• РЕГИСТРАЦИЯ

Энергетический парадокс, которого нет

105 5312

Когда читаешь комментарии критиков теории относительности, то хотя бы понимаешь, что они это не со зла, ведь это действительно очень сложная для понимания теория. Таких можно обвинять в недостаточной образованности, в слишком большом доверии к собственной интуиции, но тут по крайней мере одних школьных знаний недостаточно для понимания.

Увы, но есть люди, которые не понимают вещей намного более простых и, что самое удивительное, изучаемых не только не в высших учебных заведениях, но и в далеко не старших классах обычной средней школы.

Каждый день окружающие доказывают мне, что жизнь без мозга реальна…

Сегодняшний наш пациент гордо называет себя инженером, полагая, что это делает его бредни более убедительными. Увы, но инженерами в наше время называют очень широкий класс специалистов. Например, во многих организациях на ставках инженеров работают эникейщики, умеющие переустановить Windows или прогнать проверку файло антивирусом. Инженерами могут быть слесари и механики, строители и сантехники, просто исполняющие ту или иную работу по разработанной действительно умными людьми инструкции.

Короче, нижняя планка понятия "инженер" на самом деле может означать уровень знаний и квалификации класса "так себе специалист". Правда, это не значит, что прогуливать школу им было простительно.

Наш пациент, кроме того, называет себя не просто "инженером", а "честным инженером". Ну, вы поняли, все инженеры "нечестные", а уж он-то точно "честный", не вздумайте даже оспаривать!

Очень правильный куплет:
Никого скромнее нет
Вашего Хасана,
Вашего меня…

В качестве объекта своих нападок в своей статье о некоем "Энергетическом парадоксе" пациент выбрал не что иное, как закон сохранения энергии. Правда, сразу же следует уточнить, что в его рассуждениях критикуется не он сам, а его частный случай - так называемый закон сохранения полной механической энергии (коей является сумма кинетической и потенциальной энергией). Разумеется, всё это проходят в школе, и даже давно её закончившие (а потому много чего забывшие) сразу же начинают замечать и чувствовать, что автор затеял какой-то подвох.

Давайте же освежим наши школьные знания физики.

Энергия - это потенциальная характеристика. Она характеризует потенциальную возможность совершить некоторую работу. Как и любая другая потенциальная характеристика, энергия имеет смысл только относительно некоторого "нулевого" потенциального уровня.

Так, например, если мы держим мячик массой 1 кг на высоте 1 метр над уровнем пола 5 этажа, то его потенциальная энергия будет определяться этим метром. Потенциально он может совершить работу, равную Eп=mgh=9.81 Дж. Падая с этой высоты, мячик уменьшает свою потенциальную энергию, но она никуда не девается, она преобразуется в кинетическую энергию, которая растёт с набором скорости. И на уровне пола перейдёт в кинетическую целиком. Полная механическая энергия (сумма кинетической и потенциальной) при этом сохраняется на всём протяжении падения.

Посмотрим на этот процесс подробнее. При свободном падении за время t тело набирает скорость v=gt, проходит путь h=gt^2/2. Так что мы имеем t=sqrt(2h/g)≈0.4515 с, v=gt≈4.4292 м/с и Ек=mv^2/2≈9.809 Дж, то есть те же самые 9.81 Дж. Всё сходится.

Впрочем, мы бы могли и не считать конкретные числа, а подставить все нужные величины в формулы и установить идентичность потенциальной и кинетической энергии в начале и конце падения без каких-либо округлений: Eк=mv^2/2=mg^2/t^2=mg^2/(2h/g)=mgh=Eп.

Но мы же рассматриваем ситуацию относительно пола пятого этажа. А ведь есть ещё, например, уровень земли, относительно которого потенциальная энергия имеет совсем другие значения, это разве не создаст какое-то противоречие? Пусть высота этажа равна 3 метра, тогда наш мячик будет будет падать с высоты 13 метров (4 этажа плюс 1 метр) до высоты 12 метров (4 этажа без лишнего метра), уменьшая свою потенциальную энергию с 127.53 Дж до 117.72 Дж. Эта энергия (9.81 Дж) никуда не денется, она превратится в кинетическую энергию мячика, разогнавшегося до скорости 4.4292 м/с за 0.4515 с.

