Сила и енергия-има ли неизяснени казуси?

[kd_dinev]

Ами нормално е да спре за под пет метра, защото зависимоста на спирачния път от скоростта на автомобила е квадратична, а не линейна. Или иначе казано два пъти по висока скорост, четири пъти по дълъг спирачен път.

   При движение на автомобила с постоянно ускорение скоростта се увеличава линейно във времето, но изминатия линеен път расте квадратично.Когато автомобила се движи с постоянно ускорение и силата, упражнявана от двигателните колела F се разпределя върху всеки метър от изминатия път, това означава, че CVT  трансмисията ще намалява нейната големина на метър изминат път, но сумарно ще я запазва постоянна във времето.












---

3. Разпределение на силата спрямо пътя:

Тъй като силата  е постоянна, а пътят  нараства квадратично във времето, това означава, че силата, разпределена на всеки метър от изминатия път, намалява.

Физически това може да се разбере чрез работата, извършена от силата:

W = F . s

[kd_dinev]

    Гледайки тази формула се сетих откъде произлизат споровете по темата. Формулата за механична работа в този й вид

                                                  W = F . s

     произтича от концепцията на Уат за работа и механична мощност:

                                                   P = F . v

    В тази концепция се приема, че механичната работа се извършва винаги срещу някаква сила т.е. имаме действие на сила срещу сила и движението се извършва в динамично равновесие. Въвеждайки единицата за мощност конска сила Уат имплицитно въвежда изискването скоростта с която се движи товара да е константа. Този инжинерен подход е добър при изчисленията на производителността на парните машини, но оставя без анализ редица физични явления в които ускорението е ключов фактор. По лошото е, че това скрито, неафиширано изискване води до погрешно и неправилно прилагане на така дефинираната механична мощност към тези явления.

    За разлика от Уат, концепцията на Кориолис за механична работа е свързана с действието на сила срещу маса и той извежда формулата за работа директно от втория закон на Нютон като използва неговата импулсна формулировка

                                              W= F . s = delta Ek

     Тук механичната работа е пряко свързана с времето на действие на силата и ускорението, което тялото получава в резултат на това действие. Кориолис, както и Нютон разглеждат движението на тялото в двумерна инеционна система свързана със земята, където освен реалната сила предизвикваща ускорението други сили не съществуват.

     В първия ми пост съм следвал точно тази логика, доколкото и Кориолис разглежда механичната работа като промяна на кинетичната енергия на тялото под действие на постоянна във времето сила.

   И тук формулата

       Delta Ek = F^2. t^2/2. m
   
   е много подходяща за прилагане.

[kd_dinev]

Прав си juliang, но нека да го обясня простичко като за dinev.
1. Колата се спуска по надолнище. Бордовият компютър показва разход 0.5 л/100 км и 2000 оборота - двигателя се намира в режим на спирачка.
2. Колата се движи хоризонтално (при насрещен, нулев или съпътен вятър). Бордовият компютър показва разход 5 л - двигателят е в режим на преодоляване само на челното съпротивление (което дори и в този случай е различно).
3. И колата се изкачва - разход 20 л.
Както виждаш (в което силно се съмнявам) едни и също обороти, но различна мощност на вала на двигателя т.е. P(t).

Скоростта не се изменя линейно във времето. Не гледай анимации, а реални клипове със ускорение на автмобили със CVT кутии.

 

https://www.youtube.com/watch?v=-NIPsmavbzE&lc=z133jborswngyfcsf22tchy5branfnalb

     Защо Бат Ванко не разгледа този четвърти случай,който е показан много ясно на клипа. Или за тебе и този клип е фейк, някой специално го е снимал да те заблуди или да ти загуби безценното време...

     В какво се изразява този четвърти случай?
 Колата се движи хоризонтално. Разглеждаме ускорението между 40 и 70 км/час. Бордовия компютър показва 10.8 литра разход, оборотите са 5000 в минута. времевите интервали са следните:

           40км/ч       достигнати за 3.53 секунди
           50км/ч       достигнати за 4,51 секунди
           60км/ч       достигнати за 5,60 секунди
           70км/ч       достигнати за 6.85 секунди

  Както виждаш едни и същи обороти, един и същ разход на гориво, постоянна мощност на двигателя, която се отразява в подържане на постоянно ускорение, като отчетем нарастващото челно съпротивление.
   
