Сила и енергия-има ли неизяснени казуси?

[kd_dinev]

Да вкарваме енергия в системата. Нека видим как става това. Казахме, че при всяко приложение на силата амплитудата на махалото расте. Тъй като по условие m.g.h,=m.v,^2/2 следва, че скоростта на тежестта в най ниската точка се е повишила в резултат на приложената сила и тя придобива допълнителен импулс. Пак по дефиниция при липса на съпротивителни сили амплитудата се стреми към безкрайност, което означава, че при всяко приложение на силата на генератора тежестта ще получава импулс с еднаква големина. Но от показаната формула се вижда, че кинетичната енергия зависи от скоростта на квадрат и от това следва и рязкото увеличение на амплитудата при резонанс. При колкото по висока скорост прилагаме силата толкова по голяма ще бъде нейната мощност и толкова по голяма ще е енергията на махалото получена за един и същ интервал от време.

[kd_dinev]

http://life.mosmetod.ru/index.php/item/krylatye-kacheli                                                                                                 Ето как физиката решава неудобния за нея въпрос с квадратичната зависимост на кинетичната енергия от скоростта.

[kd_dinev]

Какво ще бъде ако стойностите на ъгъла на отклонение са по големи? Нека люлката е същата но масата на човека е 100кг дължината l е 5м а силата която прилагаме е 100 N за време 1сек. Отклоняваме махалото под ъгъл от 90 градуса като за целта ще ни се наложи да изразходваме енергия от порядъка на 5000 джаула. Пускаме го и в най долната точка на траекторията прилагаме силата от 100 Нютона, като към скоростта от 10м/сек, която тялото вече притежава прибавяме още 1м/сек. При скорост от 11м/сек кинетичната енергия вече ще е 6050 джаула или с 1050 джаула повече отколкото сме използвали за да издигнем тялото до 5 м височина. За тези 1050 джаула реално сме използвали сила от 100 Нютона за една секунда. Ако сила с такава мощност използваме директно срещу силата на тежестта ще можем да издигнем тяло с маса от 10 кг на височина 1 метър за една секунда. Потенциалната енергия на такова тяло би била 100 джаула.

[epwpixieq-1]

силата която прилагаме е 100 N за време 1сек.

да ама не, както се казва

Пускаме го и в най долната точка на траекторията прилагаме силата от 100 Нютона, като към скоростта от 10м/сек, която тялото вече притежава прибавяме още 1м/сек. При скорост от 11м/сек кинетичната енергия вече ще е 6050 джаула или с 1050 джаула повече отколкото сме използвали за да издигнем тялото до 5 м височина. За тези 1050 джаула реално сме използвали сила от 100 Нютона за една секунда.

Пропускате нещо вжано и от там ви идва обръкването което имате, вижте дефиницията на Нютон: https://en.wikipedia.org/wiki/Newton_(unit)!

1 kilogram an acceleration of 1 metre per second per second

Сега си помислете какво означава да ускорите движещо се тяло и за колко време вашата сила ще действа, за да можете да му придадете по-висока скорост! При най-ниската точка където вие прилагате силата, скоростта на тялото ще бъде (примерно) 10m/s. Тоест за да го ускорите с 1m/s, от 10m/s до 11m/s, със сила от 100 N  вие трябва да приложите тази сила за (прилизиателно) 0.1 s, понеже само тогва тялото ви ще се ускори до скорост по-висока от тази на тялото което искате да тласнете (и придадте импулс). Проблема е че тези 100 N приложени за 0.1s определено не са 100 J, и като ги изчислите ще ви дадат точно ващата мистериозно придобита енергия Надявам се сега да разберете къде правите грешка.

[kd_dinev]

                F.(t2-t1)=m.v2-m.v1 това е коректния запис на втория закон на Нютон, който би следвало да се използва в този случай. Ако силата е 100 Нютона и масата на тялото е 100кг за една секунда скоростта му ще нарасне до 11м/сек. Може да се приложи сила от 1000 Нютона за 0.1сек или 10000 Нютона за 0.01сек  резултата ще е същият.

[juliang]

Динев, пак си представяш силата като една стрелка, нарисувана на хартия...
Имаш топка за боулинг, тежаща 10 килограма. Стои неподвижно. И ти стоиш неподвижно. Прилагаш и сила 100 нютона и тя се ускорява.
С'я втори случай - ти пак си стоиш неподвижно, ама топката за боулинг преминава със скорост 100 м/сек покрай теб.
Чисто физически... как ще й приложиш тия 100 нютона? Докат стоиш на място няма да можеш да я бутнеш, щото ще трябва да ускориш цялата си ръка до над 100 м/сек, за да можеш да в бутнеш. Тия 100 нютона дет ще ги приложиш пораждат и обратна сила от 100 нютона, която трябва да се поеме от нещо, дето вече е било ускорено до 100 м/сек. Няма такава сила, дет да излезе от нищото, да е безтегловна и безразмерна и да бутне топката.

Да, в топката слагаме реактивен двигател и когато топката е със 100 м/сек, включваме двигателя. Ама някой трябва да е ускорил и топката, И ДВИГАТЕЛЯ, и ГОРИВОТО МУ до 100 м/сек.

