Задача по физике -возможное решение

Сообщение №24269 от Докажи 30 июля 2003 г. 19:23
Тема: Задача по физике -возможное решение

Рассмотрим стабильное состояние двух масс М1 и М2 заряженных элементарным зарядом Q. Массы притягиваются, заряды отталкиваются. Стабильность этого состояния обманчива. Если бы небыло инфлуэнции(наводка зарядов), то не зависимо от расстояния L между центрами этих тяжёлых заряженных шаров эта система находилась бы в покое. Т.к. силы между этими шарами обратно пропорциональны квадрату расстояния между массами/зарядами, получает интересную картину.
Гравитационные силы обратно пропорциональны L², а электростатические силы: S².
S = R1+R2+L, R1, R2 –радиусы масс.

Возьмём два шара каждый с радиусом 1мм, если бы центры их зарядов и масс совпадали бы, то при заряде на каждом по Q =1,6 *10^-19Кулона, и на любом расстоянии между центрами получаем компенсирующую гравитационную массу в 1,85944344*10^-9Кг.
Плотность каждого шарика 0,477391 кг/м³.
Учитывая инфлуэнцию получаем единственное стабильное состояние для расстояния в L=10 , S=12 между центрами масс для массы равной М = (10/12)*1,85944 =1,5495362*10^-9 кг.

M = Q * L / (2*S*корень(G*Pi*Eps))
G –всемирная постоянная 6,67*10^-11,
Eps –электрическая постоянная 8,85*10^-12
Приближение шаров массой М на расстояние меньшее 10 мм приводит к колапсу системы – шары падают друг на друга под действием гравитационных сил, при превышении 10 мм между центрами шаров, шары разлетаются под действием электростатических сил.

Теперь к нашим варанам. Пусть шары покоятся. Для движущегося наблюдателя масса шаров увеличивается и оба заряда превращаются в эл. токи старающиеся притянуть шарики друг к другу. Т.к. величина заряда для наблюдателя не изменилась, то компенсация сил притяжения может происходить только и только за счёт уменьшения длины шаров. Но чур! Такое уменьшение длины влияет одинаково не только на электростатическое отталкивание но и на гравитационное притяжение.
Тут начинается сказка про белого бычка.

У меня есть идея объяснения невлияния наблюдения на покой шаров!


Возьмём два провода под током и проанализируем влияние зарядов одного провода на другой.
Назовём протоны первого провода р1, электроны е1 итд.

Учитывая относительность движения зарядов приходим к неожиданному выводу.
Электроны одного провода не в состоянии влиять на электроны соседнего провода независимо от направления в котором эти электроны движутся.

Док во:
Пусть токи в проводниках одинаковы по величине и направлению, тогда величина магнитных сил не может зависеть от взаимодействия е1е2, т.к. относительная скорость этих электронов равна нулю, а притягивающая магнитная сила нулю не равна.
Поменяем направление токов не изменяя их величин, относительная скорость электронов равна двойной по отношению к е1р2 или е2р1, тем неменее величина сил отталкивания между проводами осталась прежней!

Вывод 1 – электроны движущиеся в электронном пучке не испытывают магнитных сил друг на друга.
Вывод 2. Два покоящихся электрона(Заряды одного знака) для движущегося наблюдателя не влияют друг на друга своими магнитными силами. Итак объяснение покоя двух шаров просто. Увеличение массы в К-раз приводит к уменьшению гравитационных сил в К-раз – равновесие между гравитацией и электростатикой сохраняется, м-поля вокруг одноимённых зарядов не возникают.Точнее сказать быть может эти магнитные поля и возникают, но не испытывают никакого влияния друг на друга- положение шаров от скорости наблюдателя не зависит.
Удивительное рядом!

Ваш Д.


Отклики на это сообщение:

> Док во:
> Пусть токи в проводниках одинаковы по величине и направлению, тогда величина магнитных сил не может зависеть от взаимодействия е1е2, т.к. относительная скорость этих электронов равна нулю, а притягивающая магнитная сила нулю не равна.
> Поменяем направление токов не изменяя их величин, относительная скорость электронов равна двойной по отношению к е1р2 или е2р1, тем неменее величина сил отталкивания между проводами осталась прежней!