  Ако отчетем факта, че масата на Нисан Тийда е 1200 кг, то кинетичната му енергия ще нараства квадратично спрямо времето:

          40км/ч          74 074 джаула
          50км/ч          115 741 джаула
          60км/ч          166 667 джаула
          70км/ч          226 852 джаула

  Както сам виждаш /надявам се/ силата F която бута Нисана остава постоянна във този времеви интервал доколкото и ускорението е постоянно, а скоростта нараства линейно във времето.

[Bat_Vanko]

Динев, за пореден път се убеждавам че в главата ти е пълна каша и няма шанс следващите 100 години това състояние да се подобри!

Както сам виждаш /надявам се/ силата F която бута Нисана остава постоянна във този времеви интервал доколкото и ускорението е постоянно, а скоростта нараства линейно във времето.

С най голямо прискърбие трябва да ти съобщя, че не съществува ДВГ който да дава сила (поне не и към този времеви отрязък). Всичките дават момент! И силно се надявам някъде в следващите 100 години все пак да успееш да разбереш разликата между сила и момент
Успех в начинанието!

[epwpixieq-1]

Темата е реплика към един спор,който така и остана неразрешен...Вярно,че ставаше въпрос за лостове,но един от участниците предложи да махнем лостовете и да видим какво ще се получи,като обяви за куца логиката,по която следва,че една и съща сила придава различни енергии на телата в зависимост от големината на масите им.Тъй като тука има доста разбирачи на нютоновата механика,очаквам да ме коригират ако греша някъде.От закона на Нютон F=m.a следва,че ако имаме две тела съответно с маси 100кг. и 10кг. и приложим върху тях сила от 100нютона в продължение на една секунда то ускорението което ще получат е съответно 1м/сек и 10м/сек на -втора степен.От това следва,че в края на секундата скоростта на тялото с по-голямата маса ще е 1м/сек а на тялото с по-малка маса 10м/сек.Какви кинетични енергии обаче ще притежат двете тела в резултат на действието на тази сила?Тялото с маса 100кг-100джаула,а тялото с маса 10кг-500джаула.

С такъв "елементрен" въпрос е започната темата. Явно до сега, след почти 9 години и над 100-тина страници kd_dinev, вие постоянно виждате неизаснен казус на все нови и нови многовариационни разновидности на първия си въпрос. Вместо да се хвърляте във все нови и нови (по-комплекнсни) вариации на нещата които (явно) не са ви ясни може би, по-успешна стратегия за изясняване на вашия "неизяснения казус" е да разгледате и осъзнаете къде е проблемнтното виждане в този ви първи въпрос, с който сте започнали темата. Все пак както казах преди време в темата, хората за 9 години развиват нови теории във физиаката, вселената и някои (казват че) ще отидат до Марс  , а вие един казус не можете да си изясните.

[kd_dinev]

    Гледайки тази формула се сетих откъде произлизат споровете по темата. Формулата за механична работа в този й вид

                                                  W = F . s

     произтича от концепцията на Уат за работа и механична мощност:

                                                   P = F . v

    В тази концепция се приема, че механичната работа се извършва винаги срещу някаква сила т.е. имаме действие на сила срещу сила и движението се извършва в динамично равновесие. Въвеждайки единицата за мощност конска сила Уат имплицитно въвежда изискването скоростта с която се движи товара да е константа. Този инжинерен подход е добър при изчисленията на производителността на парните машини, но оставя без анализ редица физични явления в които ускорението е ключов фактор. По лошото е, че това скрито, неафиширано изискване води до погрешно и неправилно прилагане на така дефинираната механична мощност към тези явления.

    За разлика от Уат, концепцията на Кориолис за механична работа е свързана с действието на сила срещу маса и той извежда формулата за работа директно от втория закон на Нютон като използва неговата импулсна формулировка

                                              W= F . s = delta Ek

     Тук механичната работа е пряко свързана с времето на действие на силата и ускорението, което тялото получава в резултат на това действие. Кориолис, както и Нютон разглеждат движението на тялото в двумерна инеционна система свързана със земята, където освен реалната сила предизвикваща ускорението други сили не съществуват.