Полностью реализовать потенциальную энергию на высоте 5 этажа плюс метр величины 127.53 Дж мячик смог бы только при падении до поверхности земли - до нулевого уровня потенциальной энергии.

Изменение энергии равно работе. В процессе падения совершаемая силой тяготения работа будет равна A=Fs, где F=mg. Она же равна разнице энергий A=Еп1-Eп2 при перемещении на расстояние s. Если s=h (полное перемещение до нулевого уровня энергии), то A=Еп1-Eп2=mgh-0=mgh=Fh - всё опять удивительным (на самом деле нет) образом сходится.

А теперь давайте в свете этих освежённых в памяти знаний рассмотрим офигительные откровения нашего пациента.

Наш пациент бросает два мяча массой 1 кг с высоты 20 и 1 метр над уровнем поверхности. Как мы уже понимаем, мячи обладают потенциальной энергией 196.2 Дж и 9.81 Дж соответственно, а потому к концу падения обретут аналогичную кинетическую энергию и смогут совершить соответствующую работу. Их энергия отличается в 20 раз - вроде всё логично, нет?

Но… но тут наш пациент зачем-то вспоминает другую величину - количество движения (импульс) p=mv.

Стоп, что? Какое количество движения, если мы обсуждаем энергию и работу?

Ну, ладно, давайте освежать в своей памяти и эту страницу учебника по физике.

Пусть мячик движется равноускоренно с ускорением g из состояния покоя до скорости v=gt через время t. Сначала его импульс равен 0, но при достижении пола он приобретает импульс p=mv=mgt. В этот момент мяч упруго ударяется об пол, скорость которого равна 0. Поскольку пол неподвижен, его импульс составляет 0 до и после взаимодействия, а мяч получит свой импульс обратно: p=mv=mgt и приобретает скорость v, направленную вверх. Дальше за время t мяч уменьшит скорость с v=gt до v=0 и поднимется на высоту gt^2/2=h - то есть возвратится в исходное состояние и начнёт падать снова. Собственно, если вы не прогуливали школу, то должны были запомнить, что при отсутствии сопротивления воздуха, трения, при идеальной упругости удара и в иных сферически-вакуумных условиях мяч всегда будет подниматься на ту же самую высоту и продолжит бесконечно прыгать.

Возвращаемся в палату к пациенту. Давайте посчитаем, какими импульсами обладают мячи, падающие с высоты 20 и 1 метр соответственно.

Мяч 1: t1=sqrt(2h1/g)≈2.019 с, v1=gt1≈19.801 м/с, p1≈19.801 кгм/с.

Мяч 2: t2=sqrt(2h2/g)≈0.4515 с, v2=gt2≈4.4294 м/с, p2≈4.4294 кгм/с.

А дальше пациент говорит, что эти импульсы отличаются в 19.801/4.4294=4.4704 раз. И, соответственно, первый мяч может совершить примерно в 4.5 раза больше работы.

Что? Что-что??? Как это так? Какое отношение импульс имеет к работе???

Вообще-то нетрудно видеть, что раз массы мячей одинаковы, то отношение их импульсов равно отношению скоростей в момент достижения земли. А отношение их кинетических энергий (и, значит, возможностей совершить работу) определяется отношением КВАДРАТОВ скоростей:

p2/p1=v2/v1=sqrt(2h2/g)/sqrt(2h1/g)=sqrt(h2/h1)=sqrt(20)≈4.4721.

E1/E2=v2^2/v1^2=h2/h1=20.

И да, мяч 1 может совершить больше работы, но не в 4.5 раза, а в целых 20 раз (что примерно 4.5 в квадрате). И это равно как раз отношению потенциальных энергий или, что то же самое, отношению высот. Зачем было смотреть на отношение импульсов - совершенно непонятно.