Подобные рассуждения предлагал Сергей и Ко. Они заключаются в том, что сила Лоренца зависит от относительной скорости электронов, а у Вас, как я понял, вообще только от относительной скорости электронов и протонов, и, как я не раз указывал, это противоречит всей электродинамике, которая дает магнитную индукцию от скорости относительно данной ИСО и Силу Лоренца от скорости электрона в нашей же ИСО. В СТО это объсняется, что когда мы переходим в ИСО. где электроны покоятся, провода оказываются заряженными, поэтому притягиваются.
Объяснение поищите в литературе. Коротко - в системе электронов ионы расположены ближе (сокращение) значит, появляется заряд

> Вывод 1 – электроны движущиеся в электронном пучке не испытывают магнитных сил друг на друга.
> Вывод 2. Два покоящихся электрона(Заряды одного знака) для движущегося наблюдателя не влияют друг на друга своими магнитными силами. Итак объяснение покоя двух шаров просто. Увеличение массы в К-раз приводит к уменьшению гравитационных сил в К-раз – равновесие между гравитацией и электростатикой сохраняется, м-поля вокруг одноимённых зарядов не возникают.Точнее сказать быть может эти магнитные поля и возникают, но не испытывают никакого влияния друг на друга- положение шаров от скорости наблюдателя не зависит.
> Удивительное рядом!

Далее, уменьшение силы взаимодействия из-за укорочения мне не нравится. Откуда оно следует - мне не ясно. Расчет этого не показал.
До встречи, AID.
PS а про электростатичесую индукцию - не обязательно ее вводить. Она здесь не суть важна.


> Подобные рассуждения предлагал Сергей и Ко. Они заключаются в том, что сила Лоренца зависит от относительной скорости электронов, а у Вас, как я понял, вообще только от относительной скорости электронов и протонов, и, как я не раз указывал, это противоречит всей электродинамике, которая дает магнитную индукцию от скорости относительно данной ИСО и Силу Лоренца от скорости электрона в нашей же ИСО. В СТО это объсняется, что когда мы переходим в ИСО. где электроны покоятся, провода оказываются заряженными, поэтому притягиваются.
> Объяснение поищите в литературе. Коротко - в системе электронов ионы расположены ближе (сокращение) значит, появляется заряд
Есть у меня эта литература- но Вашу проблему этот учебник физики не решит именно из за пренебрегаемых Вами м-полей появляющихся в системе движ. наблюдателя.

> Далее, уменьшение силы взаимодействия из-за укорочения мне не нравится. Откуда оно следует - мне не ясно. Расчет этого не показал.

Ну а почему же тогда силы уменьшаются в к-раз?
> До встречи, AID.
> PS а про электростатичесую индукцию - не обязательно ее вводить. Она здесь не суть важна.

Это Вы про дополнительные м- поля?
С уважением Д.


> > Объяснение поищите в литературе. Коротко - в системе электронов ионы расположены ближе (сокращение) значит, появляется заряд
> Есть у меня эта литература- но Вашу проблему этот учебник физики не решит именно из за пренебрегаемых Вами м-полей появляющихся в системе движ. наблюдателя.

Не понял, каким я полями пренебрегаю?

> > Далее, уменьшение силы взаимодействия из-за укорочения мне не нравится. Откуда оно следует - мне не ясно. Расчет этого не показал.

> Ну а почему же тогда силы уменьшаются в к-раз?

Во-первых, из-за магнитного поля(которое я как раз учитываю), во-вторых, сами поля в 1/G раз изменяются из-за релятивистских эффектов.
Но простой классический расчет говорит о том, что изменение длины зарядов не должно повлиять на отношение эл. и магн. сил. Может, я что-то неверно понимаю...

> > PS а про электростатичесую индукцию - не обязательно ее вводить. Она здесь не суть важна.

> Это Вы про дополнительные м- поля?

Это про то, что у Вас заряды смещаются к краю. Это только усложняет задачу. Можно считать в данном случае, что заряд не смещен.
До встречи, AID.


