Archive for category Движение

Антиавтомобиль

Энергия не исчезает и не возникает из ничего, поэтому источником энергии может быть только система, способная энергию накапливать. Не желаете ли принять участие в одном необычном деле? Давайте изобретем автомобиль наоборот или, если хотите, антиавтомобиль. Но прежде надо решить одну проблему. В вашем распоряжении имеется 1 кг водяного пара с температурой чуть больше 100°С и 1 кг льда с температурой -100°С. Что вы предпочтете для приведения в движение даже не автомобиля, а хотя бы игрушечной тележки?

— Конечно, пар, — наверное, ответите вы. — Что же тут сомневаться? Пар вращает огромные турбины, да и, вообще, горячий пар содержит больший запас энергии, чем холодный лед.

Вы, несомненно, правы, но, чтобы привести в движение игрушечный или настоящий автомобиль, лед может послужить ничуть не хуже водяного пара. Водяной пар совершает работу потому, что его температура выше температуры окружающего воздуха. С тем же успехом можно использовать какую-нибудь жидкость с температурой кипения, скажем, -80° С.

Проведите сначала такой опыт. Обложите закупоренную бутылку с низкокипящей жидкостью кусками льда, температура которого-100° С. Как вы думаете, что-нибудь случится? Ничего особенного, жидкость останется жидкостью.

Read the rest of this entry »

О силах

Возьмите концы нитки и потяните в разные стороны, дернули посильнее — нитка разорвалась. Что послужило причиной разрыва нити? Нитка плотно прилегает к пальцам, вы тянете ее с силой, и она, в свою очередь, тоже с силой (сила реакции) врезается в пальцы (если нитка достаточно крепкая, пальцы можно поранить, но этого мы от вас не требуем), сама нитка натягивается все сильнее и наконец разрывается.

Теперь немножко пофантазируйте. Представьте себе, что вы проделываете все то же самое, но смотрите на происходящее через микроскоп, увеличивающий в сотни миллиардов раз. Нитка, как и все, что нас окружает, состоит из молекул. Те, в свою очередь, состоят из атомов. Атомы состоят из ядер и электронов. Read the rest of this entry »

О скорости вращательного движения

Все сказанное справедливо по отношению к линейным скоростям и ускорениям. Что же можно сказать о вращении? Скорость вращательного движения относительная или абсолютная? С одной стороны, вроде бы относительная. Например, если представить себе вращающуюся комнату, то все расположенные в ней предметы также вращаются, но относительно комнаты остаются неподвижными. Вспомним интересный мысленный опыт, который впервые рассматривал еще Ньютон. На веревке висит ведро с водой. Закрутили веревку и дали ей возможность свободно раскручиваться. Веревка заставляет вращаться ведро, а вращение ведра постепенно передается воде. Read the rest of this entry »

Так все-таки вертится оно или нет?

Что значит направление в абсолютно пустом пространстве, где нет ничего, кроме вращающегося ведра? Вопрос этот далеко не праздный. Нельзя вообще говорить о направлении, если отсутствует что бы то ни было, кроме поверхности воды в том же ведре, с чем можно это направление сравнить. Не имея никаких ориентиров, как узнать, что ведро вращается?

Попробуем облегчить задачу. Предположим, в абсолютно пустом пространстве, из которого удалена вся материя, вы разместили три вращающихся гироскопа и объявили оси их вращения системой отсчета. Останутся ли эти направления неизменными во веки веков? Ведь тогда нашу систему следует признать абсолютной системой отсчета. Read the rest of this entry »

Что означает отсутствие равновесия?

Представьте теперь теплоизолированную систему, не находящуюся в равновесии. Что это означает? В пределах системы можно выделить отдельные области или отдельные тела с различными температурами. Предположим для простоты, что система состоит из двух таких тел, причем температура одного из них равна Т1 а второго — Т2, причем Тi>T2. При таких условиях реализуются не все возможные способы распределения энергии по молекулам и, следовательно, энтропия системы меньше максимально возможной. С этим мы сталкивались на примере двух сосудов с шариками.

Если дать возможность теплу переходить от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой, энтропия системы в общем случае будет повышаться.

Если одновременно с этим часть тепловой энергии пре¬ образовывать в какой-нибудь другой вид, энтропия си стемы должна уменьшаться. Итак, имеем два процесса: один из них — установление равновесия — сопровождается повышением энтропии, а второй — преобразование, тепловой энергии в какой-нибудь другой вид — понижением энтропии.

Read the rest of this entry »

Движущихся тел не существует!

Так или иначе, нет движущихся тел, а есть множества частиц, участвующих в общем движении, которое и принимают за движение тела. Кроме того, частицы движутся каждая сама по себе, причем, как показал пример с автомобилем, скорости отдельных частиц могут во много раз превышать скорость движения центра масс. Для каждой частицы, составляющей тело, существует свое время и свое расстояние. Read the rest of this entry »