Энергия через силу: Энергия. Законы сохранения энергии. Часть 2. Кинетическая и потенциальная энергии. Полная механическая энергия. Видеоурок. Физика 7 Класс

Работа и Энергия

Работа и Энергия

Термин «работа» в механике имеет два смысла: работа как
процесс, при котором сила перемещает тело, действуя под углом,
отличном от 90°; работа — физическая величина, равная
произведению силы, перемещения и косинуса угла между
направлением действия силы и перемещением:

А = Fs cos a.

Работа равна нулю, когда тело движется по инерции (F = 0),
когда нет перемещения (s = 0) или когда угол между
перемещением и силой равен 90° (cos а = 0). Единицей
работы в СИ служит джоуль (Дж).

1 джоуль — это такая работа, которая совершается силой 1 Н при
перемещении тела на 1 м по линии действия силы. Для
определения быстроты совершения работы вводят величину
«мощность».

Мощность равняется отношению совершенной работы ко времени, за
которое она выполнена:

Единицей мощности в СИ служит 1 ватт (Вт). 1 Вт — мощность,
при которой совершается работа в 1 Дж за 1 секунду.

Рассмотрим действие на тело некоторой постоянной силы F. На
участке пути s будет произведена работа А. В результате у тела
изменится скорость:

Величину 
для материальной точки называют кинетической энергией тела.

Кинетическая энергия — энергия движения, ею обладают все
движущиеся тела. Эта величина является относительной, то есть
она изменяется в зависимости от выбранной системы отсчета.

Кроме этого вида механической энергии, существует и другой ее
вид — потенциальная энергия. Рассмотрим систему двух
взаимодействующих тел. Например, тела, поднятого над Землей, и
саму Землю.

Работа силы тяжести при перемещении тела на отрезке
|h₁ — h₂| будет равна:

Величину mgh в соответствующей точке, которая расположена на
высоте h, называют потенциальной энергией тела, находящегося в
поле тяжести.

Из предыдущего уравнения вытекает, что работа не зависит от
траектории движения в доле силы тяжести, а определяется лишь
изменением высоты.

Потенциальная энергия характеризует и другие взаимодействующие
тела. Так, потенциальной энергией обладает сжатая пружина:

где k — модуль упругости, х — смещение от положения равновесия.

Потенциальная энергия, как и кинетическая, является величиной
относительной, поскольку и высота, и смещение зависят от
выбора точки отсчета.

Урок 11. Лекция 11. Работа. Мощность. Энергия. Закон сохранения энергии

Энергетические характеристики движения вводятся на основе понятия механической работы или работы силы.

Если на тело действует сила и тело под действием этой силы перемещается, то говорят, что сила совершает работу.

Механическая работа – это скалярная величина, равная произведению модуля силы, действующей на тело, на модуль перемещения и на косинус угла между вектором силы  и вектором перемещения (или скорости).

A = Fs cos α

Работа является скалярной величиной. Она может быть как положительна (0° ≤ α < 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180°). При α = 90° работа, совершаемая силой, равна нулю.

В системе СИ работа измеряется в джоулях (Дж). Джоуль равен работе, совершаемой силой в 1 Н на перемещении 1 м в направлении действия силы.

[1 Дж=1 Н·м]

Работа силы, совершаемая в единицу времени, называется мощностью.

Мощность N – физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта работа:

 N=A/t

В Международной системе (СИ) единица мощности называется ватт (Вт). Ватт равен мощности силы, совершающей работу в 1 Дж за время 1 с.

Внесистемная единица мощности 1 л.с.=735 Вт

Связь между мощностью и скоростью при равномерном движении:

N=A/t  так как   A=FScosα      тогда   N=(FScosα)/t, но S/t = v   следовательно

N=Fvcos α

В технике используются единицы работы и мощности:

1 Вт·с = 1 Дж;     1Вт·ч = 3,6·10³ Дж;      1кВт·ч = 3,6·10⁶ Дж

Если тело способно совершить работу, то говорят, что оно обладает энергией.

 Механическая энергия тела – это скалярная величина, равная максимальной работе, которая может быть совершена в данных условиях.

Обозначается  Е Единица энергии в СИ  [1Дж = 1Н*м]

Механическая работа есть мера изменения энергии в различных процессах А = ΔЕ.

Различают два вида механической энергии – кинетическая Ек и потенциальная Еp энергия.

Полная механическая энергия тела равна сумме его кинетической и потенциальной энергий

Е = Ек + Еp

Кинетическая энергия – это энергия тела, обусловленная его движением.

Физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела:

Кинетическая энергия – это энергия движения. Кинетическая энергия тела массой m, движущегося со скоростью  равна работе, которую должна совершить сила, приложенная к покоящемуся телу, чтобы сообщить ему эту скорость:

Если тело движется со скоростью , то для его полной остановки необходимо совершить работу

Наряду с кинетической энергией или энергией движения в физике важную роль играет понятиепотенциальной энергии или энергии взаимодействия тел.

Потенциальная энергия – энергия тела, обусловленная взаимным расположением взаимодействующих между собой тел или частей одного тела. 

Понятие потенциальной энергии можно ввести только для сил, работа которых не зависит от траектории движения тела и определяется только начальным и конечным положениями. Такие силы называются консервативными. Работа консервативных сил на замкнутой траектории равна нулю.

Свойством консервативности обладают сила тяжести и сила упругости. Для этих сил можно ввести понятие потенциальной энергии.

Потенциальная энергия тела в поле силы тяжести (потенциальная энергия тела, поднятого над землёй):

Ep = mgh

Она равна работе, которую совершает сила тяжести при опускании тела на нулевой уровень.

Понятие потенциальной энергии можно ввести и для упругой силы. Эта сила также обладает свойством консервативности. Растягивая (или сжимая) пружину, мы можем делать это различными способами.

Можно просто удлинить пружину на величину x, или сначала удлинить ее на 2x, а затем уменьшить удлинение до значения x и т. д. Во всех этих случаях упругая сила совершает одну и ту же работу, которая зависит только от удлинения пружины x в конечном состоянии, если первоначально пружина была недеформирована. Эта работа равна работе внешней силы A, взятой с противоположным знаком :

где k – жесткость пружины.

Растянутая (или сжатая) пружина способна привести в движение прикрепленное к ней тело, то есть сообщить этому телу кинетическую энергию. Следовательно, такая пружина обладает запасом энергии. Потенциальной энергией пружины (или любого упруго деформированного тела) называют величину

Потенциальная энергия упруго деформированного тела равна работе силы упругости при переходе из данного состояния в состояние с нулевой деформацией.