Затова и ти изглеждат противоречиви числата и формулите. Силата върши работа, не качва енергия. А в работата фигурира преместване, което е функция от скоростта. Сила действаща на тяло което първоначално е било спряло и после се е ускорило до 10 м/сек няам да го ускори от 100 до 110 м/сек. Щото тази сила ще действа на по-голямо разстояние, макар че ще е за едно и също време.

И пак опирам до примера със сила, действаща на закопан в земята стълб. Тази сила не извършва работа, защото няма преместване. И стълба не си увеличава енергията, защото не се премества. Действа си една сила, и... и нищо не става.

[epwpixieq-1]

Ако силата е 100 Нютона и масата на тялото е 100кг за една секунда скоростта му ще нарасне до 11м/сек.

Основна грешка, 100 N приложени върху маса на тялото с 100 kg, в продължение на 1 s го ускоряват до 1m/s. Което придава енергия на движещото се тяло от 100 J. Това е точно по дефиницята.

С'я втори случай - ти пак си стоиш неподвижно, ама топката за боулинг преминава със скорост 100 м/сек покрай теб. Чисто физически... как ще й приложиш тия 100 нютона? Докат стоиш на място няма да можеш да я бутнеш, щото ще трябва да ускориш цялата си ръка до над 100 м/сек, за да можеш да в бутнеш.

Тук juliang правилно ви каза. Или друг, даже още по лесен пример. Според вашата логика, имаме кондензатор който вече е зареден с 10 V и му прилагаме допълнително напрежение от 1 V и (някак си) напрежението му става на 11 V. С такава логика ще имаме безкрайно много, и лесно достъпна енергия, ощв утре

[kd_dinev]

Да, бихме могли да имаме достъп до безкрайно много и лесно достъпна енергия. Сам давате пример в който по дефиниция сила от 100 Нютона приложена върху тяло с маса от 100кг за една секунда го ускорява до 1м/сек. Ако приложим сила от 300 Нютона върху същото тяло за една секунда ще го ускорим до 3м/сек. Кинетичната енергия на тялото ще е 450 джаула. Ако приложим тази сила вертикално нагоре опитвайки се да го издигнем ще се получи примера на Юлиан със стълба доколкото ще прилагаме сила но тялото няма да помръдне. С тази сила от 300 Нютона можем да издигнем тяло с маса 30кг до 1метър за една секунда, като потенциалната му енергия ще е 300 джаула...

[dmitarp]

С тази сила от 300 Нютона можем да издигнем тяло с маса 30кг до 1метър за една секунда, като потенциалната му енергия ще е 300 джаула...

Я помисли още малко, с тази сила тази маса и на йота няма да е помръднеш във вертикална посока, пък ако ще и за сто години.

[kd_dinev]

Интересно, защо със сила от 1000 Нютона можем да издигнем тяло с маса 100 кг на височина един метър за една секунда а не можем да го направим със сила 300 Нютона приложени към тяло с маса 30кг ?

[dmitarp]

Не, не можеш. Защото на същото това тяло действа и силата на тежестта, която се уравновесява със външната сила ( двете сили са равни, но противоположни по-посока) и тялото остава там където си е било. Сега ако прилагаш разни софистики от рода на, че g = 9.81, и силата на тежестта е по-малка, е друго но и в този случай пак няма да издигнеш тялото за една секунда.

[kd_dinev]

Така е, прав си в този случай действа и силата на тежестта и за да я преодолееш ще ти трябва по голяма сила и съответно енергия. Но ако силата се прилага в хоризонтално направление и липсват сили на триене то ефективността й ще нарасне многократно.

[juliang]

Опитваш се да забиеш пирон в дъска, поставяйки дланта си на главата му и натискайки с всичка СИЛА. После се опитваш да го забиеш, ползвайки чук.
Сила и енергия - схващаш ли разликата?

[kd_dinev]

Схващам я разбира се. Твоята теза е, че сила и енергия не са едно и също нещо и че можеш да прилагаш сила без това да води до изменение на енергията на тялото върху което прилагаш силата. Нямам нищо против това-то си е така.Въпросът тук е една и съща енергия ли ще придобие дадено тяло ако приложиш спрямо него една и съща сила за еднакъв интервал от време в хоризонтално и вертикално направление?

[juliang]

Енергията е относително понятие. Кинетичната енергия е спрямо нещо. Ако си в движещ се влак, и ускориш една неподвижна топка за боулинг НАЗАД по кодирдора на вагона, то тази топка ще получи кинетична енергия спрямо вагона, но кинетичната й енергия спрямо земната повърхност ще намалее.
Ти повдигаш едно тяло нагоре на земната повърхност. Но ако е пълнолуние и Луната е над главата ти, ти го приближаваш спрямо Луната, и намаляваш неговата потенциална енергия спрямо Луната...  Или аре, не си на Земята, а на точката в космоса в която привличането на Земята и Луната са уравновесени. Преместването на тялото е "повдигане" спрямо едното небесно тяло, но същевремено "спускане" към другото.

Как така едно тяло едновременно ще придобие и ще загуби енергия?

Затова и ти обяснявам, че силата извършва работа. Силата премества тяло. Преместването вече е еднозначно спрямо която и да е отправна точка. А енергията на това тяло как се е променила е въпрос на гледна точка, относително е.