     В първия ми пост съм следвал точно тази логика, доколкото и Кориолис разглежда механичната работа като промяна на кинетичната енергия на тялото под действие на постоянна във времето сила.

   И тук формулата

       Delta Ek = F^2. t^2/2. m
   
   е много подходяща за прилагане.

    Ето това е същността на " казуса" Пикси!

   Така обаче не разбрах признаваш ли, че в механиката съществуват две различни концепции за механична работа: на Кориолис и на Уат? И осъзнаваш ли, че в концепцията на Уат имплицитно е заложено механичната работа да се извършва при константна скорост?

    А и какво ново и комплексно видя в един реално заснет клип на автомобил със СВТ трансмисия ускоряващ от 0 до  100 км/ч?

[Bat_Vanko]

А и какво ново и комплексно видя в един реално заснет клип на автомобил със СВТ трансмисия ускоряващ от 0 до  100 км/ч?

Динев нищо ново няма. Както и преди 9 години така и сега ти продължаваш да бъркаш силата с момента. Хубавото е че си научил една нова думичка "делта Ек". Лошото е че само си я научил, но не си я разбрал. А тази думичка се изписва със следната формула: dEk = Ek2 - Ek1 т.е. "разликата в кинетичните енергии в два различни времеви момента дава делта Ек". Както виждаш (надявам се все пак че го разбираш и няма да има нужда да го повтарям в следващите 100 год) делта Ек пряко зависи от времето (от една страна) и (от друга страна) от закона на изменение на кинетичната енергия във времето (от тука се получава времето на квадрат).
п.п. А сега ще ме извиниш но имам и други второкласници на които трябва да наливам акъл.

[epwpixieq-1]

Така обаче не разбрах признаваш ли, че в механиката съществуват две различни концепции за механична работа: на Кориолис и на Уат?

kd_dinev  вие явно нещо не сте запознат с това какво всъщност е наука. При науката няма нещо като "признаване" или непризнаване има само точни изчисления. Досега от вас не съм видял точни изчисления където да покажете "неизясненост". Всичката тази неясност ви е в главата. Вземете и направете малко изчисления на база на усановени физични концепции (независимо какви са те) и покажете разликата между едните и другите и тогава ще ви покажа къде грешите  . Както вече го направих тук: https://mazeto.net/index.php/topic,9853.msg133817.html#msg133817 и тук: https://mazeto.net/index.php/topic,9853.msg133712.html#msg133712 където вие, за съжаление, даже и не разбрахте какво ви се обяснява.

[kd_dinev]

П.п. Я пак разпиши тази формула, но малко по подробно, че нещо не мога да си представя как енергията е обратно пропорционална на масата.

    Ами не можеш да си представиш защото си прегърнал официално приетата дефиниция за механична работа и мощност в която скрито се приема, че делта Ек е равно на нула като следствие от концепцията на Уат.

    Ето я формулата за механична работа извършвана от постоянна по големина сила при равноускорително движение на тялото:

                                        Делта Ек = F^2 . t^2/2.m

    Тази формула е в точно съответствие с втория закон на Нютон и е продължение на концепцията за механична работа на Кориолис в която ускорението на телата под действието на сила играе ключова роля:

                             W = F . s = delta Ek

Все пак както казах преди време в темата, хората за 9 години развиват нови теории във физиаката, вселената и някои (казват че) ще отидат до Марс  , а вие един казус не можете да си изясните.

     Без да звучи нескромно аз съм първия, който е извел формулата в този й вид, и първия който забелязва, че в официално приетата дефиниция за механична мощност има имплицитно скрито условие механичната работа да се извършва в динамично равновесие т.е. скоростта да е константа делта Ек = 0 и
по този начин движението на телата с ускорение остава извън полезрението на класическата механика.

Хубавото е че си научил една нова думичка "делта Ек". Лошото е че само си я научил, но не си я разбрал.

     Бат Ванко, ти сериозно ли?  Един приятелски съвет: смени хапчетата, тези не ти се отрзяват добре...