Если в начальном состоянии пружина уже была деформирована, а ее удлинение было равно x1, тогда при переходе в новое состояние с удлинением x2 сила упругости совершит работу, равную изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком:

Потенциальная энергия при упругой деформации – это энергия взаимодействия отдельных частей тела между собой силами упругости.

Если тела, составляющие замкнутую механическую систему, взаимодействуют между собой только силами тяготения и упругости, то работа этих сил равна изменению потенциальной энергии тел, взятому с противоположным знаком:

A = –(Ep2 – Ep1).

По теореме о кинетической энергии эта работа равна изменению кинетической энергии тел:

A = Ek2 – Ek1

Следовательно   Ek2 – Ek1 = –(Ep2 – Ep1)      или        Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой силами тяготения и силами упругости, остается неизменной.

Это утверждение выражает закон сохранения энергии в механических процессах. Он является следствием законов Ньютона.

Сумму E = Ek + Ep называют полной механической энергией.

Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих между собой только консервативными силами, при любых движениях этих тел не изменяется. Происходят лишь взаимные превращения потенциальной энергии тел в их кинетическую энергию, и наоборот, или переход энергии от одного тела к другому.

Е = Ек + Еp = const

Закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой консервативными силами, то есть силами, для которых можно ввести понятие потенциальной энергии.

В реальных условиях практически всегда на движущиеся тела наряду с силами тяготения, силами упругости и другими консервативными силами действуют силы трения или силы сопротивления среды.

Сила трения не является консервативной. Работа силы трения зависит от длины пути.

Если между телами, составляющими замкнутую систему, действуют силы трения, то механическая энергия не сохраняется. Часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию тел (нагревание).

Урок 11. Лекция 11. Работа. Мощность. Энергия. Закон сохранения энергии

Энергетические характеристики движения вводятся на основе понятия механической работы или работы силы.

Если на тело действует сила и тело под действием этой силы перемещается, то говорят, что сила совершает работу.

Механическая работа – это скалярная величина, равная произведению модуля силы, действующей на тело, на модуль перемещения и на косинус угла между вектором силы  и вектором перемещения (или скорости).

A = Fs cos α

Работа является скалярной величиной. Она может быть как положительна (0° ≤ α < 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180°). При α = 90° работа, совершаемая силой, равна нулю.

В системе СИ работа измеряется в джоулях (Дж). Джоуль равен работе, совершаемой силой в 1 Н на перемещении 1 м в направлении действия силы.

[1 Дж=1 Н·м]

Работа силы, совершаемая в единицу времени, называется мощностью.

Мощность N – физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта работа:

 N=A/t

В Международной системе (СИ) единица мощности называется ватт (Вт). Ватт равен мощности силы, совершающей работу в 1 Дж за время 1 с.

Внесистемная единица мощности 1 л.с.=735 Вт

Связь между мощностью и скоростью при равномерном движении:

N=A/t  так как   A=FScosα      тогда   N=(FScosα)/t, но S/t = v   следовательно

N=Fvcos α

В технике используются единицы работы и мощности:

1 Вт·с = 1 Дж;     1Вт·ч = 3,6·10³ Дж;      1кВт·ч = 3,6·10⁶ Дж

Если тело способно совершить работу, то говорят, что оно обладает энергией.

 Механическая энергия тела – это скалярная величина, равная максимальной работе, которая может быть совершена в данных условиях.

Обозначается  Е Единица энергии в СИ  [1Дж = 1Н*м]

Механическая работа есть мера изменения энергии в различных процессах А = ΔЕ.

Различают два вида механической энергии – кинетическая Ек и потенциальная Еp энергия.

Полная механическая энергия тела равна сумме его кинетической и потенциальной энергий

Е = Ек + Еp

Кинетическая энергия – это энергия тела, обусловленная его движением.

Физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела:

Кинетическая энергия – это энергия движения. Кинетическая энергия тела массой m, движущегося со скоростью  равна работе, которую должна совершить сила, приложенная к покоящемуся телу, чтобы сообщить ему эту скорость:

Если тело движется со скоростью , то для его полной остановки необходимо совершить работу

Наряду с кинетической энергией или энергией движения в физике важную роль играет понятиепотенциальной энергии или энергии взаимодействия тел.

Потенциальная энергия – энергия тела, обусловленная взаимным расположением взаимодействующих между собой тел или частей одного тела. 

Понятие потенциальной энергии можно ввести только для сил, работа которых не зависит от траектории движения тела и определяется только начальным и конечным положениями. Такие силы называются консервативными. Работа консервативных сил на замкнутой траектории равна нулю.

Свойством консервативности обладают сила тяжести и сила упругости. Для этих сил можно ввести понятие потенциальной энергии.

Потенциальная энергия тела в поле силы тяжести (потенциальная энергия тела, поднятого над землёй):

Ep = mgh

Она равна работе, которую совершает сила тяжести при опускании тела на нулевой уровень.

Понятие потенциальной энергии можно ввести и для упругой силы. Эта сила также обладает свойством консервативности. Растягивая (или сжимая) пружину, мы можем делать это различными способами.

Можно просто удлинить пружину на величину x, или сначала удлинить ее на 2x, а затем уменьшить удлинение до значения x и т. д. Во всех этих случаях упругая сила совершает одну и ту же работу, которая зависит только от удлинения пружины x в конечном состоянии, если первоначально пружина была недеформирована. Эта работа равна работе внешней силы A, взятой с противоположным знаком :

где k – жесткость пружины.

Растянутая (или сжатая) пружина способна привести в движение прикрепленное к ней тело, то есть сообщить этому телу кинетическую энергию. Следовательно, такая пружина обладает запасом энергии. Потенциальной энергией пружины (или любого упруго деформированного тела) называют величину

Потенциальная энергия упруго деформированного тела равна работе силы упругости при переходе из данного состояния в состояние с нулевой деформацией.

Если в начальном состоянии пружина уже была деформирована, а ее удлинение было равно x1, тогда при переходе в новое состояние с удлинением x2 сила упругости совершит работу, равную изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком:

Потенциальная энергия при упругой деформации – это энергия взаимодействия отдельных частей тела между собой силами упругости.

Если тела, составляющие замкнутую механическую систему, взаимодействуют между собой только силами тяготения и упругости, то работа этих сил равна изменению потенциальной энергии тел, взятому с противоположным знаком:

A = –(Ep2 – Ep1).

По теореме о кинетической энергии эта работа равна изменению кинетической энергии тел:

A = Ek2 – Ek1

Следовательно   Ek2 – Ek1 = –(Ep2 – Ep1)      или        Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой силами тяготения и силами упругости, остается неизменной.

Это утверждение выражает закон сохранения энергии в механических процессах. Он является следствием законов Ньютона.