> > > Объяснение поищите в литературе. Коротко - в системе электронов ионы расположены ближе (сокращение) значит, появляется заряд

Уважаемый AID!
Если притяжение двух проводов объяснять с помощью электростатических сил возникающих при разном сокращении расстояния между + ионами и между электронами для движущегося со скоростью v пробного заряда q

то получаем интересный эффект – относительность движения изчезает

сила F в последней формуле не равна нулю если ток I не равен нулю И скорость v не равна нулю.
Таким образом движение электронов в проводнике с дрейфовой скоростью vd и пробного заряда q со скоростью v должны быть абсолютны, это особенно заметно если «занулить» относительную скорость пробного заряда v и скорость электронов vd: v = vd!
Сила F при этом не изчезнет, хотя по идее в этом случае
пробный заряд покоится по отношению к электронам.

Объяснение притяжения движущегося положительного пробного заряда изменением эффективной плотности заряда провода (Лямбда становится отрицательным) отрицает наличие магнитных сил и силу Лоренца. Факт, что электроны движутся не по инерции, а под действием электрического поля умалчивается.

Теперь к Вашей задаче уравновешенных зарядов их гравитациолнной массой.
Для движущегося наблюдателя масса увеличивается в к-раз, расстояние между зарядами не изменяется(линия движения наблюдателя проходит между зарядами), заряды укорачиваются вдоль линии движения в к-раз, их плотность заряда увеличивается в к-раз и если предположить что силы взаимодействия между этими зарядами и массами уравновешенны(более высокое гравитационное притяжение компенсируется более высоким электростатическим отталкиванием при неизменном расстоянии между зарядами), то о магнитных полях не может быть и речи. Ваша задача решена, но..
мы же учили, что одноимённые заряды двигающиеся в одном направлении притягиваются!
А они в нашем случае для движ. наблюдателя ещё больше отталкиваются.

1Я вижу решение в учёте электрических полей - одноимённые заряды двигающиеся в одном направлении притягиваются ...если они скомпенсированны неподвижными зарядами обратного знака и ускоренны электрическим полем !
2Вам не кажется странным, что Постоянный ток не испытывает влияние на Покоящийся пробный заряд? Ведь относительная скорость заряда не равна нулю по отношению к электронам которые по идее для него сокращаются, увеличивая свою плотность заряда. Объясняя одно, запутывемся в другом.
Ещё бы!, в какую сторону ток не тёк бы, этот положительный пробный заряд должен, по логике учебника физики из которого я скопировал этот рисунок и формулы, притягиваться.
Ваше мнение на этот счёт?

До встречи Д.



> Объяснение притяжения движущегося положительного пробного заряда изменением эффективной плотности заряда провода (Лямбда становится отрицательным) отрицает наличие магнитных сил и силу Лоренца.

А это уже не верно. Понимаете ли - сила Лоренца существует в ИСО, где движется заряд и движется электроны. И никакой силы Лоренца НЕТ в ИСО, где что-то из них не движется. В этом проявляется именно относительность, а не абсолютность.
И все по классической электродинамике - маг. поле создается движущимися зарядами и действует на движущиеся заряды. Естественно, что эл. ток абсолютен и есть в любой ИСО, и его действие есть в любой ИСО. Но вот причина притяжения заряда к проводу уже другая в другой ИСО.
Причина в изменении плотности зарядов.

> Факт, что электроны движутся не по инерции, а под действием электрического поля умалчивается.

Возьмите сверхпроводник, в нем электроны будут двигаться по инерции.

> Теперь к Вашей задаче уравновешенных зарядов их гравитациолнной массой.
> Для движущегося наблюдателя масса увеличивается в к-раз


Повторяю, что нельзя здесь применить закон притяжения Ньютона с релятивистскими массами. Поэтому нельзя говорить, что возросла сила грав. притяжения. По идее она наоборот должна уменьшиться.

> расстояние между зарядами не изменяется(линия движения наблюдателя проходит между зарядами), заряды укорачиваются вдоль линии движения в к-раз, их плотность заряда увеличивается в к-раз и если предположить что силы взаимодействия между этими зарядами и массами уравновешенны(более высокое гравитационное притяжение компенсируется более высоким электростатическим отталкиванием при неизменном расстоянии между зарядами), то о магнитных полях не может быть и речи. Ваша задача решена, но..
> мы же учили, что одноимённые заряды двигающиеся в одном направлении притягиваются!
> А они в нашем случае для движ. наблюдателя ещё больше отталкиваются.

