При описании многих процессов и явлений в физике применяется понятие кинетической энергии. Выводится для школьников всем известная формула : полупроизведение массы на квадрат скорости – на основании законов классической механики для равноускоренного движения тела в инерциальной системе отсчёта под действием равнодействующей силы.
Если проследить всю цепочку, каким образом получается в итоге формула кинетической энергии, начиная с вывода формулы для перемещения тела при равноускоренном прямолинейном движении, и заканчивая подстановкой этого выражения в формулу работы, с применением второго закона Ньютона, то окажется, что мы производим чисто математические преобразования, которые в физическом понимании смысла не имеют.
Остающиеся, после сокращения ускорения в числителе и знаменателе , квадраты скоростей физического смысла не имеют.
Выражение - скорость в квадрате - показывает, что скорость движения тела в данном состоянии равна скорости V и что мы соглашаемся с тем, что тело движется прямолинейно, равноускоренно и т.д. и т.п.
Физика применяет эту формулу и для описания движения молекул в газах и жидкостях, и движения фотонов света, и ещё для многого того, что не является ни частицей, ни равноускоренным движением под действием внешних сил, а уж тем более прямолинейным, и того, что вообще нельзя связать ни с какой инерциальной системой отсчёта.
Почему эта формула работает в таких на первый взгляд парадоксальных ситуациях? Потому что с её помощью можно вывести вполне реальные формулы, которые при описании процессов с достаточной для нас погрешностью определяют внутренние параметры среды, сопоставляют массу и энергию. В итоге мы как бы " уходим" от того, к чему можно было бы прийти и другим путём.
Невозможности объяснить некоторые "парадоксальные" явления с позиции классической физики является следствием такого подхода.
Ещё "великий" Эйнштейн, выводя ( вообще-то вывела её жена Эйнштейна - Милева Мирич)свою знаменитую формулу, высказал предположение, что любое тело , имеющее массу покоя, обладает энергией покоя , равной произведению этой самой массы покоя на квадрат скорости света в вакууме. А конечная формула ( с массой движущегося тела) подразумевает полную энергию, куда опять -таки входит кинетическая энергия плюс энергия покоя.
Скорее всего речь идёт о движении под действием некой внутренней силы, которая присуща каждому квантовому объекту во Вселенной в поле Вселенной. И к поступательному движению тел никакого отношения не имеет.
Эта энергия покоя и обеспечения движения – внутренне присущая энергия.
Некая порция энергии, которую мы называем телом, а фактически является совокупностью энергетичных и динамичных квантовых объектов.
И т.к. в формулу скорости входит время, то это лишний раз доказывает, что оно для квантовых объектов лишено смысла, так же как и вообще наше устоявшееся мнение о движении.
Классическая динамика гласит : тело приобретает ускорение под воздействием других тел.
Вполне возможно, что в реальности всё не так. А так: тело может менять в пространстве конфигурацию энергетической сущности, потому что любое тело – это сгустки энергий некой конфигурации. Влияние других тел может изменить взаимную конфигурацию и количества порций энергии. Это перераспределение энергии и есть движение.
Вселенная – совокупность энергетических динамических сущностей.
Но нам в обыденной жизни вполне хватает тех знаний, которые у нас уже есть.
Ну и что с того, что даже в инерциальной системе отсчёта, связанной с Землёй и нарушается сам же первый закон инерции Ньютона (классической механики) из-за вращения Земли. Нам такая точность при расчётах не нужна.
Автор: Ольга Валентиновна Крюкова
Авторство произведения заверено.
Произведение предназначено для личного прочтения.
Все иные действия с текстом произведения – только с разрешения Автора.
Проза.ру
© Copyright: Ольга Крюкова, 2014 г.
Свидетельство о публикации №214040700805
Ошибка классической физики
© Copyright: Ольга Крюкова, 2014
Свидетельство о публикации №214040700805
Свидетельство о публикации №214040700805
Рецензии
Почтенная Ольга,
мне кажется, что многие странности Вашего эссе связаны с недопониманием сути проблемы. Вы пишите, что математические преобразования при выводе закона сохранения энергии не имеют физического смысла. Это совершенно не так. Поясню, почему.
1. Закон сохранения энергии неявно содержится уже в законах Ньютона. Без этого "вывод" (а по сути, не вывод, а констатация путем преобразований) был бы невозможен.
2. Тот вывод (школьный), о котором, вероятно, вы ведете речь, имеет дидактическую ценность - но при этом он грешит недостатками. В общем виде кинетическая энергия рассчитывается путем интегрирования силы по пути и, как всегда при интегрировании, возникает произвольная постоянная, величина которой зависит от выбора системы отсчета. Опять работает принцип Галилея - Ньютона! Кстати сказать, потенциальная энергия тоже зависит от выбора системы отсчета.
3. Квадраты скоростей действительно не имеют особого смысла. Но там ведь - не квадраты скоростей, а их произведение на массу. Эта величина легко преобразуется к произведению силы на расстояние - а это есть работа. Вы находите ее бессмысленной? А как же классическое определение энергии как величины, численно равной работе, которую может совершить тело?