Сумму E = Ek + Ep называют полной механической энергией.

Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих между собой только консервативными силами, при любых движениях этих тел не изменяется. Происходят лишь взаимные превращения потенциальной энергии тел в их кинетическую энергию, и наоборот, или переход энергии от одного тела к другому.

Е = Ек + Еp = const

Закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой консервативными силами, то есть силами, для которых можно ввести понятие потенциальной энергии.

В реальных условиях практически всегда на движущиеся тела наряду с силами тяготения, силами упругости и другими консервативными силами действуют силы трения или силы сопротивления среды.

Сила трения не является консервативной. Работа силы трения зависит от длины пути.

Если между телами, составляющими замкнутую систему, действуют силы трения, то механическая энергия не сохраняется. Часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию тел (нагревание).

Лекция 4. Работа и механическая энергия

Рассмотрим более подробно понятие поля сил. Опыт показывает, что в случае гравитационных взаимодействий сила, действующая на тело (А) массой m со стороны окружающих тел (В), пропорциональна массе. Эта сила может быть представлена в виде произведения двух величии:

Формула 3.5.1

где G − некоторый вектор (для гравитационных сил вблизи поверхности Земли он совпадает с вектором ускорения свободного падения), зависящий как от положения тела (А) массой m, так и от свойств окружающих тел (В).

Такое представление силы открывает возможность иной физической интерпретации взаимодействия, связанной с понятием поля. В этом случае говорят, что система тел (В) окружающих тело массой m создает в окружающем пространстве поле, характеризуемое вектором G(r). Иначе можно сказать, что в каждой точке пространства система тел (В) является источником поля и создает такие условия, при которых тело массой m, помещенное в это поле, испытывает действие силы (3.5.1). Причем считают, что поле существует безотносительно к тому, есть ли в нем тело (А) или нет. При переходе к переменным полям выясняется, что понятие поля имеет глубокий физический смысл: поле есть физическая реальность.

Вектор G(r) называют напряженностью поля. Если поле образовано несколькими источниками, результирующее поле равно сумме полей, созданных каждым из них. Это утверждение является одним из важнейших свойств полей и напряженность G результирующего поля в произвольной точке

Формула 3.5.2

где G_i − напряженность поля соответствующего источника в этой же точке, N − число источников поля.

Формула (3.5.2) выражает так называемый принцип суперпозиции (или наложения) полей, который является отражением опытных фактов и дополняет законы механики.

Обратимся теперь к потенциальной энергии тела. Согласно формулам (3.4.1) и (3.5.1), можно записать

Формула 3.5.3

Поделим обе части этого уравнения на m

Формула 3.5.4

и обозначив П/m=φ, получим

Формула 3.5.5

или проинтегрировав

Формула 3.5.6

Введенная величина φ(r) называется потенциалом поля в точке с радиус-вектором r.

Формула (3.5.6) позволяет найти потенциал гравитационного поля. Для этого достаточно вычислить интеграл по произвольному пути между точками 1 и 2 и представить затем полученное выражение в виде убыли некоторой функции, которая и есть потенциал φ(r). Так, потенциал гравитационного ноля точечной массы m

Формула 3.5.7

Потенциал гравитационного поля является энергетической характеристикой поля. Потенциал поля тяготения − это скалярная величина, определяемая потенциальной энергией тела единичной массы в данной точке поля, или работой по перемещению единичной массы из данной точки поля в бесконечность.

В случае, когда поле создается многими источниками, то результирующий потенциал равен

Формула 3.5.8

где φi − потенциал, создаваемый i − телом в данной точке поля; N − число источников поля.

Потенциал, как и потенциальная энергия, может быть определен только с точностью до прибавления некоторой произвольной постоянной, также совершенно несущественной. Поэтому ее обычно опускают, полагая равной нулю. Таким образом, поле можно описывать или в векторном виде G(r), или в скалярном φ(r). Оба способа эквивалентны.

Определим работу, совершаемую силами гравитационного поля Земли при перемещении в нем материальной точки массой m. При перемещении материальной точки на расстояние dS совершается работа

Формула 3.5.9

На некотором расстоянии r, согласно закону всемирного тяготения, на тело действует сила

Формула 3.5.10

Подставляя (3.5.10) в (3.5.9) и интегрируя в пределах от r₁ до r₂, получим

Формула 3.5.11

Знак «минус» появляется потому, что направления перемещения и силы противоположны. Из формулы (3.5.10) вытекает, что затраченная работа в поле тяготения не зависит от траектории перемещения, а определяется лишь начальным и конечным положением материальной точки. Следовательно, силы тяготения являются консервативными силами, а поле тяготения является потенциальным. Сравнивая (3.5.11) с (3.4.1) получим, что потенциальная энергия в поле тяготения Земли равна

Формула 3.5.11

Масса, энергия, импульс и закон сохранения / Хабр

Множество непонятных свойств мира связаны с природой массы и энергии (а также импульса). Все мы слышали эти слова и у многих из нас есть туманное представление об их значении. Конечно, значений у слов «масса» и «энергия» в английском и других языках довольно много. К сожалению, ни одно из них не совпадает с теми, что имеют в виду физики. Попробуйте отставить в сторону эти значения слов и поработать с точными физическими понятиями – иначе вы полностью запутаетесь.

Необходимо отметить, что не стоит при словосочетании «масса и энергия» вспоминать другую популярную пару, «вещество и энергия». Многие люди упоминают последнее словосочетания так, будто вещество и энергия – это две стороны одной медали. Но это не так. Вещество и энергия относятся к разным категориям, как яблоки и орангутанги. Вещество, не важно, как его определять – это класс объектов, существующих во Вселенной, а масса и энергия – это не объекты, а свойства, которыми эти объекты обладают. Масса и энергия глубоко переплетены друг с другом, и заслуживают общего объяснения.

Чтобы понять массу и энергию, необходимо добавить к ним импульс и обсудить различия и связи этих величин.

Энергия

У слова «энергия» есть множество значений. Когда мы заболеваем, то говорим о том, что у нас не осталось энергии, имея в виду силу и мотивацию. Когда мы говорим, что у кого-то полно энергии, мы имеем в виду его высокую активность. Мы жалуемся на рост цен на энергию, имея в виду топливо. Мы говорим о духовной энергии как о чём-то неизмеримом, но важном, возможно, о некоей форме харизмы. И все эти понятия перекликаются друг с другом, поэтому мы и выбираем одно слово для их описания. Но в физике энергия – это совсем другое. С точки зрения физики ошибочно будет смешивать одно из этих определений с физическим. В физике нужно придерживаться физического термина, чтобы не получить неправильные ответы и не запутаться вконец.

