, если Вы мне разъясните...

То, что Вы взяли часть Вашего определения в скобки, говорит о их необходимости. Иными словами, без них Ваше определение не содержит необходимой информации (конкретно - допускает абсолютно неверное толкование).

Учитывая замечание об энергии как характеристике взаимодействия, попробуем дополнить Вашу формулировку и получим что-то вроде "энергия - [мера количества] движения и взаимодействия". И сравним ее с такой: "энергия - количественная мера движения и взаимодействия". Какую Вы считаете более удачной? Ту, где говориться о "[мере количества] взаимодействия"?

Если мы говорим о мере чего-либо, то, видимо, осмысленным является и это "что-то". Возвращаемся к количеству движения и количеству взаимодействия.

О "количественной мере". Вы знаете другую меру, используемую в физике? Если слово "количественная" опустить: "энергия - мера движения и взаимодействия", Ваше определение что-то потеряет?

Как ни крути, но исходное выражение неудачно.

[dante21]

PapaKarlo,
Эта наша мини-дискуссия началась с того, что Вы опровергли утверждение "Нет движения=нет энергии".

Это утверждение было сделано в контексте обсуждения методологический аспектов мысленного эксперимента, обсуждаемого в данной теме.

Методология имеет непосредственное отношение к философии. О роли философии в физике я уже писал в другой теме. Процитирую здесь:

dante21 в сообщении #333635 писал(а):

Цитата из статьи http://ru.wikipedia.org/wiki/Физика
"Первоначально термины «физика» и «философия» были синонимичны, поскольку обе дисциплины пытаются объяснить законы функционирования Вселенной. Однако в результате научной революции XVI века физика выделилась в отдельное научное направление."

Получается, что философия - мать физики.

Философия упорядочивает процесс мышления и в целом процесс научного познания мира через методологию.

Методология науки - раздел философии науки, а философия науки - раздел философии как таковой (см. http://ru.wikipedia.org/wiki/Методология науки).

Мне кажется, что наше с Вами недопонимание основано на разном отношении к "матери физики":

PapaKarlo в сообщении #336995 писал(а):

Мое разделение на качественное и количественное определение нестрогое, наверное, я зря его привел - не хочется скатываться в пустофилософские обсуждения.

Я считаю, что пренебрежение физиков к философии и философской подготовке приводит как раз к увлечению количественными описаниями в ущерб качественным.

Так из физики и вымывается пресловутый "физический смысл".

Почему-то раньше философская подготовка была необходимым базисом для научной подготовки в любой дисциплине. Многие физики получали сначала степень доктора философии. Даже сейчас в некоторых странах эта практика сохранилась. Но только, к сожалению, не у нас.

PapaKarlo в сообщении #336995 писал(а):

Кстати, обратите внимание, что в энциклопедии говорится о мере движения и взаимодействия, а Вы последнее в Ваших текстах опустили.

Взаимодействие — форма движения. (http://ru.wikipedia.org/wiki/Взаимодействие)

PapaKarlo в сообщении #336995 писал(а):

Как ни крути, но исходное выражение неудачно.

Так я же согласился, не заметили?

dante21 в сообщении #336941 писал(а):

Согласен, мне следовало бы сказать не "энергия - [мера количества] движения", а "энергия - [количественная мера] движения". Тогда бы Вы не услышали "энергия - мера [количества движения]".

А скобками я выделил смысловые единицы во фразах, чтобы дополнительно обратить Ваше внимание на определенную тавтологичность общепринятых формулировок. Что Вы и подтвердили:

PapaKarlo в сообщении #336995 писал(а):

О "количественной мере". Вы знаете другую меру, используемую в физике?

Вот именно, не знаю.

Я бы предпочел (хотя-бы в интересах школьников и студентов) определения вида:

Импульс - количественная характеристика движения, которая описывает такое-то свойство этого движения или акцентирует внимание на каком-то аспекте движения.

Энергия - количественная характеристика движения, которая описывает такое-то свойство (другое, нежели импульс) этого движения или акцентирует внимание на каком-то аспекте (другом, нежели импульс) движения.

PapaKarlo в сообщении #336995 писал(а):

Честно говоря, с трудом представляю, как помочь Вам услышать мое понимание или прочесть о нем (эта трудность связана не с Вами, а со мной). Лучше Вы задайте конкретные вопросы, а я отвечу

В контексте данной мини-дискуссии у меня остался только один вопрос: "Вы согласны, что философская подготовка необходима современному ученому?"

[Newton]

Интересная дискуссия получилась по казалось бы тривиальному вопросу. Для меня ответ на вопрос ясен, но не всегда понятны трудности, с которыми сталкиваются участники дискуссии. Возможно, одна из трудностей связана с неопределенностью постановки вопроса.

Процесс поддержания груза с помощью водяной мельницы бесспорно может сопровождаться переходом энергии в тепло. Является ли этот переход необходим в идеальном случае? Мой ответ отрицательный.

Процесс поддержания груза с помощью водяной мельницы бесспорно может сопровождаться вертикальным дрожанием или колебанием подвешенного тела. Является ли это дрожание необходим в идеальном случае? Мой ответ отрицательный.

В идеальном случае водяной поток сохраняет свою энергию. Это не мешает ему создавать силу, поддерживающую тело.

PS
Что касается психологической интерпретации силы, вопрос интересный, но не факт, что он поставлен правильно. На мой взгляд, то, что мы переживаем при мышечном напряжении, связано не с силой, а причиной эту силу (в физическом смысле) порождающей. Это особенно становится ясным, если задуматься о том, что силы, действующие на нас извне, не наполняют нас потенциальной энергией. Другими словами, мы всегда производим работу независимо от того, положительная она или отрицательная с точки зрения физики.

[Newton]

Victor Orlov в сообщении #331897 писал(а):

бывает передача энергии без совершения работы. Наиболее наглядный пример - вращение твердого тела. При этом между противоположными частями вращающегося тела идет непрерывный обмен энергией и импульсом.

На это arseniiv ответил.

arseniiv в сообщении #331943 писал(а):

в этой теме обсуждается реальная физика, а не ваша.

А вот мне любопытно, что здесь и в каком смысле нереальная физика.

[master]

Newton в сообщении #341562 писал(а):

Является ли это дрожание необходим в идеальном случае?

некоректно.
дрожание просто есть
хотя если для вас идеальный случай это принебрижение малыми колебаниями?

[Newton]

master в сообщении #341564 писал(а):

дрожание просто есть

На мой взгляд, тут нет проблемы, хотя согласен, следует уточнить терминологию. Когда я говорю "есть" или "существует", я не говорю, что это существует на самом деле. Я говорю, что это существует в той или иной теории, в той или иной модели. Например, в классической механике существуют скорости больше скорости света. Я совсем не против поговорить о существовании "на самом деле" и о "просто существует", но это уже будет скорее философия, нежели физика.

В данном конкретном случае я имел в виду, что для понимания того, как водяное колесо держит на весу груз, нет необходимости включат в модель происходящего представления о тепле и дрожании.

[Yakov-Chin]

Xey

Цитата:

А как по вашему, вертолет тратит энергию, когда неподвижно висит в воздухе?

Просто у него кончился бензин.

Цитата:

Вам уже ответили , энергия падающей воды (m*g*h) идет на нагрев этой воды.

Не тратится на нагрев и нет дрожания. Если эту задачку решать в идеале, т.е. отсутствует трение в механизмах передачи, то эту задачку можно переиначить так. Допустим на весах с одной стороны подвешено твердое тело, а на другой сосуд ввиде ведра масса воды по кромку, в котором совпадает с массой твердого тела, а в ведро постоянно льется вода (ну, выливается через края)
Потенциальная энергия падающей воды переходит в кинетическую.

Цитата:

Рассмотрите пароход, привязанный к причалу . Чтобы натянуть веревку, ему приходится крутить колесами, тратить энергию, которая передается отбрасываемой воде и в финале преобразуется в тепло

В данном случае - да и в кинетическую энергию водяного потока. Но вскипятить воду таким образом будет трудно.

[terminator-II]

dante21 в сообщении #331330 писал(а):

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?

Тратится энергия воды, частицы воды стекая с колеса теряют скорость, работу совершает сила трения воды о колесо

[Newton]

terminator-II в сообщении #341849 писал(а):

Тратится энергия воды, частицы воды стекая с колеса теряют скорость, работу совершает сила трения воды о колесо

Точно, точно. А я все думал, почему самолеты летают. Оказывается, они разгоняются, чтобы встречный ветре терся о крылья и нагревал их.