5. "Некая порция энергии, которую мы называем телом, а фактически является совокупностью энергетичных и динамичных квантовых объектов." Что за странное определение? Вы разве не видите в нем тавтологии? Если же Вы полагаете, что энергия может быть тождественна массе, то это тем более странно. Рискну показаться еретиком, но энергии как таковой не существует: энергия - лишь математическая величина, отражающая один из основных видов симметрии и сохраняющаяся при изменении состояния движения в замкнутых системах. Это инвариант, один из многих абстрактных, такой же, как импульс, момент инерции, заряд, барионное число и т.д.
6. "Ну и что с того, что даже в инерциальной системе отсчёта, связанной с Землёй и нарушается сам же первый закон инерции Ньютона из-за вращения Земли. " Но если вы рассматриваете Землю как вращающуюся, а не неподвижную систему - то она уже не инерциальна, преобразования Галилея применять нельзя!
Ладно. Надеюсь, вы не в претензии.
С уважением,
Алексей Степанов 5 18.04.2014 15:38 • Заявить о нарушении
мне кажется, что многие странности Вашего эссе связаны с недопониманием сути проблемы. Вы пишите, что математические преобразования при выводе закона сохранения энергии не имеют физического смысла. Это совершенно не так. Поясню, почему.
1. Закон сохранения энергии неявно содержится уже в законах Ньютона. Без этого "вывод" (а по сути, не вывод, а констатация путем преобразований) был бы невозможен.
2. Тот вывод (школьный), о котором, вероятно, вы ведете речь, имеет дидактическую ценность - но при этом он грешит недостатками. В общем виде кинетическая энергия рассчитывается путем интегрирования силы по пути и, как всегда при интегрировании, возникает произвольная постоянная, величина которой зависит от выбора системы отсчета. Опять работает принцип Галилея - Ньютона! Кстати сказать, потенциальная энергия тоже зависит от выбора системы отсчета.
3. Квадраты скоростей действительно не имеют особого смысла. Но там ведь - не квадраты скоростей, а их произведение на массу. Эта величина легко преобразуется к произведению силы на расстояние - а это есть работа. Вы находите ее бессмысленной? А как же классическое определение энергии как величины, численно равной работе, которую может совершить тело?
5. "Некая порция энергии, которую мы называем телом, а фактически является совокупностью энергетичных и динамичных квантовых объектов." Что за странное определение? Вы разве не видите в нем тавтологии? Если же Вы полагаете, что энергия может быть тождественна массе, то это тем более странно. Рискну показаться еретиком, но энергии как таковой не существует: энергия - лишь математическая величина, отражающая один из основных видов симметрии и сохраняющаяся при изменении состояния движения в замкнутых системах. Это инвариант, один из многих абстрактных, такой же, как импульс, момент инерции, заряд, барионное число и т.д.
6. "Ну и что с того, что даже в инерциальной системе отсчёта, связанной с Землёй и нарушается сам же первый закон инерции Ньютона из-за вращения Земли. " Но если вы рассматриваете Землю как вращающуюся, а не неподвижную систему - то она уже не инерциальна, преобразования Галилея применять нельзя!
Ладно. Надеюсь, вы не в претензии.
С уважением,
Алексей Степанов 5 18.04.2014 15:38 • Заявить о нарушении
Спасибо за рецензию.
Я в курсе, что Вы считаете энергию математической величиной. Но я думаю иначе. Для меня всё, что нас окружает, включая нас с Вами, энергетично. Энергия изначально заложена в тех мельчайших квантовых объектах (частицах или волнах - не суть ), из которых состоит природа.Энергия это наша жизнь и жизнь Вселенной.
В формуле кинетической энергии не просто произведение массы на квадрат скорости, а полупроизведение...поэтому я призываю подумать всех самостоятельно, что это означает.
Формулу Эйнштейна иногда переписывают как произведение импульса на скорость. Количество движения количества движения...
Не должно быть ни одной формулы, в которой не просматривался бы физический смысл. А так, как преподают физику детям, можно пройти мимо сути . Многие задачи призваны просто к механической зубрёжки формул.
Интеграл функции на определённом отрезке - действительно штука полезная. Но это чисто математика, опять -таки ускользает физ. смысл.
Да я вовсе не в претензии ни к кому. Наоборот люблю противоположные мнения. Позволяют не расслабляться.
Ольга Крюкова 19.04.2014 12:55 Заявить о нарушении
Я в курсе, что Вы считаете энергию математической величиной. Но я думаю иначе. Для меня всё, что нас окружает, включая нас с Вами, энергетично. Энергия изначально заложена в тех мельчайших квантовых объектах (частицах или волнах - не суть ), из которых состоит природа.Энергия это наша жизнь и жизнь Вселенной.
В формуле кинетической энергии не просто произведение массы на квадрат скорости, а полупроизведение...поэтому я призываю подумать всех самостоятельно, что это означает.
Формулу Эйнштейна иногда переписывают как произведение импульса на скорость. Количество движения количества движения...
Не должно быть ни одной формулы, в которой не просматривался бы физический смысл. А так, как преподают физику детям, можно пройти мимо сути . Многие задачи призваны просто к механической зубрёжки формул.
Интеграл функции на определённом отрезке - действительно штука полезная. Но это чисто математика, опять -таки ускользает физ. смысл.
Да я вовсе не в претензии ни к кому. Наоборот люблю противоположные мнения. Позволяют не расслабляться.
Ольга Крюкова 19.04.2014 12:55 Заявить о нарушении
На это произведение написаны 2 рецензии, здесь отображается последняя, остальные - в полном списке.