К несчастью, понятие «энергии» в физике очень сложно описать так, как это делают словари – короткой содержательной фразой. Но не подумайте плохого – всё дело в несовершенстве естественного языка, а не в том, что понятие энергии в физике расплывчато. В любой заданной физической системе совершенно понятно, какова её энергия, как в смысле её экспериментального измерения, так и в смысле расчётов (при наличии описывающих систему уравнений).

Одна из причин, по которым энергию так сложно описать – она может принимать множество форм, и не все из них просто понять. Вот три наиболее часто встречающихся разновидности:

1. Энергия может быть заключена в массе объекта. Здесь я называю такой вариант «энергией массы» (благодаря известному уравнению E=mc² энергия связывается с массой. Также она называется «энергия покоя», поскольку это энергия объекта, находящегося в покое, то есть, без движения).

2. Во-вторых, энергия бывает связанной с движением объекта. Здесь я называю её «энергией движения», а технический термин для этого – кинетическая энергия. Этот вариант интуитивно легко воспринять, поскольку у быстро движущихся объектов энергия больше, чем у медленно движущихся. Кроме того, у тяжёлого объекта энергия движения больше, чем у лёгкого, движущегося с той же скоростью.

3. Энергия может храниться во взаимоотношении объектов (и обычно называется «потенциальной»). Она хранится в растянутой пружине, в воде за дамбой, в гравитационном взаимодействии Земли и Солнца, во взаимодействиях атомов в молекуле. Существует множество способов хранения энергии. Звучит расплывчато, но в этом виноват язык. В любом из перечисленных случаев существуют точные формулы, описывающие сохранённую в системе энергию и хорошо определённые пути её измерения.

С третьим типом энергии связано то, что я буду называть энергией взаимодействия, и это наиболее запутанное понятие из всех. В отличие от энергии массы и энергии движения, которые всегда больше или равны нулю, энергия взаимодействий может быть положительной и отрицательной. Пока я оставлю эту тему, но мы к ней ещё вернёмся.

Энергия – это особая величина огромной важности для физики. Причина такой важности – в том, что она «сохраняется». Что же это означает?

Если вы начнёте наблюдение с объекта или с набора объектов – назовём их «системой объектов» – обладающих определённым количеством энергии в начальный момент (не забудьте подсчитать всю энергию – массы, движения, сохранённую энергию всех типов, и т.п.), а затем части системы будут взаимодействовать только друг с другом и более ни с чем, тогда в конце наблюдения общее количество энергии, которым обладают эти объекты, будет тем же, что и в начале. Общая энергия системы сохраняется – её общее количество не меняется. Она может менять форму, но если отслеживать все разновидности, то в конце её будет столько же, сколько и в начале.

Это правило работает, даже если некоторые объекты будут исчезать и уступать место другим, к примеру, если одна частица в системе распадётся на две других, вливающихся в систему.

Почему энергия сохраняется? Из-за математического принципа, соотносящего тот факт, что законы природы со временем не меняются, с существованием сохраняющейся величины, которую мы по определению называем «энергией».

Самым известным и общим определением этого принципа мы обязаны Эмми Нётер, одной из величайших математических физиков предыдущего столетия, современнице Эйнштейна. Некоторые члены физического и математического сообщества относились к ней с глубоким уважением, но в то время в своей родной Германии она страдала от дискриминации по половому и национальному признаку (там блокировали попытки присвоить ей звание профессора в Гёттингене, и оттуда ей пришлось бежать после того, как к власти пришли нацисты). Эмигрировав в США, всего после двух лет преподаваний в колледже Брин-Мар (который по сию пору принимает для обучения только женщин), она умерла от онкологического заболевания.

Знаменитая теорема Нётер (реально это две тесно связанных теоремы) говорит нам, что если в законах природы существует симметрия – в нашем случае это значит, что законы природы одинаковы в любой момент времени – то из этого следует сохранение некоей величины – в нашем случае, энергии.

Более того, теорема в точности сообщает нам, что это за величина – каковы различные формы энергии, для заданной системы объектов, которые необходимо сложить, чтобы получить общую энергию. Именно поэтому физики всегда точно знают, что такое энергия, и почему её легче получить при помощи уравнений, чем определить словами.

Импульс

С импульсом дело обстоит примерно таким же образом, что и с энергией. Законы природы везде одинаковые. Грубо говоря, эксперименты дают одни и те же ответы, проводите ли вы их к северу или к югу отсюда, к западу или востоку, на вершине здания или в глубокой шахте. Выберите любое направление в пространстве. Тогда, согласно Нётер, импульс вдоль этого направления сохраняется. Поскольку в пространстве есть три измерения, то можно двигаться в трёх разных независимых направлениях и существуют три независимых закона сохранения. Выбрать можно три любых направления, при условии, что они разные. К примеру, можно выбрать в качестве трёх законов сохранения импульсы в направлениях север-юг, запад-восток и вверх-вниз. Или можно выбрать три других – по направлению к и от Солнца, вдоль орбиты Земли в обе стороны, и вверх и вниз по отношению к плоскости Солнечной системы. Ваш выбор не имеет значения, ибо импульс сохраняется вдоль любого направления.

Простейшая форма импульса возникает благодаря простому движению объектов, и это примерно то, что можно представить себе интуитивно: если объект двигается в определённом направлении, то у него есть импульс в этом направлении, и чем быстрее он двигается, тем больше этот импульс. А у более тяжёлого объекта импульс больше, чем у лёгкого, если они двигаются с одинаковыми скоростями.

Одно из интересных следствий этого сохранения: если у вас имеется неподвижная система из объектов (то есть, система в целом не двигается, если усреднить все движения составляющих её объектов), тогда она будет оставаться неподвижной, если только ей не придаст движение какое-либо внешнее воздействие. Причина в том, что у неподвижной системы суммарный импульс равен нулю, и поскольку импульс сохраняется, он останется равным нулю навсегда, если только не вмешается что-либо извне системы.

Масса, и её связь с энергией и импульсом

Теперь обратимся к массе

К сожалению, с массой связано много путаницы – после выхода работы Эйнштейна по теории относительности некоторое время существовало два понятия массы. И только одно из них (то, на котором остановился сам Эйнштейн, и которое иногда называют «инвариантной массой» или «массой покоя», чтобы отличить её от уже ставшего архаичным термина «релятивистская масса»), до сих пор используют в физике частиц. В отдельной статье я поясню это более подробно.

Рис. 1

Под массой m, которую я использую в статьях, подразумевается та масса, что непосредственно связывает энергию и импульс. Для объекта, двигающегося без воздействия внешних сил (не взаимодействующего значительно с другими объектами), Эйнштейн предположил (и это было подтверждено экспериментами), что его энергия E, импульс p и масса m удовлетворяют простому пифагорову равенству:

Помните старика Пифагора, утверждавшего, что для прямоугольного треугольника со сторонами A и B и гипотенузой C выполняется равенство ? Это связь того же типа – см. рис. 1. У нас с – постоянная скорость, которая, как мы увидим, служит универсальным пределом скорости. Также мы увидим, почему её называют «скоростью света».

Согласно уравнениям Эйнштейна, скорость объекта, делённая на предел скорости с, это просто отношение pc к Е:

То есть отношение горизонтального катета к гипотенузе. Оно также равно синусу угла α на рис. 1. Вот так вот, граждане. А поскольку катеты прямоугольного треугольника всегда короче гипотенузы (синус любого угла всегда меньше или равен 1), скорость любого объекта не может превышать с, универсальный предел скорости. С увеличением скорости объекта фиксированной массы p и E становятся очень большими (рис. 2), но E всегда больше pc, поэтому v всегда меньше c!

Рис. 2

Теперь обратите внимание, что если объект не двигается, то его импульс p равен нулю, и отношение в уравнении 1 сводится к:

Знаменитая формула Эйнштейна, связь массы с фиксированным количеством энергии (то, что я называю энергией массы), это просто утверждение, соответствующее тому, что когда треугольник вырождается в вертикальную линию, как на рис. 3 слева, его гипотенуза становится такой же длины, как вертикальный катет. При этом оно не означает, что энергия всегда равна массе, помноженной на квадрат с. Это работает только для покоящегося объекта с нулевым импульсом.

Рис. 3

Ещё одно интересное наблюдение: для безмассовой частицы вертикальный катет треугольника нулевой, а гипотенуза и горизонтальный катет совпадают, как на рис. 3. В таком случае E равняется pc, что означает, что v/c = 1, или v = c. Видно, что безмассовая частица (к примеру, фотон, частица света) неизбежно перемещается со скоростью с. Поэтому скорость света такая же, как универсальный предел скорости, с.

С другой стороны, если взять обладающую массой частицу, как на рис. 4, то неважно, насколько большим вы делаете импульс и энергию, E всегда будет немного больше, чем p*c, поэтому скорость всегда будет меньше с. Безмассовые частицы обязаны перемещаться с максимальной скоростью. Скорость массивных частиц должна быть меньше.

Рис. 4. Здесь «>>» означает «гораздо больше»

Представьте себе другой пограничный случай, медленно (по сравнению со скоростью света) движущийся массивный объект, к примеру, автомобиль. Поскольку его скорость v гораздо меньше с, его импульс p умноженный на c будет гораздо меньше E, и, как видно из рис. 5, E будет немногим больше, чем mc². Поэтому энергия движения медленного объекта E — mc² гораздо меньше, чем энергия его массы mc², а у быстрого объекта энергию движения можно сделать сколь угодно большой, как мы видели на рис. 4.

Один тонкий момент: импульс – это не только число, но и вектор. У него есть величина и направления. Он направлен в сторону движения частицы. Когда я пишу «p», я указываю только величину. Во многих случаях необходимо отслеживать и направление импульса, хотя в уравнении №1, связывающем импульс с энергией и массой, этого делать не нужно.

Рис. 5

Ещё один тонкий момент: я использовал треугольники и простейшую тригонометрию, поскольку она известна всем из школы. Экспертам же нужно быть осторожнее – правильно понять уравнения Эйнштейна можно, используя гиперболические функции, обычно не встречающиеся дилетантам, но крайне важные для понимания структуры теории, и делающие более понятными такие вещи, как сложение скоростей, сжатие расстояний и т.п. Не претендующие на экспертизу люди могут это игнорировать.

Но скорость же относительна?..

Если вы внимательно читали текст, вас уже может кое-что удивить. Вы знаете, что скорость частицы – или чего угодно, движущегося медленнее света – зависит от точки зрения.

Если вы сидите дома и читаете книгу, вы скажете, что скорость книги нулевая (и относительно вас она действительно покоится), следовательно, у неё нет импульса и энергии движения, только энергия массы. Но если бы я стоял на Луне, то я напомнил бы вам, что Земля вертится, поэтому это вращение увлекает и вас, и двигает вас относительно меня со скоростью в сотни километров в час. Так что вы с вашей книгой обладали бы импульсом с моей точки зрения.

Кто же прав?

Вариант относительности согласно Галилею – первый принцип относительности – утверждает, что правы мы оба. Вариант относительности Эйнштейна соглашается с точкой зрения Галилея в том, что правы оба, но вносит важные корректировки в то, как обозначили бы последователи Галилея энергию, импульс и массу книги, помещая эти величины в пифагорово соотношение уравнения №1.

Но если правы все, какую E и какой p мне нужно подставить в соотношение энергии/импульса/массы, ? Подставить E и p, измеренные вами, читающим книгу, то есть E = mc² и p = 0? Или подставить E и p, которыми обладает книга с моей точки зрения, когда вы двигаетесь вместе с Землёй?

В ответе на этот вопрос содержится вся суть уравнения Эйнштейна №1. Каждый наблюдатель измерит разные величины E и p для книги, в зависимости от того, как быстро книга будет двигаться относительно него. Но для всех наблюдателей уравнение будет верным!

Магия! А на самом деле, гениальность – мысль, пришедшая в 1905 году, о том, как можно заменить набор уравнений, предложенных Ньютоном и его последователями, новым удивительным набором уравнений, всё ещё совпадающим со всеми предыдущими экспериментами, но оказавшимся более точным представлением реальности. Сложно представить, как сильно нужно было изменить образ мышления, чтобы додуматься до этого, пока не разберёшься с тем, сколько всего во время формирования новой теории могло пойти не так, и сколько других различных уравнений, содержащих противоречия с математикой или с предыдущими экспериментами, можно было бы предложить (а люди их предлагали). Мне, к примеру, постоянно приходят работы начинающих физиков, пытающихся «исправить» уравнения Эйнштейна, но я никогда не видел, чтобы кто-нибудь из них проверил свои уравнения на внутреннюю непротиворечивость. Это очень сложная задача и причина неудачи большинства теорий.

Но как тогда могут сохраняться энергия и импульс?

Погодите-ка, – скажете вы, когда ваша голова уже готова будет взорваться и забрызгать всё вокруг мозгами (я и сам помню это ощущение), – но энергия и импульс должны сохраняться! Так как же могут разные наблюдатели не соглашаться с тем, что они собой представляют?

Тут есть ещё больше магии, которая, кстати, была ещё до Эйнштейна. Поверьте мне, Вселенная – очень, очень хитроумный бухгалтер, и, несмотря на то, что разные наблюдатели не будут соглашаться по поводу энергии, имеющейся у объекта или системы объектов, они все согласятся, что эта энергия не меняется со временем. То же касается и импульса.