     Пикси ти нали си голям учен и университетски преподавател. Не смяташ ли за скандално в официално приети дефиниции да има скрити, неафиширани явно условия?

 

[Bat_Vanko]

Без да звучи нескромно аз съм първия, който е извел формулата в този й вид, и първия който забелязва, че в официално приетата дефиниция за механична мощност има имплицитно скрито условие механичната работа да се извършва в динамично равновесие т.е. скоростта да е константа делта Ек = 0 и
по този начин движението на телата с ускорение остава извън полезрението на класическата механика.

  Динев ти изби рибата от всякъде... На това действие му се вика "заместване". Заместваш една неизвестна с друга неизвестна от система уравнения. Мисля че това се учи някъде в основното училище. Но виждам че ти си много горд че си го разбрал.  Е както казват хората "по добре късно отколкото никога". Но аз ти препоръчвам да не кандидатстваш за Нобелова награда за си това откритие - ще се срамуваме че имаме толкова велик учен в нашият форум пък не го оценяваме подобаващо.
Иначе пълната енергия (в частност кинетичната) е доста по сложна материя и аз не съм оптимист че в следващите 9 год ти ще постигнеш някакъв успех в разбирането й. Но все пак ще постна тука един документ за това как се добива обща култура във висшите училища в областта на механиката. И пак казвам това е само за обща култура, другото е още по сложно. http://phys.tu-sofia.bg/ef/Phys%201/Lektzii/Mehanika/Pot%20E.pdf

[kd_dinev]

dinev, принципа на Даламбер е приложим навсякъде - той е универсален. Но като такъв той изисква да се вземат предвид всички реални и виртуални сили и моменти (имам предвид въртящ момент). Това в общият случай изисква решаването на диференциални и интегрални уравнения. Ако ти се е случвало някога да решаваш подобни уравнения ще знаеш колко е трудоемко. Аз лично не се наемам. Затова е за предпочитане да се използва третият закон на Нютон - като достатъчно елементарен.
А как твоят автомобил се вписва в третият закон - еми щом имаш действие то имаш и същото противодействие. Остава само да го определиш дали ще бъде триене, преодоляване на гравитацията или инерциална сила. Или може би сума от трите...

      Така е Бат Ванко щом имаш действие, то имаш и същото противодействие. Особено ако е инерциална сила. И ускорение няма или?

      В клипа с ускорението на Нисана можеш ли да покажеш къде да я търся тази инерциална сила или пък силата на теглото?

      Между другото - линка ти е счупен.

[Иван Димов]

   kd_dinev, вярна ти е формулата:   "Делта Ек = F^2 . t^2/2.m"
   То това си е всеизвестната формула  Ek = m.V^2/2 само че записана по друг начин. Сила по време това си е промяна на импулс, т. е. m.dV и го вдигаш на квадрат и става m^2.dV^2. После го делиш на 2.m и получаваш m.dV^2/2, което си е всеизвестната кинетична енергия. От твоята формула се вижда, че при постоянна сила кинетичната енергия Ек нараства квадратично. То това го коментирахме едно време, когато разглеждахме полет на ракета. Една и съща сила, приложена за едно и също време прави един и същи импулс. Но при това, колкото по-бързо се движи ракетата, толкова по-голям прираст на енергия получава, макар че импулсът е един и същ. Нещо подобно обяснявах тогава, че става и в бобините с ток. Колкото е по-голям токът, толкова повече прираст на енергия ще получи бобината с един и същ прираст на тока. Това става поради квадратичната зависимост.

[Bat_Vanko]

Така е Бат Ванко щом имаш действие, то имаш и същото противодействие. Особено ако е инерциална сила. И ускорение няма или?
В клипа с ускорението на Нисана можеш ли да покажеш къде да я търся тази инерциална сила или пък силата на теглото?
Между другото - линка ти е счупен.

Динев, щастлив съм да видя че започваш да проумяваш неща които съм писал преди 2 и повече години. Както вече казах - по добре късно отколкото никога.
Щом имаш маса и ускорение - имаш и инерциална сила F = m.a. Сега клипа с нисана не съм го гледал и за това оставям на тебе да кажеш къде има маса и къде е ускорението и евентуално къде е силата на теглото.
Между другото линка не е счупен, но специално за тебе изтеглих файла. За да можеш да го прочетеш и дай боже най на края да го разбереш.

