Энергия. Что такое энергия и откуда она взялась?
Хочу внести некоторую ясность в понимании энергии, поскольку физики в деле понимания энергии, на мой взгляд, создали такую путаницу, такую неразбериху, что не всегда можно что-то понять и разобраться.
Начну с примера. Допустим, некое тело с массой 4кг, под действием внешней непрерывно действующей силы F, начало двигаться с ускорением из точки А в точку Б и в течении t = 10 секунд и пролетело до точки Б 1000 метров с средней скоростью vср
vср = S / t = 1000м / 10сек = 100м/сек.
Конечная скорость в точке Б
vк = 2 vср = 2 * 100м/сек = 200м/сек
Среднее ускорение (а) в течении 10сек
a = (vк – vн) / t = (200м/сек – 0м/сек) / 10сек = 20м/сек^2
Определяем величину силы, т. е. количество действующей силы F при среднем ускорении
F = m * a = 4кг * 20м/сек^2 = 80 кг*м/сек^2
На любом участке пути, тело, с ускорением за одну секунду проходит расстояние s, не считая пройденные расстояния за предыдущие секунды
s = a * t^2 / 2 = 20м/сек^2 * (1сек)^2 / 2 = 10м
Приобретённую телом энергию за 10 секунд физики определяют так
E = m * a * s = 4кг * 20м/сек^2 * 1000м = 80000кг*м/сек^2
Вопрос, почему сила F = m * a, после умножения на пройденное расстояние S, превращается в энергию? Это каким таким чудесным образом сила превращается в энергию? Какой в этом физический смысл?
Для ответа на вопрос рассуждаем так. От действующей силы в 80 кг*м/сек^2 тело с массой в 4кг проходит расстояние s = 10м. На 1м пройденного пути потраченная сила будет
f = F / s = 80 кг*м/сек^2 / 10м = 8кг/сек^2
Здесь не надо удивляться полученной размерности, таращить глаза и морщить лоб, размерности не всегда выдают видимое за действительное. Когда мы делим одну величину на другую с одной и той же размерностью, получаем разы, т. е. одна величина больше или меньше другой во столько-то раз. В физике не понимают и не применяют размерность (раз), ну и зря.
Определяем всю затраченную силу (Fв) на весь пройденный путь S = 1000м с ускорением
Fв = f * S = 8кг/сек^2 * 1000м = 8000кг*м/сек^2
А лучше и понятнее будет такая запись
Fв = (f / s) * S = F * (S / s) = 80 кг*м/сек^2 * 1000м / 10м = 8000кг*м/сек^2
Как видим из полученной размерности, энергия пропала, осталась только вся затраченная сила.
Из полученного видим, как была действующая сила со своей размерностью, так и осталась силой со своей размерностью, меняется только количество затраченной силы пропорционально пройденному расстоянию и никаких чудных перевоплощений в энергию.
В этом деле возникает вопрос, что такое постоянно действующая сила F = m * a, принятая в физике? В данном примере за постоянно действующую силу физики приняли бы F = 80 кг*м/сек^2. Это неправильное понимание. Под выражением постоянно действующая сила нужно понимать, что сила действует непрерывно и неразрывно, а не как постоянную единицу действующей силы.
Действующую силу нужно постоянно подпитывать, иначе тело перейдёт в режим движения с постоянной скоростью. Например, чтоб костёр горел с постоянной силой, нужно подбрасывать дровишки, поскольку в количестве дровишек постоянная сила костра. Ракета летит с постоянным ускорением от постоянно действующей силы, но, чтобы поддерживать постоянное ускорение, нужно поддерживать постоянно действующую силу, а чтобы поддерживать постоянно действующую силу, нужно постоянно подбрасывать одно и то же количество топлива на единицу расстояния. Т. е. количество действующей силы увеличивается постоянно на одну и ту же величину пропорционально пройденного расстояния. Для обеспечения непрерывно ускоренного движения тела, одно и то же количество силы, постоянно действовать не может.
Энергии нет, есть только действующая сила! Энергия, это пустой звук не имеющий физического смысла. Да будет так и во веки веков, аминь!
Вот такая вот простая арифметика. Арифметика - всем наукам мать родная. Разумеется, если у этой какой-то матери есть элементарная логика.
Кто подскажет, может где-то и что-то я напутал или перепутал?
Я так думаю. Хуснулла.
