Дискуссионный математический форумМатематический форум
Математический форум Math Help Planet

Обсуждение и решение задач по математике, физике, химии, экономике

Теоретический раздел
Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]
новый онлайн-сервис
число, сумма и дата прописью

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 17 ]  На страницу 1, 2  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Куда ушла энергия?
СообщениеДобавлено: 04 апр 2018, 14:41 
Не в сети
Light & Truth
Аватара пользователя
Зарегистрирован:
15 мар 2016, 15:08
Сообщений: 5875
Cпасибо сказано: 69
Спасибо получено:
921 раз в 875 сообщениях
Очков репутации: 168

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
Допустим едет вагон со скоростью [math]v[/math]. Внутри вагона к его крыше на свободном шарнире подвешен жёсткий стержень массы [math]m[/math] и длины [math]l[/math]. Допустим вагон мгновенно останавливается. Стержень начинает вращаться вокруг точки подвеса. Момент импульса стержня относительно точки подвеса до удара: [math]M_1=\frac{mvl}{2}[/math] . Момент импульса после удара: [math]M_2=I \omega = \frac{ml^2\ \omega }{3}[/math] , где [math]\omega[/math] - угловая скорость стержня, [math]I[/math] - момент инерции стержня. Отсюда кинетическая энергия стержня после удара стала [math]E_2=\frac{I \omega ^2}{2}=\frac{3mv^2}{8}[/math]. Но кинетическая энергия стержня до удара была [math]E_1=\frac{mv^2}{2}[/math]. Куда ушла часть первоначальной кинетической энергии стержня? Превратилась в тепло как при неупругом ударе? Или передалась системе вагон+Земля? У нас расчёты были в неподвижной относительно Земли системе отсчёта. А энергия неподвижному очень массивному телу при ударе практически не передаётся. Если энергия перешла в тепло, а у нас стержень жёсткий, значит по нему должны пойти колебания, которые со временем должны затухнуть. Так ли?


Последний раз редактировалось searcher 04 апр 2018, 14:50, всего редактировалось 1 раз.
Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Куда ушла энергия?
СообщениеДобавлено: 04 апр 2018, 14:45 
Не в сети
Light & Truth
Зарегистрирован:
08 апр 2015, 12:21
Сообщений: 4284
Cпасибо сказано: 129
Спасибо получено:
1510 раз в 1397 сообщениях
Очков репутации: 214

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
А у Вас учтено, что при ударе стержня о потолок вагона, последний должен был подпрыгнуть?

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Куда ушла энергия?
СообщениеДобавлено: 04 апр 2018, 14:48 
Не в сети
Light & Truth
Аватара пользователя
Зарегистрирован:
15 мар 2016, 15:08
Сообщений: 5875
Cпасибо сказано: 69
Спасибо получено:
921 раз в 875 сообщениях
Очков репутации: 168

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
michel писал(а):
А у Вас учтено, что при ударе стержня о потолок вагона, последний должен был подпрыгнуть?

Это нет. Считал, что все тела жёсткие. Наверное при ударе жёстких тел часть энергии может превращаться в тепло за счёт возникновения колебаний.

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Куда ушла энергия?
СообщениеДобавлено: 04 апр 2018, 14:49 
Не в сети
Light & Truth
Аватара пользователя
Зарегистрирован:
15 мар 2016, 15:08
Сообщений: 5875
Cпасибо сказано: 69
Спасибо получено:
921 раз в 875 сообщениях
Очков репутации: 168

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
michel писал(а):
А у Вас учтено, что при ударе стержня о потолок вагона, последний должен был подпрыгнуть?

А почему именно подпрыгнуть? Вертикальных движений у нас нет.

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Куда ушла энергия?
СообщениеДобавлено: 04 апр 2018, 15:03 
Не в сети
Light & Truth
Зарегистрирован:
08 апр 2015, 12:21
Сообщений: 4284
Cпасибо сказано: 129
Спасибо получено:
1510 раз в 1397 сообщениях
Очков репутации: 214

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
searcher писал(а):
michel писал(а):
А у Вас учтено, что при ударе стержня о потолок вагона, последний должен был подпрыгнуть?

А почему именно подпрыгнуть? Вертикальных движений у нас нет.

А куда должен стержень ударить тогда?