[kd_dinev]

[quote author=Аtos link=topic=9853.msg80377#msg80377

kd_dinev, не трябва да се смесват понятията енергия и мощност.
Както отбеляза Бат Ванко, ако определяш само енергията, не замесвай фактора ВРЕМЕ!
Времето е решаващо, когато изчисляваш мощност и ускорение.Сила по време е импулс,  преместване маса на разстояние е работа, а работа за ед. време е мощност!
А всяко ускорение има времева компонента като съставна, иначе няма да е измеримо и съпоставимо с...друга стойност ускорение!
[/quote]

  На това действие му се вика "заместване". Заместваш една неизвестна с друга неизвестна от система уравнения. Мисля че това се учи някъде в основното училище.

       Така е Бат Ванко в математиката е просто заместване, но във физиката и в частност механиката формулата за механична работа:

                                                            delta Ek =  F^2 . t^2 / 2 . m

 връща концепцията на Кориолис за квадратичната звисимост на промяната на кинетичната енергия от времето за прилагане на постоянна по големина сила. Нещо което директно произтича от записа на Втория закон на Нютон в импулсната му формулировка. От тук спорещите само Иван Димов видя нещата такива каквито са в действителност.

      Кажи сега, ама без увъртания има ли значение времето при определянене на изменението на кинетичната енерия или не?

      Пикси, ти нали си голям университетски преподавател и специалист по динамични взаймодействия?
      Кажи и ти, срещал ли си я тази формула за механична работа преди да я публикувам в тоаи й вид в многобройните трудове които си изчел?

      Иван Димов, напълно съм съгласен с това което си написал!

[kd_dinev]

Пружината е една, за какъв еднакъв път говориш?
Самите тела, ще се придвижат на различни разстояния!

kd_dinev, не трябва да се смесват понятията енергия и мощност.
Както отбеляза Бат Ванко, ако определяш само енергията, не замесвай фактора ВРЕМЕ!
Времето е решаващо, когато изчисляваш мощност и ускорение.Сила по време е импулс,  преместване маса на разстояние е работа, а работа за ед. време е мощност!
А всяко ускорение има времева компонента като съставна, иначе няма да е измеримо и съпоставимо с...друга стойност ускорение! Разбираш ли ме дотук?

При постановката, показана от Иван Димов има РАЗПРЕДЕЛЕНИЕ на енергията от пружината - равно действие в двете посоки, равно противодействие, но различен резултат, който се дължи на разликата в масите на телата, на нищо друго!
Опитът е на същия принцип, както изстреляна стрела от лък или куршум от пистолет!
Енергията в срещуположните посоки е ЕДНАКВА, резултатът е различен!
Ако не е така, цялата наука балистика я пращате по дяволите! Направо се чудя, как досега артилеристите от Наполеон, че до втората световна, са си смятали отката и траекториите?
Когато патронът е в цевта, излита куршумът, тялото на оръжието има само откат!
Ако същият патрон го хвърлите в огъня и той гръмне, ще изхвърчи гилзата, а откат (или по-малко преместване) ще направи куршумът.
kd_dinev, бих се съгласил с теб, дори и само на теория да обясниш пример, в който еднаква сила придава различна енергия на тела, покажи ми, моля?

П.П.Обяснявам ти (макар, че не е нужно, това и 5 годишно дете го знае). С топлинната енергия, която би ползвал, за да загрееш литър вода с 10 градуса повече, спокойно ще изпепелиш малка клечка с маса 10 грама.
Хайде, за да не кажеш, че едното е с изгаряне, пробвай да стоплиш парче метал 1 кг и после от същия материал 100 кг, с еднакво по сила и продължителност нагряване.
Топлинната енергия в твърдите тела е под формата на трептене на молекулите, колкото по-интензивно е това движение, толкова повече е топлинната енергия в тялото.Нарича се "Брауново движение" и се учи в 6-ти клас!

    Това е пълния цитат на Атос.