Что это, злой умысел в попытке обмануть читателей? Просто умопомрачение? Думаю, что ни то, ни другое. Пациент банально не понимает разницы между импульсом и энергией. Отсюда и все его попытки найти "парадокс" там, где его не было.

В заключение стоит сказать, что автор выдумал якобы "неверность" формулы A=Fs. Но увы, нет, как раз именно это и есть определение работы. А если быть точнее, то при изменяющейся силе работа будет равна интегралу, или площади под графиком силы. Но в нашем случае сила постоянна - это сила тяжести F=mg.

Никакого противоречия формула A=Fs не создаёт. Так, если s=h (перемещение на всю высоту падения), то A=Fs=mgh=Еп и она же A=Fs=Fgt^2/2=mg^2t^2/2=mv^2/2=Ек.

А что импульсы? Можно, конечно, выразить скорость из импульса и вместо v=gt написать v=p/m, но тогда энергии мячей будут относиться не как импульсы, а как их КВАДРАТЫ:

E2/E1=v2^2/v1^2=p2^2/p1^2

И мы опять получаем, что импульсы соотносятся как sqrt(20):1≈4.5:1, а вот энергии находятся в соотношении 20:1.

Никакого противоречия тут нет. С какой стороны ни рассматривай падения мяча, никак не получается найти его. Парадокс просто выдуман.

Другие попытки вразумить пациента:

https://cont.ws/@id466611130/1...

https://cont.ws/@tarbal/147894...

А также были попытки у него в комментариях. Но не слишком-то успешно. Впрочем, это так типично для дискуссий с разного рода "альтернативщиками", что я и не удивляюсь давно.

Опосляскриптум.

Есть такой замечательный анекдот:

- Дорогой, тут по радио сообщили, что по тому шоссе, куда ты поехал, какой-то один идиот едет по встречке, будь осторожен.
- Один идиот??? Да тут их сотни!

Нашему пациенту целый ряд людей объяснили, что он несёт полную чушь. А ему кажется, что по встречной полосе едут все остальные, но никак не он.

Чем больше воды, тем глубже мысль

    Невоенный анализ-57. Десять поляков вышли погулять. 27 марта 2024

    Традиционный дисклеймер: Я не военный, не анонимный телеграмщик, не Цицерон, тусовки от меня в истерике, не учу Генштаб воевать, генералов не увольняю, в «милитари порно» не снимаюсь, ...

    Зеленский перешёл границы разумного: Паника американцев теперь стала абсолютно ясна
    • ATRcons
    • Вчера 20:03
    • В топе

    Теракт в концертном зале "Крокус Сити Холл" расставил по местам всех игроков на политической арене вокруг России. И это связано с реакцией стран на инцидент, унесший жизни почти 150 чело...

    Пётр Толстой: нам плевать на Макрона. Убьём…

    Французы в шоке, таким жёстким журналисты его ещё не видели. Впрочем, им не привыкать, в том числе и к реакции своих зрителей. Из раза в раз приглашать в эфир ведущего канала BFMTV и бр...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      Крымский эфир

      Каждый раз, когда вы слышите, что учёные "наконец-то!" обнаружили эфир, просто вспомните, что это "наконец-то!" было уже неоднократно… и будет неоднократно. Но каждый раз это или ошибки проведения эксперимента, или ошибки интерпретации результата, или даже откровенная подтасовка данных.Об одном таком "исследовании" мы сегодня и поговорим. Пассивный спутн...
      610

      Все языки мира произошли от русского? А если подумать головой?

