Можно ли напряжение тока считать упругим растяжени
F=R*дL/L, (это формула 1, д - обозначает дельту),
где сила упругости-F равна произведению коэффициента - R, на изменение длины - дL (например, резинового жгута) и все это деленное на первоначальную длину (длину до растяжения) - L.
А закон температурного линейного расширения, записывается в виде:
T=K*дL/L, (формула 2),
где температура - Т, равна произведению коэффициента - К на изменение длины - дL (дL = L2 - L) и все это деленное на первоначальную длину - L. При этом реальный коэффициент теплового расширения называется, альфа (А) и равен он не К, а обратной величине, то есть А= 1/К соответственно формула в окончательном виде записывается как: T= дL/А*L или, что тоже самое Т=К*дL/L
Как видим, эти формулы двух различных законов (формула 1 и 2) идентичны, как по внешнему виду, так и по физическому смыслу. И возникает вопрос почему температуру не назвали силой? Возможно, это связано с предрассудками и религиозными убеждениями исследователей тепловых явлений, так как если температуру назвать силой, то очевидно, что это сила хаоса. А хаос как то ассоциируется с нечистой силой, собственно поэтому ученые изучавшие температурные явления ( а это и Р. Гук и Ньютон и Фаренгейт и Цельсий и др) решили не именовать данный вид меры взаимодействия тел силой.
Но, примерно тоже самое, в смысле совпадения формул, как по внешнему виду так и по физическому смыслу можно обнаружить, если сравнивать тот же закон Гука, например, с законом Ома. Запишем закон Ома с использованием величины обратной сопротивлению, которая называется проводимостью: К=1/R, где К-проводимость, R - сопротивление проводника. Также учитывая, что сила тока обратно пропорциональна длине проводника, закон Ома можно записать в следующем виде:
I=K*U/L, (формула 3),
где сила тока - I, равна произведению проводимости - K, умноженному на напряжение-U и все это деленное на длину проводника - L. Сравнивая формулу (1) с формулой (3) можно предположить, что растяжение - дL, в законе Гука аналогично напряжению - U, в законе Ома. То есть, напряжение это, по сути, некое растяжение электронной материи в источнике тока, аналогичное механическому напряжению. При замыкании цепи, происходит соответствующее сжатие,- схлопывание, растянутой в источнике тока, электронной материи. При этом сила тока представляет собой, распространяющийся по цепи, периодический колебательный процесс расширения и сжатия электронной материи, возникающий в источнике тока после замыкания цепи. Таким образом, напряжение характеризует силу растяжения электронной материи в источнике тока, а сила тока характеризует частоту распространения "сжатия-растяжения" по цепи.
Нужно также отметить, что сила упругости F, в законе Гука и сила тока - I в законе Ома, зависят и от площади поперечного сечения. И зависимость эта практически идентична в обоих случаях.
Так площадь поперечного сечения - S, вместе с изначальной длиной - L(например резинового жгута), в законе Гука учитывается через модуль Юнга, тогда:
F=R*дL*S / L, (формула5),
Естественно, в выражении R*S / L , R заменяется на новый коэффициент, который будет учитывать S и L и который называется модулем Юнга, обозначается Е, получаем: Е*S /L. Это новое выражение: E*S/L , будет численно равно R, для данной S и L. То есть E=R*L/S при S=1 и L=1. Отсюда можно вычислить R для любого L и S, если известно Е: R=E*S/L.
В случае с законом Ома площадь поперечного сечения проводника- S, совместно с его длиной -L, можно учитывать через удельную проводимость, абсолютно таким же способом,
то есть:
I=K*U*S / L, (формула 6).
Как видим формулы (5) и (6) совершенно идентичны.
В выражении K*S / L , коэф - K заменяется на новый коэффициент, который называется удельной проводимостью и обозначается - q, получаем q*S/L. Это новое выражение q*S/L, будет численно равно K, для любого S и L. То есть: K=q*S/L. Отсюда: q=K*L/S. ( формула 7) при S=1 и L=1.
Но, фактически в вычислениях пользуются не проводимостью - К, а обратной ей величиной - сопротивлением - R и, соответственно, не удельной проводимостью - q, а величинами ей обратной, - то есть удельным сопротивлением - p. При этом: р=1/q = S/K*L ( см формула 7). Подставив в эту формулу вместо проводимости К, сопротивление R=1/K получим: p=R*S/L. То есть p=1/q= S/K*L=R*S/L
Отсюда можно вычислить R для любого L и S если известно р: R=p*L/S.
Понятно, что новый коэффициент выведенный также как модуль Юнга или удельное сопротивление, должен вводиться уже в формулах (1) и (3) для учета введенной в эти формулы начальной длины-L. Но, для простоты и краткости изложения этого не делается. В формуле (2) в коэффициенте К и А уже учитена изначальная длина L.
Свидетельство о публикации №224032901026