Сила и енергия-има ли неизяснени казуси?

[Bat_Vanko]

dinev, ти да не си полицай бе моето момче? Тази постановка сме я разглеждали поне още два пъти. Щом досега не си я рабрал няма смисъл да се повтаряме. Върни се и прочети темата от началото!

[kd_dinev]

Значи разчетите са следните: Голямото тяло с маса 100 кг се ускорява със сила 100 N за време 1 сек, ускорението му е 1 m/sec². Скоростта в края на периода е 1 m/sec, а изминатото разстояние - 0,5 m. Кинетичната енергия на това тяло е 50 J. Малкото тяло с маса 10 кг се ускорява също със сила 100 N за време 1 сек, ускорението му е 10 m/sec². Скоростта в краят на периода е 10 m/sec, а изминатото разстояние - 5 м. Кинетичната енергия на това тяло е 500 J. Според ЗЗЕ кинетичната енерегия на едно тяло е равна на вложената за постигането й механична работа. Изглежда сякаш законите са нарушени...

П.п. след две страници изписани простотии, как никой не се сети да погледне в дебелите книги, че механичната работа е равна на сила по преместване, а не на сила по време - което всъщност е импулс. Едно е да буташ автомобил за 1 сек, а съвсем друго на 1 метър разстояние.
П.п. Atos вече може да триеш темата - всички видяха нивото на компетентност на форума.

    Точно това правя Бат Ванко, връщам се към началото на темата. Тази опитна постановка е добра за анализ и е точно по казуса, който разискваме, защото всичко се случва в реално време, като са посочени масите на участващите тела, големината на силите действащи върху тях, времето за тяхното действие както и големината на преместването. Оттук много лесно могат да се пресметнат придобитите скорости и съответно кинетичните енергии на различните по маса тела получени в резултат на действието на една и съща по големина сила за даден интервал от време.

[Bat_Vanko]

dinev, като гледам какво съм писал преди почти 8 год, същото бих написал и сега. Дай да видим какъв е твоят анализ и дали изобщо си разбрал нещо след толкова време.

[kd_dinev]

        В първата част на опита теглителната сила се създава от тежест с маса 5 грама като големината й е съответно е 0.05 нютона. Тази сила се прилага върху количка масата на която се променя чрез поставяне на допълнителни тежести. Да разгледаме случаите в които масата на количката е 0.06 грама и 0.109 грама. Към тази маса прибавяме съответно и масата от 5 грама. Преместването на количката е 50 сантиметра и в двата случая.

     Скоростта на количката с по малката маса след ускорението е 0.861 м/сек, а големината на ускорението е 0.861 м/сек2 и кинетична енергия от 0.027 джаула. Времето за което изминава разстоянието от 50 сантиметра е 1.12 сек.

      Скоростта на количката с по голяма маса след ускорението е 0.67м/сек, големината на ускореието е 0.472м/сек2 и тя има кинетична енергия 0.025 джаула. Времето за което изминава същото разстояние е 1.42сек.

       Виждаме по опитен начин, че при изминаване на един и същ път количките с различна маса на практика получават една и съща кинетична енергия.

        Дотук съгласен ли си Бат Ванко?
     

[Bat_Vanko]

        В първата част на опита теглителната сила се създава от тежест с маса 5 грама като големината й е съответно е 0.05 нютона. Тази сила се прилага върху количка масата на която се променя чрез поставяне на допълнителни тежести. Да разгледаме случаите в които масата на количката е 0.06 грама и 0.109 грама. Към тази маса прибавяме съответно и масата от 5 грама. Преместването на количката е 50 сантиметра и в двата случая. 

dinev, без да гледам клипа отново, забелязвам една страхотна грешка "масата на количката е 0,06 гр". Това е 60 милиграма - горе долу колкото е масата на един косъм. Я пак и този път вложи и малко мисъл в писането.

[kd_dinev]

Сбъркал съм. Да се чете 0.06 килограма и 0,109 килограма.

[Bat_Vanko]

Виждаме по опитен начин, че при изминаване на един и същ път количките с различна маса на практика получават една и съща кинетична енергия.

Браво dinev, най сетне си на път да откриеш топлата вода. Защо бяха необходими 8 год и 109 стр чесане на клавиатурата за да разбереш простичката истина - "една и съща сила за едно и също разстояние създава (или консумира) една и съща енергия"

[kd_dinev]

    Бат Ванко, когато пресмятах кинетичната енергия за да намеря скоростта на количките използвах тази формула:

                    F.t= m.v2-m.v1

       Получава се абсолютно същия резултат както ако използваш твоята любима формула:

                           A=F.s

        Оттук следва, че е без значение коя от двете формули ще използваме при изчисляване промяната на кинетичната енергия на количките.