      Как известно из запрещённых на ютубе видео, все языки мира произошли от русского.Что, не верите? Давайте разбираться.Возьмём простое слово "земляника". Как будет "земляника" по-английски? Смотрим в словарь… О, strawberry. Ну, тут только слепой не поймёт, что это "с трав бери" - чисто русское слово… словосочетание…После того, как вы вдоволь посмеётесь и успокоитесь, я ...
      1584

      Опыты Дейтона Миллера, пытавшегося поймать "ветер"

      Надеюсь, вам понравилась предыдущая статья о настоящем учёном в лагере оппонентов Эйнштейна. Сегодня мы поговорим о ещё одном настоящем учёном, в этот раз даже не о математике, а о физике.Итак, встречайте. Дейтон Кларенс Миллер - американский физик, акустик, пионер в использовании рентгеновского излучения. Однако, помимо перечисленных областей физики, он также был яры...
      1060

      Скорость света превышена! Или нет?

      "Ученые разогнали световой пучок выше скорости света" - именно с таким некоторые издания и сайты опубликовали новость 21 мая сего года.Столь удивительное открытие, конечно, не могло не вызвать огромный интерес тысяч учёных, ведь уже давно известно, что скорость света постоянна и не может увеличиваться. Если кому-то удалось преодолеть столь фундаментальный принцип, то ...
      922
      Александр Зейналов 26 августа 2021 г. 00:16

      Переговоры с террористами

      На КОНТе обитают в большом количестве вирусологи с глубокими познаниями в художественной гимнастике. В остальных областях человеческой деятельности они разбираются хуже, поэтому я их обычно не читаю.Но тут вот внезапно в ленте наткнулся на очень странное... И вот знаете, автор, наверное, хотел бы, чтобы нас пробирала гордость. Вот только ч...
      519

      Экстраполяция, интерполяция и статистика на пальцах

      Под моей статьёй об ошибках неуместного доверия к выводам, полученным экстраполяцией ограниченного опыта на слишком широкий класс явлений, материализовался некий товарищ, представитель малоизвестного туземного племени "прививки убивают", и начал рассказывать, что это как раз про прививки.Несмотря на то, что я указал этому товарищу, что он не понимает, что такое экстра...
      1053

      Христо Христов. Много шума из... ничего?

      Опровергатели постулатов Эйнштейна очень не любят, когда им указывают на исключительно маргинальные позиции в современной физике любых альтернативных теории относительности концепций. Но выглядеть красиво и "ноучно" им всё же хочется, поэтому у них огромным интересом пользуются любые публикации на тему того, как в ТО всё "неправильно". Списки таких публикаций входят в...
      1225

      Рыцарь Петров в неравной битве с физикой

      При подготовке предыдущей статьи я случайно наткнулся на следующую страницу на довольно старом и известном сайте "Наука и Техника". С некоторым недоумением я обнаружил, что столь авторитетное издание с целью развития решило привлекать редакторов со стороны, и, похоже, умудрилось выдать редакторские права явному фрику, занимающемуся на страницах сайта пр...
      1031

      Предшественники Эйнштейна

      В сознании многих граждан в 1905 году из ниоткуда возник некто Альберт Эйнштейн и провозгласил своё коронное: "Всё относительно!" - и все физики внезапно сказали: "Есть!"Те же, кто считают себя более эрудированными, могут также сказать о том, что до Эйнштейна были Майкельсон с примкнувшим к нему Морли, чей опыт стал экспериментальной основой второго пос...
      1917

      Фоменко-Носовский и Велесова книга

      Недавно под одной статьёй о двух Фоменко-Носовских из ларца некий представитель племени "в истории полно противоречий" начал рассказывать о том, как историки якобы игнорируют "неудобные факты".В качестве примера "игнорируют" и "факты" он привёл "Велесову книгу" (ВК).Знаете, что меня в этой ситуации больше всего поразило? ВК, как утверждается, записана в...
      2862

      Экстраполяция ограниченного опыта как метод получения неправильных выводов

      На первом занятии по философии преподаватель рассказал нам притчу. Некий исследователь закидывал в море сеть с размером ячейки 10 см. На основе экспериментов с этой сетью исследователь сделал вывод, что вся рыба в море имеет длину не менее 10 см.Ошибка исследователя состояла в том, что он экстраполировал ограниченный опыт, считая его достаточным для пол...
      1934

