Sleo- движение на месте

Сообщение №22369 от Докажи 14 апреля 2004 г. 17:18
Тема: Sleo- движение на месте

Sleo!
Вы пытаетесь меня запутать?
¾ года назад уже велась аналогичная дискуссия о самолёте который пытается взлететь на дорожке которая вращаясь тянет его назад.
Забудем о колёсах, заменим их на стальные бруски. Теперь к нашей задаче.
Пусть 4-х колёсный(4-х брусковый)велосипед стоит на стальных брусках жёстко связанных с велосипедом масы m. Пусть этот велосипед стоит на рельсах установленных на наклонной поверхности и пусть эти рельсы можно перемещать с любой скоростью.
Коэффициент сцепления сталь-сталь примем за 0,2
Коэффициент скольжения сталь-сталь за 0,15.
Итак наклон рельс составляет 11,31° - велосипед начинает скользить, его сцепление уменьшается на 25%, привод рельса с равномернаым движение не изменяет ситуации- восстановить первоначальное положение(высоту) велосипеда не удасться, независимо от величины постоянной скорости движения рельс вверх, против движения скользящего велосипеда. При ускоренном движении рельс(ускорение должно компенсировать разницу сил сцепления и скольжения a = (Fcц –Fcк)/ m) в нашем случае 0,25g – велосипед останется на месте, до тех пор пока рельсы не достигнут своей максимальной скорости.

Естественно если угол наклона рельс не превышает 8,5° то ситуация выглядит несколько иначе. Но сначала надо такой велосипед подтолкнуть вниз или ставить велосипед на уже равномерно двигающиеся рельсы. Вот только имеем проблему.
Если угол наклона не равен в точности 8,53076561°, то рельсы затащут этот велосипед вверх.
Теперь исследуем наклон рельсов между 8,531° и 11,3099°. На движущихся рельсах велосипед пытаеться соскользнуть вниз, рельсы пытаются затащить его вверх.
Если скорость рельс постоянна, то трение скольжения стаскивают велосипед вниз независимо от скорости рельс. Только ускоренное движение рельс в состоянии компенсировать СИЛУ тянущую велосипед вниз. Силу можно компенсировать только другой силой, а постоянное движение силой не обладает(нулевое ускорение).
Если я не прав, то Вы несомненно привидёте формулу связывающую постоянную скорость рельс с их наклоном.

До этого как Вы видите Ваша идея на практике нереализуема.
Хотя яблоко покоящееся на столе не падает по принципу описанному Вами.
Потери потенциальной энергии яблока компенсируется ускоренным! давлением со стороны стола, которое и компенсирует силу притяжения Земли –яблоко покоится. Скорость стола постоянна и равна 0, но не его ускорение. Может быть такое? По всей видимости да –в конечном итоге масса не двигаясь в состоянии создать гравитационное поле и соответствующуе ускорение свободного падения.

Кстати о птичках. Если Ваша идея о двигающейся с постоянной скоростью дорожке верна, то зачем ехать в горы и кататься на лыжах? Ставим тренажёр под наклоном, включаем электромотор и мчимся с рассчитанной Вами скоростью под горку до потери пульса. То что мы стоим на месте не умаляет ощущения движения, например на 2-х колёсном велосипеде можно было бы держать равновесие. Но БЫ мешает.

Изменяя энергию своего тела(качание воды) мы не можем двигаться неускоренно.
Под ускорением я понимаю или изменение скорости или изменение массы.
Ведь измененние энергии связаннос силой а силу можно выразить как dP/dt. P =mv,
dv/dt –ускорение без изменения массы, dm/dt –изменение массы без изменения скорости- именно это и происходит при качании воды- мы теряем в импульсе.
ЗЫ. Ответ пишу на этом форуме, на
WWW.Scientific.ru/dforum/altern/1081893789 зайти не смог.

С уважением Д.


Отклики на это сообщение:

> ЗЫ. Ответ пишу на этом форуме, на
> WWW.Scientific.ru/dforum/altern/1081893789 зайти не смог.

Вот, откуда "ноги растут".

sleo:
> >Интересно, что если прямая дорожка находится под наклоном, то, чтобы мотоциклист покоился относительно ИСО в случае, когда мотоциклист "поднимается" по дорожке, привод движущейся дорожки нужно переключить из режима двигателя в режим генератора, и включить в цепь нагрузку, которая будет "съедать" мощность, сбрасываемую мотоциклом. Движение дорожки - равномерное.

Докажи:
> Не совсем понятно. Итак мотоцикл должен крутить дорожку своим двигателем? Но чтобы остаться на месте(сила притяжения Земли не "выключена"! ) его ускорение не может быть равным нулю. Как Вы себе такое конкретно представляете для равномерного движения?

sleo:
Очень просто. Представьте, что вы лезете вверх равномерно по веревочной лестнице. Затраты вашей энергии равны приросту потенциальной энергии. Пусть теперь веревку равномерно стравливают так, что вы остаетесь на месте относительно ИСО. Но вы-то энергию затрачиваете ту же. Куда она "девается"? Ваша потенциальная энергия остается неизменной, значит, вы отдаете энергию шкиву, который стравливает веревку, и к которому можно, к примеру, присоединить вал насоса и качать воду:)

Сейчас цейтнот, отвечу позднее. А может, кто-то нас рассудит?


