?

Log in

No account? Create an account
Uliss

Тайное, ставшее явным

Достоверно о феноменальном

Previous Entry Поделиться Пожаловаться Next Entry
А существует ли потенциальная энергия?
время
kactaheda wrote in ru_fenomen
Оригинал взят у kactaheda в А существует ли потенциальная энергия?


Как говорят нам учебники по физике, существует два основных вида энергии: потенциальная и кинетическая.
Если кинетическая энергия - это энергия движения, то потенциальная энергия - это энергия положения. С кинетической энергией вроде бы все понятно - движение и есть энергия. А вот с потенциальной не совсем. Давайте же попробуем разобраться, что это за энергия положения такая? :)



Как пишут на одном из ресурсов - Просто о сложном:

Спортсмен, прыгающий с десятиметровой вышки в воду, перед прыжком не обладает кинетической энергией, поскольку он стоит на месте. Но он поднялся на вышку, преодолевая силу тяжести, т.е., совершил работу. Выполнив эту работу, спортсмен, увеличил свою потенциальную энергию, которая перейдет в кинетическую во время прыжка в воду.

Какую же работу совершил спортсмен, имеющий вес 70 кг при подъеме на вышку высотой 10 м?

W = F·s·cosΘ = m·g·s·cos90° = 70·9,8·10·1 = 6860 Дж

Потенциальная энергия тела, поднятого на высоту h над поверхностью Земли: U = mgh

Принято считать, что на поверхности Земли тело обладает нулевой потенциальной энергией, т.к. высота равна нулю.

Во время входа в воду потненциальная энергия спортсмена полностью перейдет в кинетическую энергию:

U = mgh = K = 1/2(mV2) = 6860 Дж

Скорость входа спортсмена в воду:

V = √2K/m = √2·6860/70 = 14 м/с


Все бы было чудесно, если бы не одно НО...

Поверхность Земли, на которой мы с вами находимся, все время находится в движении - ведь Земля постоянно прокручивается вокруг своей оси. А это значит, что все тела (наши в том числе :) постоянно пребывают в движении:



Другими словами: все тела на поверхности Земли, за счет сцепления с ее поверхностью, имеют кинетическую энергию ее (Земли) движения. А это немного меняет представление о гравитации, невесомости и .1,2,3 и 4й космических скоростях.

Такие вот дела :) Конструктивный диалог в комментариях как всегда приветствуется.





  • 1
Всё дело не в движении или в покое, а в изменении состояния.

А разве смена движения и покоя не есть изменением состояния?

Смена покоя на движение (и наоборот) - есть изменение состояния. Состояние объекта может меняться и при его движении (смена направления движения (в том числе при равномерном движении с постоянной скоростью), ускорение или торможение), и при его покое. Последнее, это именно то, на чём Вы и акцентировали внимание. Что относительно чего движется или нет - вопрос относительности: относительно чего не движется, относительно чего находится в движении.
Однако, то что Вы описали, относится к гравитации. Масса + ускорение. А потенциальная и кинетическая энергии, это из области механики Ньютона, которая носит частный характер в рамках весьма ограниченной физической модели. В ОТО механика Ньютона, к примеру, уже не работает. Вернее, она не описывает истину в полном объёме (как и сама ОТО тоже), так как инерциальная система отсчёта (ИСО) Ньютона не есть вся вселенная.

Здесь правильнее будет сказать примерно так:
Пока мы не выходим за рамки ИСО Ньютона (планета Земля и объекты на ней, к примеру) - механика Ньютона будет давать нам достаточно точные расчёты. Ими можно пользоваться.
Но за рамками ИСО Ньютона нам уже понадобятся более точные расчёты, которые до определённых моментов обеспечивает ОТО.

Я и не спорю, что все относительно и т д
Есть разделы прикладной физики - для определенных задач, где эта прикладная физика работает, но за рамками этих прикладных условий - уже не работает, как Вы подметили.
Основная идея поста - что нет энергии покоя (в абсолютном понимании). А есть постоянное движение (даже там, где оно не заметно нам как относительному наблюдателю) - кинетическая энергия.

Энергии покоя в абсолютном понимании нет (все объекты вселенной находятся в том или ином движении). Собственно, и кинетическая энергия - это тоже абстракция. Есть масса. И есть ускорение (положительное или отрицательное). Когда эти две величины пересекаются, возникает инерция. Но в рамках ИСО Ньютона удобнее считать, что есть и кинетическая и потенциальная энергии.

  • 1