И магнитное взаимодействие тоже учитываем.
Только здесь обратная задача. При токе мы переходили от ИСО, где заряд движется к ИСО, где он покоится. И в которой на него сила Лоренца не действует.
Здесь же наоборот.


Из ИСО, где нет силы Лоренца, переходим в ИСО, где она есть и она именно уменьшает отталкивание.

> 2Вам не кажется странным, что Постоянный ток не испытывает влияние на Покоящийся пробный заряд? Ведь относительная скорость заряда не равна нулю по отношению к электронам которые по идее для него сокращаются, увеличивая свою плотность заряда. Объясняя одно, запутывемся в другом.
> Ещё бы!, в какую сторону ток не тёк бы, этот положительный пробный заряд должен, по логике учебника физики из которого я скопировал этот рисунок и формулы, притягиваться.
> Ваше мнение на этот счёт?

ое мнение, что логику учебника Вы плохо поняли.
не в том, что электроны сокращаются
. Электроны можем считать точками. Суть в картинке
17.9
На картинке изображено то, что видит неподвижный заряд. Участок проводника с током НЕЙТРАЛЕН. При одномерном рассмотрении это означает, что линейная плотность ионов (а значит, и расстояние между ними) равна линейной плотности электронов. И это видит наш неподвижный заряд. И не хочет притягиваться к нейтральному проводу, т.к. знает закон Кулона.
Когда наш заряд летит, а мы со стороны смотрим, мы видим, что движущиеся электроны создают маг. поле, действующее на ДВИЖУЩИЙСЯ заряд.
А теперь смотрим, что видит движущийся заряд. Он видит, что электроны летят влево быстрее, чем ионы. Расстояние между ионами сокращается, между электронами расстояние сокращается еще сильнее, проводник оказывается отрицательно заряженным и наш положительный заряд вынужден к нему притянуться.
Если же заряд отрицательный и летит в сторону электронов, то уменьшается расстояние между ионами и проводник заряжен положительно. И заряд снова должен притянуться.
Т.е. нельзя говорить, что элетроны или расстояние между ними сокращается для неподвижного заряда. Провод нейтрален - расстояния одинаковы. А если заряд движется, для него провод не нейтрален.
До встречи, AID.


>
> > Объяснение притяжения движущегося положительного пробного заряда изменением эффективной плотности заряда провода (Лямбда становится отрицательным) отрицает наличие магнитных сил и силу Лоренца.

> А это уже не верно. Понимаете ли - сила Лоренца существует в ИСО, где движется заряд и движется электроны. И никакой силы Лоренца НЕТ в ИСО, где что-то из них не движется. В этом проявляется именно относительность, а не абсолютность.
> И все по классической электродинамике - маг. поле создается движущимися зарядами и действует на движущиеся заряды. Естественно, что эл. ток абсолютен и есть в любой ИСО, и его действие есть в любой ИСО. Но вот причина притяжения заряда к проводу уже другая в другой ИСО.

Втом то идело -магнитных сил в этом объяснение НЕТ!Только чистая электростатика.
> Возьмите сверхпроводник, в нем электроны будут двигаться по инерции.

Хотите антигравитационную машину? Нейтрально заряженную? Не потребляющую энергию?
С моментом импульса равному нулю?
Что невозможно?
Берём заряженную пару шайб(средний заряд Q равен нулю - конденсатор)
Приведём эти шайбы расположенные на одной оси во вращение(общий момент импульса равенр нулю)
Возникшие токи отталкивают одну пару шайб от другой преодолевая силы гравитации.
Возражения?

> > Теперь к Вашей задаче уравновешенных зарядов их гравитациолнной массой.
> > Для движущегося наблюдателя масса увеличивается в к-раз

>
> Повторяю, что нельзя здесь применить закон притяжения Ньютона с релятивистскими массами. Поэтому нельзя говорить, что возросла сила грав. притяжения. По идее она наоборот должна уменьшиться.
Если сила уменьшилась а масса одновременновозрасла(что не отрицается) то что изменилось?
Всемирная постоянная и это изменение произошло в квадрате? Т.е масса увеличилась в 3 раза, а гравитационная постоянная уменьшилась в 9 раз?