> Теперь исследуем наклон рельсов между 8,531° и 11,3099°. На движущихся рельсах велосипед пытаеться соскользнуть вниз, рельсы пытаются затащить его вверх.
> Если скорость рельс постоянна, то трение скольжения стаскивают велосипед вниз независимо от скорости рельс. Только ускоренное движение рельс в состоянии компенсировать СИЛУ тянущую велосипед вниз. Силу можно компенсировать только другой силой, а постоянное движение силой не обладает(нулевое ускорение).
> Если я не прав, то Вы несомненно привидёте формулу связывающую постоянную скорость рельс с их наклоном.

Насчет наклона между 8,531° и 11,3099° сказать ничего не могу, а на пальцах движение с а=0 (нулевым ускорением) получить можно и так. Раньше я рассматривал движение вверх (по веревочной лестнице), а теперь рассмотрим случай "вниз". Итак, с вышки свисает канат, и вы, обмотав тряпкой руки, плотно обхватываете канат, и равномерно опускаетесь вниз. Ясно, что запасенная вами потенциальная энергия в основном преобразуется в тепло (а тряпка и предохранит руки от ожога). Надеюсь, вы не будете спорить, что ваше движение может быть равномерным?
А теперь пусть во время вашего равномерного спуска канат так же равномерно подтягивается вверх. Ясно, что по отношению к ИСО вы будете неподвижны, хотя под руками у вас будет непрерывно движущийся канат. Итак, а=0 и в этом случае. Несмотря на то, что а=0, со стороны каната на вас действует вверх сила трения скольжения, благодаря чему вы не падаете. Какие проблемы?



> > Если я не прав, то Вы несомненно привидёте формулу связывающую постоянную скорость рельс с их наклоном.

> Насчет наклона между 8,531° и 11,3099° сказать ничего не могу, а на пальцах движение с а=0 (нулевым ускорением) получить можно и так. Раньше я рассматривал движение вверх (по веревочной лестнице), а теперь рассмотрим случай "вниз". Итак, с вышки свисает канат, и вы, обмотав тряпкой руки, плотно обхватываете канат, и равномерно опускаетесь вниз. Ясно, что запасенная вами потенциальная энергия в основном преобразуется в тепло (а тряпка и предохранит руки от ожога). Надеюсь, вы не будете спорить, что ваше движение может быть равномерным?
> А теперь пусть во время вашего равномерного спуска канат так же равномерно подтягивается вверх. Ясно, что по отношению к ИСО вы будете неподвижны, хотя под руками у вас будет непрерывно движущийся канат. Итак, а=0 и в этом случае. Несмотря на то, что а=0, со стороны каната на вас действует вверх сила трения скольжения, благодаря чему вы не падаете. Какие проблемы?

Уважаемый Sleo!
Если падение происходит при отсутствии трения и отсутствии сопротивленияч воздуха – то оно ускоренно. Если сопротивление не равно нулю, то наступит такой момент когда сила ускорения F = m*g (v корень(2*g*H) ) уравновесится силой сопротивления F = ½ ρ*S *v² (v  dm/dt * 1/( ρ*S) ).
Т.е. наступит такой момент, когда падающее тело достигнет постоянной скорости(чем больше сопротивление, тем меньше эта скорость).

Но является ли такое движение равномерным? Можно ли сравнить это движение с движением по инерции? Нет, такое сравнение невозможно!
Движение по инерции есть свободное движение, энергия тела при таком движении изменяться не может. Интересно, что падение в безвоздушном пространстве и при отсутствии трения есть также свободное движение –общая энергия тела не изменяется во время падения(например движение сателита есть свободное движение).

Теперь к нашей ситуации. Энергия тела по условию изменяется, значит его движение нельзя назвать свободным. Значит над этим телом производится работа(возможна и отрицательная). Но его движение является в силу уравновешанности приложеннных к нему сил(извините за каламбур) равномерным. Оно равномерно лишь тогда, когда гарантирован равномерный отток энергии(его кинетическапя энергия остаётся постоянной, его потенциальная энергия континуирно уменьшается). Но такое равномерное движение ограниченно несколькими минутами.

Вы же предлогали(в первом случае) конструкцию когда отдача энергии происходила при неизменной потенциальной(тело покоится на неизменной высоте и совершает работу)- такая отдача энергии тоже ограниченна временем, причём отдавая энергию тело будет терять в массе а следовательно условие неизменности потенциальной энергии не выполняется.
Как не крути а Ваше предположение о равномерности движения( в случае покоя) не выполняется – отдавая/теряя энергию мы разрушаем эту равномерность.
Лишь покоящиеся тела не совершающие работы могут сохранить своё состояние неограниченное время, и их движение равное нулю можно также назвать свободным (-:.
Ваш Д.



Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100