А вот масса очень сильно отличается от энергии и импульса. Во-первых, масса не сохраняется. В природе есть множество процессов, изменяющих общую массу системы: к примеру, массивная частица Хиггса может распадаться на два безмассовых фотона. С массой не связана симметрия, и поэтому у Нётер нет для нас закона сохранения. Во-вторых, в отличие от энергии и импульса, чьи величины зависят от наблюдателя (в частности, от его скорости по отношению к измеряемым объектам), все наблюдатели согласятся с величиной массы m объекта. А это вовсе не очевидно, и происходит так оттого, как ужасно хитроумно работают уравнения Эйнштейна.

Итак, что мы имеем

На текущий момент у нас несколько, на первый взгляд, противоречивых знаний. Мы знаем, что:

• Энергия и импульс изолированной физической системы сохраняются (общая энергия и общий импульс изолированной системы не меняются со временем) с точки зрения любого наблюдателя.

• Разные наблюдатели, движущиеся относительно друг друга, по-разному оценят величины энергии и импульса системы!

• Сумма масс объектов, составляющих систему, не сохраняется, она может меняться.

• Но все наблюдатели согласятся с величиной массы объекта.

К этому списку нужно добавить ещё два факта и два вывода:

Масса физической системы объектов не равна сумме масс объектов, составляющих эту систему.2}{2}+mgh_12mV22​​+mgh3​=2mV12​​+mgh2​.

Однако оказывается, что это не всегда так, это не всегда «правда». Рассмотрим два простых жизненных примера.

Пример первый. Возьмем ручку. Запустим ее в движение по горизонтальному столу.

Что мы увидим? Да, правильно — ручка вначале будет двигаться, а в конце концов — остановится. Что получается? Получается, что вначале мы сообщили ручке кинетическую энергию, а в конце кинетическая энергия стала равна нулю. Заметим, что потенциальная энергия не менялась, так как стол горизонтальный — любая его точка находится на одной и той же высоте. Выходит, что кинетическая энергия движения ручки просто «пропала». Как так? Ведь у нас есть закон сохранения полной механической энергии? Об этом чуть позже.

Рассмотрим второй пример. По гладкому ровному горизонтальному столу катится бильярдный шар. Жизненный опыт подсказывает нам, что если ничего не делать, то шар может двигаться так с почти постоянной скоростью очень долго.

Но мы кое-что сделаем: мы немного подтолкнем его.

После этого шар покатится с большей скоростью.

И что же получается в этом случае? Получается, что шар увеличил свою скорость; шар увеличил свою кинетическую энергию. Потенциальная энергия не менялась, поскольку стол (мы договорились заранее) был горизонтальный. А по закону сохранения полной механической энергии кинетическая энергия должна была остаться неизменной. Как так? Опять закон сохранения энергии не выполняется. В этом случае полная механическая энергия вдруг увеличилась.

Все дело в том, что закон сохранения полной механической энергии справедлив только для систем, где действуют только потенциальные силы, а другие силы либо не действуют, либо их работа равна нулю.

Но не все потеряно, господа! Закон сохранения полной механической энергии можно еще «спасти». Кинем ему спасательный круг. Спасем его. Давайте вспомним, как мы выводили закон сохранения полной механической энергии, и попробуем модифицировать вывод этого закона.2}{2}=E_{k2}-E_{k1}A=2mV22​​−2mV12​​=Ek2​−Ek1​.

При этом работу равнодействующей силы можно вычислить и другим образом — как произведение силы на перемещение:

A=F⋅S⋅cosαA=F\cdot S\cdot\cos\alphaA=F⋅S⋅cosα.

Пусть в системе действуют как потенциальные, так и непотенциальные силы.

Life Force Energy Healing — Скачать PDF бесплатно

УПРАВЛЕНИЕ СТРЕССОМ ДЛЯ РОДИТЕЛЕЙ

ЦЕНТР ЭФФЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТРЕССОМ ДЛЯ РОДИТЕЛЕЙ Стресс — это то, что является частью нашей жизни.Полностью избежать стресса невозможно. Фактически, степень стресса от легкой до умеренной

Дополнительная информация

Эпилепсия и стресс / тревога

Эпилепсия и стресс / тревога Стресс — это термин, используемый для описания эмоционального напряжения и напряжения. Когда мы испытываем стресс, мы также можем нервничать. Хотя стресс и беспокойство не вызывают эпилепсию, для

Дополнительная информация

Беспокойство и депрессия у мужчин

Тревога и депрессия у мужчин Резюме Тревога и депрессия у мужчин являются обычным явлением и поддаются лечению.Тревога и депрессия — это болезни, а не слабости, и существуют эффективные методы лечения. Принятие мер

Дополнительная информация

ИНФОРМАЦИЯ О ПРИЛОЖЕНИИ

ИНФОРМАЦИЯ О ПРИМЕРЕНИЯХ www.reiki-attunement-courses.com 1 О РЕЙКИ Рейки — это чудесная исцеляющая энергия, которую мы все можем использовать в нашей повседневной жизни. Он не только может помочь нам излечиться от различных недугов и

Дополнительная информация

Как справиться со стрессом и тревогой

Как справиться со стрессом и тревогой Стресс и тревога — это инстинкты борьбы и бегства, которые являются способом вашего тела реагировать на чрезвычайные ситуации.Злоумышленник пролезает в окно вашей спальни в темноте

Дополнительная информация

Неэпилептические припадки

Неэпилептические припадки: краткое руководство для пациентов и их семей Информация для пациентов Отделение неврологии Королевской больницы Халламшир Что такое неэпилептические припадки? В припадке люди теряют контроль

Дополнительная информация

Пожалуйста, не звоните 911

Последние часы жизни — чего ожидать? Имена и номера телефонов, которые могут вам понадобиться Имя Телефон Семья Доктор.Паллиативная помощь Доктор. В нерабочее время Центр доступа Посещение медсестры Хоспис Духовенство Похороны Контакт, пожалуйста, не звоните

Дополнительная информация

Программа профилактики тепловых заболеваний

I. Политика программы профилактики тепловых заболеваний Ответственный исполнитель: вице-президент по административным и финансовым вопросам. Ответственное подразделение: гигиена окружающей среды и безопасность обучения. Первоначально выпущено: 9 февраля 2005 г.