>
> > 2Вам не кажется странным, что Постоянный ток не испытывает влияние на Покоящийся пробный заряд?
> > Ваше мнение на этот счёт?

> ое мнение, что логику учебника Вы плохо поняли.
> не в том, что электроны сокращаются
> . Электроны можем считать точками. Суть в картинке
Для меня электроны тотечны а изменяется расстояние между последними -замечаете разницу?

> 17.9
> На картинке изображено то, что видит неподвижный заряд. Участок проводника с током НЕЙТРАЛЕН. При одномерном рассмотрении это означает, что линейная плотность ионов (а значит, и расстояние между ними) равна линейной плотности электронов. И это видит наш неподвижный заряд. И не хочет притягиваться к нейтральному проводу, т.к. знает закон Кулона.
Посмотрите на картинку внимательно, заряд ДОЛЖЕН иметь ненулевую скорость
(С правой стороны от заряда стрелка).
То же самое в формуле для силы 17-12 -произведение силы тока на скорость заряда,
при нулевых скоростях(покой) сила на пробный заряд равна нулю.

>
>1 Т.е. нельзя говорить, что элетроны или расстояние между ними сокращается для неподвижного заряда. Провод нейтрален - расстояния одинаковы.2 А если заряд движется, для него провод не нейтрален.
1Конечно нейтрален, но текущий ток означает движение электронов, а следовательно по Вашей логике сокращения расстояния между ними.
2А я и не спорил.Мне интересен факт невлияния движущихся электронов, ОТНОСИТЕЛЬНО к покоящемуся пробному заряду, на этот заряд.
До встречи, D.


Рисунок.
>


> До встречи, D.


> > Факт, что электроны движутся не по инерции, а под действием электрического поля умалчивается.

> Возьмите сверхпроводник, в нем электроны будут двигаться по инерции.

В сверхпроводящем кольце электроны движутся не по инерции,
а под действием самоиндукции.
Уменьшается их скорость уменьшается -> ток уменьшается магнитное поле
-> увеличивается ток самоиндукции, т.е., стабилизация тока
происходит за счет тока самоиндукции.


> > > Факт, что электроны движутся не по инерции, а под действием электрического поля умалчивается.

> > Возьмите сверхпроводник, в нем электроны будут двигаться по инерции.

> В сверхпроводящем кольце электроны движутся не по инерции,
> а под действием самоиндукции.
> Уменьшается их скорость уменьшается -> ток уменьшается магнитное поле
> -> увеличивается ток самоиндукции, т.е., стабилизация тока
> происходит за счет тока самоиндукции.

Пожалуй, Вы правы. Вообще, трудно в данном случае отделить механическую инерцию и самоиндукцию.
До встречи, AID.


> > > > Факт, что электроны движутся не по инерции, а под действием электрического поля умалчивается.

> > > Возьмите сверхпроводник, в нем электроны будут двигаться по инерции.

> > В сверхпроводящем кольце электроны движутся не по инерции,
> > а под действием самоиндукции.
> > Уменьшается их скорость уменьшается -> ток уменьшается магнитное поле
> > -> увеличивается ток самоиндукции, т.е., стабилизация тока
> > происходит за счет тока самоиндукции.

> Пожалуй, Вы правы. Вообще, трудно в данном случае отделить механическую инерцию и самоиндукцию.

Так же как трудно отделить массу электронов от их заряда :)
Но соотношение между ними можно оценить по отношению энергии магнитного поля и кинетической энергии.
Простые прикидки показывают, что это отношение для линейного проводника равно
(LJ²/2)/(MV²/2)={μoq² ln(l/R)}/{2π m},
где q - заряд электрона, m - масса электрона, l - длина проводника, R - его радиус.
Для длинного соленоида получим:
(LJ²/2)/(MV²/2)={μol q² ln(l/R)}/{4π m h}, где h - высота (длина) соленоида, l - длина ВСЕГО провода...

Обратите внимание, скорость зарядов (ток) в отношение не входит,
лишь фундаментальные константы и логарифм отношения размеров.


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

Реклама:
Rambler's Top100