     Виждаме, че времето в което силата въздейства върху по леката количка е по малко от времето за въздействие върху количката с по голяма маса. Съответно 1.12 сек срещу 1.42 сек.

Ако на количката с по малка маса същата сила въздейства 1.42 сек. то съгласно първата формула кинетичната енергия, която тя ще притежава след края на действието на силата ще бъде равна на 0.042 джаула.

[Bat_Vanko]

dinev, аз не виждам кое е необичайното в тази твоя формула. Ако заместиш силата F с масата и ускорението (m.a), какво се получава: a.t = V2 - V1. Направо не мога да разбера какво точно те изумява...

[kd_dinev]

Ако силата в нишката остава същата нищо няма да се промени.

    Въпросът ми беше дали ако в подобна постановка заменим силата на тежестта със сила на електродвигател куплиран към макарата и навиващ нишката върху нея.

    Та в този ред на мисли не виждам нищо необичайно във формулата, нито пък нещо да ме изумява. Според мен ако се промени експерименталната постановка по този начин и елдвигателя се управлява с шимконтролер и има вариатор за поддържане на постоянно ускорение на количката при постоянни обороти на вала на двигателя посредством тази формула ще можем да определим както енергията изразходвана от електродвигателя за единица време, така и кинетичната енергия на количката придобита за същото това време.

[Bat_Vanko]

може dinev, ако не си с две леви и двете у г-за наврени, можеш да направиш подобна установка. И тогава вече да говорим в цифри... Ама що ли си мисля че всичко остана само на ниво чесане на клавиатурата.

[kd_dinev]

https://www.youtube.com/watch?v=Gnv4Ab3GyXI

   Поствам този линк към клипа като прелюдия към следващия ми пост, за да могат тези които се интересуват да се запознаят с безстепенните трансмисии и как при едни и същи обороти на двигателя автомобила ускорява равномерно и всеки следващ интервал време изминава по голямо разстояние.

[kd_dinev]

https://www.walter-fendt.de/html5/phru/acceleration_ru.htm

     Тази симулация доста добре онагледява експеримента, който искам да поставя. Ако приемем, че трансмисията на автомобила е CVT, както на предишния клип то ще имаме постоянно действаща сила от страна на двигателя, която ще създава равноускорително движение на автомобила.

   Благодарение на симулатора можем да проследим изменението на скоростта, изминатия път и ускорението в зависимост от времето.

  .

[Bat_Vanko]

dinev, този симулатор е само една красива програмка направена от някой ученик в час по трудово обучение. Никъде не видях нещо за сила или въртящ момент. Най добрият начин да се омоташ като пате в калчища е да направиш собствена програмка, която да изчислява нещо си, само по онези параметри които на тебе ти изнасят. И съответно да игнорират тези които объркват мечтите ти.

[h2motor]

kd_dinev, за да има постоянно ускорение трябва да има постоянно въздушно съпротивление, него избираме защото то поглъща най много енергия. С увеличаване на скоростта времето за което частиците на въздуха трябва да се отместят намалява и то се увеличава като консуматор на енергия, затова и разхода и се повишава за изминаване на едно и също растояние. Как да изминем най голямо растояние с най малък енергоразход - като се движим с ниска скорост или премахнем въздуха е отговора. А по лесното е да намалим въздушното съпротивление, то е произведение на коефициента на въздушно съпротивление по челната площ, тези две ако ги намалим ще се спести енергия. Иначе и тук имаме феномена - прилагаме една и съща сила и получаваме различна работа, ако не знаем че когато частиците се отместват бързо поглъщат повече енергия..как ? - загряват, енергията не се губи и създава на това ниво от класическата физика. Същите неща ги има и при CVT трансмисията с ремък и затова ефекта е 10% грубо отчетен. Един човек който доказано не може да произведе повече е 60 незначителни вата, развива скорост с велосипед 60 км.ч да приемем, той е много по добро задвижване от всички други които познаваме в техниката. Ето това нещо как става ? Търсенето е на задвижване, което се адаптира спрямо товара много по ефективно и включва и двигател и трансмисия. Изглежда връзката между сила и енергия не е точно като в класическата физика.