Дополнительная информация

Программа профилактики тепловых заболеваний

Программа профилактики тепловых заболеваний I.Политика Сотрудники, работающие на открытом воздухе или в других местах в период, когда присутствуют факторы риска окружающей среды для теплового заболевания, подвергаются риску для

Дополнительная информация

Употребление или злоупотребление алкоголем. Урок 2

Прыжки и урок 2 Употребление или злоупотребление алкоголем КОНКРЕТНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ W-6.1 Оценить необходимость баланса и разнообразия в повседневных занятиях, способствующих личному здоровью W-6.7 Выявление и распространение ценностей и убеждений

Дополнительная информация

АНКЕТА ПО ИНДИКАТОРАМ СТРЕССА

Консультативная группа International 1881 Business Center Drive, Suite 11 San Bernardino, CA 92408 (909) 884-0133 www.thecounselingteam.com ВОПРОСНИК ПО ИНДИКАТОРАМ СТРЕССА Эта анкета покажет, как

Дополнительная информация

Злоупотребление наркотиками и зависимость

Злоупотребление наркотиками и зависимость Введение Наркотик — это химическое вещество, которое может изменить работу вашего тела и разума. Люди могут злоупотреблять наркотиками, чтобы получить кайф или изменить свое самочувствие. Зависимость — это когда наркоман

Дополнительная информация

Слушайте, защищайте и подключайтесь

Page 1 Слушайте, защищайте и подключайте ПЕРВАЯ ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ ПОМОЩЬ ДЕТЯМ, РОДИТЕЛЯМ И ДРУГИМ РЕСУРСАМ ПОСЛЕ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ. Помощь вам и вашему ребенку во время стихийных бедствий.Page 2 Как родитель или взрослый

Дополнительная информация

Испытание счастья

Испытание на счастье, январь 2011 г. Могут ли несколько простых повседневных действий сделать нас счастливее? Подготовлено для использования BBC Breakfast, январь 2011 г. Ваше имя: Введение Спасибо за загрузку «Испытания счастья»

Дополнительная информация

Управляйте усталостью, связанной с раком:

Снижение утомляемости, связанной с раком: для людей, страдающих от рака В этой брошюре: Что я могу сделать, чтобы справиться с утомляемостью? Что такое утомляемость, связанная с раком? Что вызывает утомляемость, связанную с раком? Как мое медицинское обслуживание

Дополнительная информация

Беспокойство и затрудненное дыхание

Информационный бюллетень с информацией для пациентов Тревога и затрудненное дыхание Дыхание — это то, что мы все делаем автоматически, и мы часто принимаем это как должное.Некоторые хронические заболевания, например астма

Дополнительная информация

ПОЧЕМУ У НАС ЭМОЦИИ?

ПОЧЕМУ У НАС ЭМОЦИИ? Почему у нас эмоции? Это отличный вопрос! Вы думали: эмоции делают нас людьми или они помогают нам чувствовать? Отчасти это верно. Эмоции определяют нас как людей и

Дополнительная информация

Руководство для молодых людей по CFS / ME

Руководство для молодых людей по CFS / ME Королевский колледж педиатрии и детского здоровья Эта брошюра была разработана как часть научно обоснованного руководства по ведению CFS / ME (синдром хронической усталости

).

Дополнительная информация

Адаптация к травме спинного мозга

Приспособление к травме спинного мозга После травмы спинного мозга все по-разному проходят путь к психологическому исцелению и адаптации.В приведенных ниже темах рассматриваются общие проблемы и проблемы

Дополнительная информация

Надежда, помощь и исцеление

и Washington Hope, Help & Healing Руководство по оказанию помощи тем, кто может иметь проблемы с наркотиками или алкоголем www.drugfree.org 1-800-562-1240 ВЫ НЕ ОДИН Вы беспокоитесь, что у кого-то, кто вам дорог, есть

Дополнительная информация

ВЫ И ВАШ АНЕСТЕТИК

ВЫ И ВАШ АНЕСТЕЗИОННЫЙ Информационный буклет Ваше здоровье.Наш приоритет. Страница 2 из 8 Этот буклет призван ответить на некоторые вопросы, которые могут у вас возникнуть относительно анестетика, и содержит инструкции по голоданию.

Дополнительная информация

Доктор Тиффани Джонсон, округ Колумбия

Счастье — это вопрос не интенсивности, а баланса, порядка, ритма и гармонии. ~ Томас Мертон Выше одна из моих любимых цитат, и хотя слова Томаса Мертона относятся к концепции счастья,

Дополнительная информация

Заметки о состояниях сознания

Заметки о состоянии сознания В последнее время много говорилось в новостях о новом Дворце мира, который они строят в Вест-Л.А., чтобы люди приходили и медитировали, а не только голливудцы! Сознание

Дополнительная информация

Как подготовиться к обучению Рейки:

Практическое руководство для духовных искателей Мэри Рипосо, доктор философии Центр комплексного энергетического исцеления www.integratedenergyhealing.com Как подготовиться к обучению Рэйки, Мэри Рипосо, доктор философии Поздравления с

Дополнительная информация

Почему развивается делирий?

Что такое бред? Делирий — это название острого замешательства.Пациент, находящийся в бреду, часто переживает мир, который не имеет для нас смысла, но очень реален для них. Например, они могут: не знать

Дополнительная информация

Беременность и злоупотребление психоактивными веществами

Беременность и злоупотребление психоактивными веществами Введение Во время беременности вы не просто «едите для двоих». Вы также дышите и пьете за двоих, поэтому важно тщательно продумать, что вы кладете в свой

.

Дополнительная информация

Как.ХОЛИСТИЧЕСКАЯ РЕАБИЛИТАЦИЯ. Приносит вам пользу

Какая польза от HOLiSTIC REHAB? Содержание Центры холистической реабилитации более популярны, чем когда-либо. Потребность в программах реабилитации от наркозависимости и алкоголизма. Злоупотребление алкоголем и наркомания Эти проблемы требуют лечения

Дополнительная информация

Взаимоотношения врача и пациента

Отношения между врачом и пациентом Очень важно чувствовать себя комфортно с врачом.То, насколько хорошо вы можете разговаривать со своим врачом, является ключевым моментом в получении наилучшего для вас ухода. Также важно

Дополнительная информация

Что вызывает усталость, связанную с раком?