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Куда ушла энергия?
СообщениеДобавлено: 04 апр 2018, 15:10 
Не в сети
Light & Truth
Аватара пользователя
Зарегистрирован:
15 мар 2016, 15:08
Сообщений: 5875
Cпасибо сказано: 69
Спасибо получено:
921 раз в 875 сообщениях
Очков репутации: 168

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
michel писал(а):
А куда должен стержень ударить тогда?

В крышу. Но не вертикально, а горизонтально. По крыше наверное пойдут горизонтальные упругие волны, которые возьмут часть энергии на себя и со временем перейдут в тепло.

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Куда ушла энергия?
СообщениеДобавлено: 04 апр 2018, 19:53 
Не в сети
Оракул
Аватара пользователя
Зарегистрирован:
10 дек 2014, 20:21
Сообщений: 860
Cпасибо сказано: 122
Спасибо получено:
440 раз в 365 сообщениях
Очков репутации: 87

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
Наверное часть массы стержня вблизи от точки подвеса не может мгновенно сбросить скорость.
По теории возникает бесконечно большая силы реакции - собственно ударное воздействие на стержень со стороны вагона, а сам стержень будет изгибаться выпуклостью по направлению движения.
На это дело и уйдет недостающая энергия.

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Куда ушла энергия?
СообщениеДобавлено: 04 апр 2018, 20:06 
Не в сети
Оракул
Аватара пользователя
Зарегистрирован:
24 ноя 2016, 21:32
Сообщений: 935
Откуда: Махачкала
Cпасибо сказано: 53
Спасибо получено:
157 раз в 147 сообщениях
Очков репутации: 28

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
Li6-D
Точно. Все точки на стержне не смогут вращаться с линейной скоростью [math]v[/math].
Однако правомерно ли тут ТС использовал закон сохранения момента импульса.

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Куда ушла энергия?
СообщениеДобавлено: 04 апр 2018, 20:26 
Не в сети
Light & Truth
Зарегистрирован:
08 апр 2015, 12:21
Сообщений: 4284
Cпасибо сказано: 129
Спасибо получено:
1510 раз в 1397 сообщениях
Очков репутации: 214

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
Тут вообще много вопросов, откуда взялся начальный момент импульса стержня, если он по идее должен был покоиться относительно точки подвеса!

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Куда ушла энергия?
СообщениеДобавлено: 04 апр 2018, 20:41 
Не в сети
Light & Truth
Аватара пользователя
Зарегистрирован:
15 мар 2016, 15:08
Сообщений: 5875
Cпасибо сказано: 69
Спасибо получено:
921 раз в 875 сообщениях
Очков репутации: 168

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
michel писал(а):
Тут вообще много вопросов, откуда взялся начальный момент импульса стержня, если он по идее должен был покоиться относительно точки подвеса!

Как я понимаю, момент импульса - это не обязательно про вращение. До удара этот момент импульса равен импульсу стержня [math]mv[/math], умноженного на среднее плечо импульса [math]l/2[/math] .

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему    На страницу 1, 2  След.  Страница 1 из 2 [ Сообщений: 17 ]

 Похожие темы   Автор   Ответы   Просмотры   Последнее сообщение 
Человек в метро, куда девается энергия?

в форуме Школьная физика

Alexander Mashtakov

0

50

19 янв 2020, 13:55

Кинетическая энергия

в форуме Механика

XapBu

7

1387

12 июн 2014, 12:28

Кинетическая энергия

в форуме Механика

Roman

4

761

12 ноя 2012, 21:34

Кинетическая энергия

в форуме Оптика и Волны

Isabella

0

305

26 апр 2015, 09:24

Кинетическая энергия

в форуме Механика

Finn_parnichka

17

412

25 дек 2017, 15:05

Потенциальная энергия

в форуме Механика

Teddy

0

127

11 апр 2018, 07:09

Энергия солнца на Землю за год = ?

в форуме Механика

Krupin

0

666

22 авг 2010, 01:48

Энергия магнитного поля

в форуме Электричество и Магнетизм

Isabella

1

471

05 фев 2015, 15:22

Внутренняя энергия цикла

в форуме Школьная физика

belinum

0

366

29 окт 2013, 17:05

Куда копать?

в форуме Дифференциальные и Интегральные уравнения

Hiro

4

335

22 фев 2013, 00:34


Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

Яндекс.Метрика

Copyright © 2010-2020 MathHelpPlanet.com. All rights reserved