      Патрик Гордон о языке Московии

      Нашёл у Патрика Гордона в его известной географической энциклопедии "Geography Anatomiz'd: or, the Geographical Grammar" замечательное:Язык [Московии]. Язык, используемый в этой стране, является диалектом славянского, но настолько испорчен и смешан с другими языками, что плохо понимается носителями чистого славянского, который, тем не менее, всё ещё используется русс...
      1930

      Славянская трезвость

      Вы могли наверняка читать и слышать о том, как великие древние славяне были проповедниками ЗОЖ и никогда не употребляли ни капли алкоголя. Их на самом деле споили злобные евреи/иезуиты/христиане/татары/Владимир/Пётр/Брежнев/подставить-что-угодно в целях уничтожения. Правда это или нет? Давайте спросим у свидетелей!Феофилакт Симокатта, История, VII век (...
      1496

      Атлас генетических смешиваний (A Genetic Atlas of Human Admixture History)

      Издавна люди заметили, что дети часто наследуют внешние признаки своих родителей. В целом это не выглядело лишённым какой-то логики (с учётом того, как рождаются дети), однако механизм подобного наследования долгое время был неизвестен.Только в XX веке, благодаря развитию микробиологии, человечество смогло узнать о том, как именно передаётся наследственная информация....
      3332

      Гаплогруппы

      Вы, наверное, много раз слышали о таком понятии современной генетики, как гаплогруппы. И наверняка далеко не в научном контексте. О гаплогруппах в среде неспециалистов очень много говорят разного рода альтернативщики и фрики, выдвигая иногда просто смелые, но чаще полностью абсурдные предположения. Обычные люди зачастую не разбираются в этой теме даже поверхностно, по...
      3630
      Александр Зейналов 2 февраля 2021 г. 22:53

      Реальное нереальное

      Множество каких-то неведомых блоггеров и различных совершенно независимых (конечно же!) СМИ сообщают, как один никому не нужный блоггер реально никому не нужен. Не, я серьёзно, не нужен никому и абсолютно никому же не интересен. Целый секретарь президента пытается убедить окружающих и самого себя, как его работодатель не следит за какими-то блоггерами... Ну вот ни за ...
      336

      (18+) Гадание по фото как научный метод

      Как вы знаете, просветлённые умы широко практикуют метод научного гадания по фото, и это работает!Например, если взять фото, на котором на фоне некоторой конструкции находится строительная техника, то можно пребывать в стопроцентной уверенности, что эта конструкция построена в том же году, когда и сделано фото.Для иллюстрации возьмём вот это фото из уже весьма далёког...
      1967
      Александр Зейналов 10 августа 2020 г. 21:19

      Ложь и пропаганда существуют, когда есть что скрывать

      Представьте себя в роли безупречного победителя выборов, которому оказана всенародная поддержка. И вот вдруг оппозиция устраивает акции протеста. Что дальше?А дальше можно просто намекнуть - и даже если несколько процентов поддержавших всего лишь выйдут на улицу, то протестующие просто утонут на фоне их числа.Впрочем, даже намекать не надо - куча народу выйдет просто ...
      1001

      Границы Руси и России с 850-х гг. Интерактивная карта

      Дорогие друзья, а помните ли вы исторические карты прошлых веков в школьных учебниках и разного рода энциклопедиях, над которыми было так приятно залипать? Новые времена и новые технологии приносят нам невиданные доселе познавательно-залипательные технологи.Встречайте интерактивную карту границ России (Киевской Руси, Российской Империи, СССР и всё такое), разработанну...
      2962
      Александр Зейналов 1 июля 2020 г. 18:39

      Политика и беспристрастность

      Дорогие друзья, а вот кого бы вы поддержали во Второй гражданской войне в Судане: правительственные войска Джафара Нимейри или сепаратистов НАОС под командованием Джона Гаранга?Что, вы даже не знаете, кто это такие? Ну да, конечно, мало кто из вас знаком с особенностями истории и политики Африки.Но ведь это даже здорово: не обладая изначальной пристраст...
      572
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика