Сила и енергия-има ли неизяснени казуси?

[juliang]

ОК. Имаш една безкрайно тежка конструкция на релси. На нея има тяло с тегло 1 килограм, на което ти прилагаш сила 1 нютон за 1 секунда. Конструкцията се движи със 100 м/сек спрямо Земята.
С колко ще се е променила кинетичната енергия на тялото спрямо конструкцията и с колко - спрямо Земята?
Как така се случва, че количеството енергия в тялото зависи от отправната точка? Уж една и съща сила прилагаш, а енергията - различна...
Такива неща се случват, като почнеш да месиш скалари и вектори...

[Bat_Vanko]

Защото формулата по която се изчислява това взаймодеиствие е следната: Vx =Fx .t +m . Vox /m където Vx е крайната скорост на тялото след въздействието на импулсната сила Fx за времето  t  а Vox e началната му скорост по направление  на  оста  X.                                                                                                 

kd_dinev я пак погледни тази формула за какви условия е изведена и дали ти я преписваш вярно защото:
1. във вторият член "m . Vox /m" маса с маса се съкращават и остава само скоростта
2. в първият член "Fx .t" - сила по време не дава скорост

[kd_dinev]

Бат Ванко първият и вторият член са заедно над чертата, а масата е под нея, съжалявам че съм я изписал не съвсем прегледно.   Юлиане когато за скоростта са дадени големина и посока, както в случая тя е векторна величина, къде тук видя смесване на вектори и скалари? Това което давам като пример е просто един умален модел на ефекта на Оберт в земни, а не космически условия. Ако твърдиш, че за ускоряването на велосипедистта от 78 до 88 м/сек са ти небходими 83 000 джаула как ще обясниш включването на двигателя на космическия кораб точно в перихелия на орбитата  когато скоростта му е най висока? По твоята логика целия този маньовър се обезсмисля защото където и да запалиш двигателя в която и да е точка ще ти е необходима толкова енергия с колкото ще се увеличи кинетичната енергия на кораба. Всеки който е управлявал автомобил знае, че когато имаш последователни  спускания и изкачвания можеш да спестиш гориво стига да знаеш как...

[kd_dinev]

Эффект Оберта используется при пролётах тел с включённым двигателем в так называемом манёвре Оберта, при котором импульс двигателя применяется при наибольшем сближении с гравитирующим телом (при низком гравитационном потенциале — низкой потенциальной энергии и высокой скорости — большой кинетической энергии, так как сумма этих энергий в системе, над которой не производится работа, постоянна). В таких условиях включение двигателя даёт большее изменение кинетической энергии и достигаемой в результате манёвра скорости по сравнению с тем же импульсом, применённым вдали от тела. Для получения наибольшего выигрыша от эффекта Оберта требуется, чтобы космический аппарат смог создать максимальный импульс на наименьшей высоте; из-за этого манёвр практически бесполезен при использовании двигателей с относительно низкой тягой, но с высоким удельным импульсом.

[juliang]

... Юлиане когато за скоростта са дадени големина и посока, както в случая тя е векторна величина, къде тук видя смесване на вектори и скалари?

Кинетичната енергия е скаларна величина.
Затова и ти е трудно да разбереш, че можеш с една и съща сила, приложена за едно и също време върху едно и също тяло да получиш различна добавка в кинетичната енергия. Както можеш със същата сила не да увеличиш, ами да намалиш кинетичната енергия на тялото, просто като я приложиш в противоположна на движението посока.
Звучи откачено, нали - влагаш сила, а енергията намалява... но това не те смущава, докато не се замислиш

[kd_dinev]

И защо пък реши, че ми е трудно да го разбера след като ти давам съвсем конкретен пример как на практика се случва това? Ти не можеш да схванеш, че при велосипедистите упражняваш сила от 1000 нютона за една секунда но резултата в единия случай е 83 метра над началната точка на спускане.Т.е. според закона на добрия стар Джаул ще имаш едни 82 170 джаула, които можеш да превърнеш в топлинна енергия!

[juliang]

Я сега си представи, че вместо велосипедист имаш самолет, дет се движи със 1 000 м/сек, а не с 10 м/сек. С едни 1 000 нютона ще получиш мегаджаули, да не кажа гигаджаули!
Ама има малък проблем... това дет ще даде тия 1 000 нютона трябва вече да е качено на самолета, и да е ускорено до 1 000 м/сек заедно с него. И някой трябва да е похарчил мега-гига-джаули за да го ускори. Ти хващаш задачата от средата (като с велосипедиста дет вече някой го е качил на баира на Ихтиман и не питаш колко енергия е похарчена за това) и почваш да я решаваш оттам нататък.
Така се случва като разглеждаш нещата теоретично. Имаш една представа за някаква сила, ама не се сещаш че силата тежи. Щот теоретичната физика работи с идеално твърди тела, с бекрайно големи тела или тела с нулева маса... неща дет ги няма в реалността.

Кола със 100 км/ч и стена. Ти си в колата, люсвш се в стената и викаш "Ми аз изхарчих 2 литра гориво за да се ускоря и затуй получих тая енергия при удара". Да, ма аз стоя пред стената, ти ме люсваш и аз к'во да кажа? "Я, море от енергия, при това безплатна!"... Щот аз нищо не съм похарчил за тоя фойерверк, нали?

[kd_dinev]

Евала Юлиане ти имаш дарба на писател фантаст чак се просълзих с тоз пример къде те размазвам на стената. Умори ме от смях. За щастие понеже пак не си прочел и разбрал няма да се наложи. Тези 82 170 джаула ги отнемаш от велосипедиста преди да е стигнал първоначалното ниво от 300 ме тра. Каквато й енергия да си ползвал за да го качиш до тази денивелация тя си остава в  тялото и можеш да я извлечеш от него

[alvion]

Здравейте, кажете вие ако взема пример с един кондензатор с  капацитет 1000 микрофарада, зареден до 100 волта. И го дозаредя (добавя още 10 волта) до 110 волта. Заряда на кондензатора 1000 микрофарада - енергията е Е=0.5*С*U*U. И същия кондензатор зареден само от 0 до 10 волта. Каква е разликата? Мисля си, че за да заредя кондензатора до 100 волта ще трябва само първоначално и после да се зарежда до 110 волта и разрежда пак до 100 волта циклично, като минимум 100 волта остават заряд винаги в кондезатора от 1000 микрофарада. Вие Какво Мислите аз понеже не съм велосипедист и го мисля с кондензатор.

[kd_dinev]

Юлиане, формулата на която се основават тези примери е : P= F . V  където P е мощност F е силата, която се прилага, а V е скоростта на тялото върху което се прилага тази сила. Както сам виждаш дори и съвсем малка сила може да развие голяма мощност ако процеса е цикличен както е при маневрата на Оберт. Но същото може да се получи и при велосипедистта стига да се редуват слизания и изкачвания. И посоките на силата и скоростта трябва да съвпадат.

[juliang]

Силата и скоростта са ВЕКТОРИ, а мощността какво е в тоя случай?

[kd_dinev]

Силата и скоростта са вектори но това не пречи да могат да се умножават като скалари, както е в тази формула. Резултата е скалар, това се отнася и до мощността в този случай...

[kd_dinev]

Юлиане, като си такъв голям специалист по вектори и векторно смятане можеш ли да обясниш какъв ще е резултата ако приложим една и съща сила от 1000 нютона действаща за една секунда върху тяло с маса 100 кг но в два различни случая.В първия силата е насочена вертикално нагоре, а във втория е успоредна на земната повърхност. Приемаме, че тялото е в покой и няма сили на триене.

[Номак]

Dinev,взима да ми писва от теб.ща попитам направо-ще даваш ли СЕто или само ще бърбориш?

[kd_dinev]

Е ще трябва да ме изтърпиш още малко. Сега понеже на никой от височайшите колеги от форума не му се отговаря, ще се наложи да си отговоря сам. В първия случай имаме стандартната дефиниция за мощност равняваща се на хиляда вата или един киловат. Ако го онагледим това е примерно електродвигател консумиращ ток с големина 100 ампера при 10 волта захранващо напрежение. Ако КПД на двигателя е единица, той ще работи без загуби и ще превръща цялата входяща енергия в работа. Издигайки товар от 100 кг на височина един метър за една секунда
 двигателя ще трябва да работи срещу силата на тежестта, която в случая е 1000 Нютона. Енергията която ще изразходва ще бъде 1000 джаула точно колкото ще притежава тялото издигнато на един метър от земната повърхност. Остава да се изясни въпроса какво се случва когато същата тази сила се приложи в хоризонтално направление?