Что вызывает усталость, связанную с раком? Причины утомляемости, связанной с раком, до конца не изучены. Это может быть рак и / или лечение рака. Рак и лечение рака могут изменить нормальный белок

Дополнительная информация

За здоровый образ жизни

Помощь на сегодня.Надежда на завтра … За здоровый образ жизни для людей с болезнью Альцгеймера и их семей Жизнь с болезнью Альцгеймера может быть сложной задачей. Есть ли у вас болезнь

Дополнительная информация

Тайм-менеджмент и снижение стресса

Тайм-менеджмент и снижение стресса Что такое стресс? Стресс — это реакция вашего тела на то, что вы воспринимаете как давление. Стресс возникает, когда вы чувствуете, что не можете справиться с этим давлением.Наш

Дополнительная информация

Злоупотребление алкоголем и наркотиками

Злоупотребление алкоголем и наркотиками В этой главе рассматривается, как злоупотребление алкоголем влияет на наши семьи, отношения и сообщества, а также риски для здоровья, связанные со злоупотреблением наркотиками и алкоголем. 1. Злоупотребление алкоголем

Дополнительная информация

Разблокируйте свои целительные силы | Современный цигун

Кто я и почему вы можете доверять мне, чтобы помочь вам открыть для себя лучшее здоровье, энергию на весь день и расслабленную концентрацию?

Меня зовут Ли Холден , и на протяжении многих лет я имел честь делиться этими древними упражнениями для здоровья и исцеления с людьми со всего мира.Сначала я собирался поделиться этими упражнениями только с несколькими учениками, семьей и друзьями. Никто больше меня не удивился, когда Американское Общественное Телевидение попросило меня создать шоу, которое будет транслироваться по всей стране.

Мне было приятно достичь такого количества людей, но я понятия не имел, насколько далеко и насколько широко собираются зайти мои учения. Я до сих пор помню свой первый телефонный звонок, когда программа только вышла в эфир. Когда я ответил на звонок, мужчина на другом конце провода сказал с сильным техасским акцентом: «Эй, дорогая, это парень по телевизору!» Вскоре меня попросили сниматься в телешоу.Я получил запросы на интервью из крупных газет и журналов. Я был ошеломлен!

Но что меня действительно поразило, так это отзывы, которые я получал от людей, которые теперь применяли эти древние техники в своей повседневной жизни. Как и я, они пережили удивительное исцеление.

С 1989 года я помог миллионам людей во всем мире быстрее поправиться и открыть для себя энергию и здоровье, которые им необходимы для занятий любимым делом. Мои клиенты — руководители корпораций, звезды Голливуда, профессиональные спортсмены и врачи.За годы существования среди поклонников моего творчества…

• Даниэль Блумберг, доктор медицины
• Хейли Этвелл, английская актриса, известная своей ролью
  в «Капитане Америка: Первый мститель».
• Доктор Дик Смит
• Эд Берк, четырехкратный олимпиец, владелец Los Gatos
  Athletic Club
• Доктор Даррелл Бруга
• Доктор Рэйчел Абрамс, доктор медицины, автор
• И многое другое…

Я работал с самыми опытными целителями и экспертами в области здравоохранения , такими как Дипак Чопра и даосский мастер Мантак Чиа.Я консультируюсь с несколькими голливудскими кинокомпаниями и ведущими корпорациями Кремниевой долины, такими как Apple, 3Com и Cisco.

Причина, по которой я рассказываю вам все это, заключается в том, что вы собираетесь поделиться тем же глубоким опытом, которому я научил своих многочисленных клиентов на протяжении многих лет …

Электромагнитная сила — Energy Education

Электромагнитная сила , также называемая силой Лоренца , объясняет, как взаимодействуют движущиеся и неподвижные заряженные частицы.Это называется электромагнитной силой, потому что она включает ранее отличавшиеся друг от друга электрическую силу и магнитную силу; магнитные силы и электрические силы — это действительно одна и та же фундаментальная сила. ^[1] Электромагнитная сила — одна из четырех основных сил.

Электрическая сила действует между всеми заряженными частицами, независимо от того, движутся они или нет. ^[1] Магнитная сила действует между движущимися заряженными частицами. Это означает, что каждая заряженная частица излучает электрическое поле, независимо от того, движется она или нет.Движущиеся заряженные частицы (например, частицы электрического тока) излучают магнитные поля. Эйнштейн развил свою теорию относительности, исходя из того, что если наблюдатель движется вместе с заряженными частицами, магнитные поля трансформируются в электрические и наоборот! Одним из частных случаев электромагнитной силы, когда все заряды являются точечными (или могут быть разбиты на точечные заряды), является закон Кулона.

Поскольку вычисление силы каждого отдельного заряда на каждый другой отдельный заряд смехотворно сложно, физики разработали инструменты для упрощения этих вычислений.Эти упрощенные вычисления превращаются в макроскопические повседневные явления, перечисленные ниже:

• будничные силы нравятся
• большая часть химии
  • удерживая атомы вместе
  • химические связи между атомами с образованием молекул, как при горении
  • сохранение твердой формы определенной формы
• Клейкие предметы, например клейкая лента или смола, прилипающие к поверхности
• Магниты для наклеивания картин на холодильник
• Сила, которую испытывают электроны в проволочной петле, когда они находятся вблизи изменяющегося магнитного поля.Электромагнитная сила очень тесно связана с электродвижущей силой, которая заставляет электрический ток течь.

Современная физика объединила электромагнитные и слабые взаимодействия в электрослабую. Полное понимание электромагнитной силы и всех последствий электромагнетизма требует многих лет изучения. Некоторые хорошие места для получения дополнительной информации об электромагнетизме включают гиперфизику.

Ниже представлены серии Scishow по фундаментальным силам, часть 4a (электричество) и 4b (магнетизм):

А вот и часть 2.

В других видео рассматриваются сильное ядерное взаимодействие, слабое ядерное взаимодействие и гравитация. Посетите их канал на YouTube, чтобы увидеть больше подобных видео! (прекрасный ресурс для любопытных).

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

1. ↑ ^{1.0 1.1} Р. Д. Найт, «Закон силы Лоренца» в Физика для ученых и инженеров: стратегический подход, 3-е изд.Сан-Франциско, США: Пирсон Эддисон-Уэсли, 2008, глава 35, раздел 5, стр. 1096-1097.

Войдите в совершенно новую стратосферу похудания, красоты и здоровья Наталья Роуз

• Домой
• Мои книги
• Обзор ▾
  • Рекомендации
  • Награды Choice Awards
  • Жанры
  • Подарки
  • Новые выпуски
  • Списки
  • Изучить
  • Биография

  000 Новости и интервью 919590

• Бизнес
• Детский
• Христиан
• Классика
• Комиксы
• Поваренные книги
• Электронные книги
• Фэнтези

• Художественная литература
• Графические романы
• 90801 9080
• Графические романы
• Музыка 90801 Историческая музыка Художественная литература
• Тайна
• Документальная литература
• Поэзия

• Психология
• Романтика
• Наука
• Научная фантастика
• Самопомощь
• Спорт
• Триллер
• Для взрослых
• Путешествия Для молодежи

195

• Сообщество ▾
  • Группы
  • Обсуждения
  • Цитаты
  • Спросите автора

• Войти