Речь пойдёт не о солдатах на войне и не о рабочей силе (в полит-экономии). В статье говорится о "живой силе" - как претенденте на выражение Кинетической энергии в физике. "Живая сила" равна T=mVV/2. Ниже даётся один из многих примеров её противоречия здравому и физическому смыслу. Наоборот, полностью соответствуют реальности "импульсы" тел E=mV, которые сбрасывают "живую силу" с пьедестала формулы Кинетической энергии.
С разрешения рекомендуемого автора - приводятся фрагменты его статей по тематике Новой энергетики.
Чтобы упростить последующие рассуждения и сделать вообще неуместной ссылку на внутреннюю энергию (конфисковать у старой энергетики эту «соломинку», за которую хватаются формалисты в примере на абсолютно неупругое столкновение двух тел) - далее будем исследовать только абсолютно упругие удары, когда заведомо невозможен прирост внутренней энергии системы тел в состоянии конца взаимодействия.
Пример.
Соударение правого тела 1 массой m1 (=), двигающегося влево со скоростью v1 , с левым телом 2 массой m2 (много большей, чем m1), которое покоится (v2=0).
V2=0,m2(========)-----------<-------(=)V1,m1
осьХ<----------------------------------------------
m2,V2y<---(========)--------(=)------->V1y,m1
Состояния системы двух тел до удара и после удара показаны на рис.1, который повторяет схемы опытов, описанных ещё И.Ньютоном. Т.к. m2>>m1 , то при абсолютно упругом ударе направление движения тела 1 изменится на противоположное при почти не изменяющемся модуле скорости тела 1. Оценим теперь скорость тела 2 после удара v2у , применив для решения задачи как всегда закон сохранения импульса.
Импульс системы до удара :
Е = Е1 + Е2 = m1 v1 + m2 v2 = m1 v1 .
Импульс системы после удара :
Еу=Е1у+Е2у=m1v1у+m2v2у=–m1v1+m2v2у .
Из обязательного равенства Е=Еу получаем :
m2 v2у = 2 m1 v1 , откуда :
v2у = ( 2 m1 / m2 ) v1 .
Точное решение задачи на рис.1 для скоростей после абсолютно упругого удара тел :
V1y = ( M1 – M2 ) V1 / ( M1 + M2 ) ;
V2y = 2 M1 V1 / ( M1 + M2 ) .
Возьмем для конкретности m2 = 1000 кГ, а величины m1 и v1 будем варьировать в трех опытах согласно табл.1.
Результаты точных расчетов представлены в табл.1т,2т,3т.
Итак, проверим сохранение кинетической энергии внутри замкнутой системы двух тел - в данном примере, напомним - единственного вида энергии по итогам абсолютно упругих ударов.
Старая энергетика.
На основании табл.1 рассчитаны кинетические энергии Т (живые силы) тел до и после удара, см. табл.2. Поскольку удары абсолютно упругие, то в каждом опыте должно было бы наблюдаться равенство суммарных кинетических энергий до и после удара :
Т = Ту ,
Т1 + Т2 = Т1у + Т2у .
На первый взгляд , так оно и есть по данным табл.2 :
Т1 + 0 = Т1у + Т2у . Причём, Т2у на два порядка меньше Т1у , примерно равного Т1 .
Однако, строго говоря, величина Т1у обязана быть с отрицательной функцией знака перед “живой силой” в отличие от положительной величины Т1 , т.е. общего равенства принципиально не получается. А т.к. суммарная кинетическая энергия всей системы тел в “живых силах” фактически сводится к энергии именно одного тела 1 (об этом говорят числовые значения из табл.2, и в этом большая конкретная ошибка “живосильного” описания энергии) , то соответственно телу 1, в “живых силах” как раз нарушается закон сохранения суммарной кинетической энергии. Ведь энергия движения тела 1 (главное - в “живых силах” она же - суммарная кинетическая энергия примерно) поменяла свою направленность на абсолютно противоположную, см. рис.1, причем что особенно странно, сделала это как будто бы «сама по себе» без видимых (в табл.2 относительная малость значений Т2у ) причин и последствий в замкнутой системе тел. Попытки формалистов унизить кинетическую энергию до скаляра (вместо статуса вектора) и шаблонные ссылки на скалярность энергии движения являются не более чем околонаучной демагогией, призванной скрыть те кричащие противоречия здравому физическому смыслу, которые при пристальном рассмотрении проявляются в результатах с “живыми силами” во всех задачах столкновений тел (не исключение и текущий Пример).
К такому же выводу о неадекватности “живых сил” в случае ударов - приводит анализ отдельно опыта I в табл.2. Тело 1 летит на тело 2 с энергией 25Дж. Чтобы остановить тело 1 и отбросить его обратно, требуется сопоставимая энергия от второго тела, но никак не мизерная энергия 0,2 Дж, приобретаемая телом 2 по расчетам с квадратами скоростей в Т. Аналогичная ситуация наблюдается в опытах II и III, см. табл.2.
Но по-настоящему убийственно для старой энергетики следующее. В опытах II и III тело 2 получает от тела 1 одинаковую кинетическую энергию 5 Дж. Сделаем вид будто бы не замечаем, что в опыте II для этого потребовалось повышенное количество – аж целых 125 Дж начальной энергии тела 1, просто запомним эту цифру. Сейчас интерес в другом. В сравнении, в опыте III начальная энергия тела 1 в 5 раз (на 500 Дж) больше, чем 125 Дж тела 1 в опыте II , а тело 2 приобрело в опыте III почему-то совпадающую с опытом II кинетическую энергию 5 Дж. В связи с такой нелогичностью энергий уместен подытоживающий неприятный для формалистов вопрос : поскольку упомянутые излишние 500 Дж не вложились в энергию тела 2, а их превращение во внутреннюю энергию системы заведомо невозможно при абсолютно упругом ударе (т.е. больше никак нельзя повлиять на тело 2, и получается что прикладываемые к нему излишние «Джоули» пропадают без следа) , то единственно правильное – озадачиться : не являются ли все подобные излишние «Джоули» и вообще сами «Джоули» существующими только на бумаге и плохо соответствующими условиям реальности, и взаимосвязано - “живые силы” не перестают ли быть однозначным истинным критерием кинетической энергии (тем более что у них появилась серьезная альтернатива в виде «импульсов тел» Е в роли кинетической энергии) ?
На поставленные вопросы обнадеживающие ответы для старой энергетики дать затруднительно, а объективно говоря, просто невозможно.
Новая энергетика.
На основании табл.1 рассчитаны кинетические энергии Е (импульсы) тел до и после абсолютно упругого удара, см. табл.3. Равенство суммарных кинетических энергий до и после удара в каждом опыте выполняется абсолютно, и с точными знаками при числах:
Е = Еу ,
Е1 = Е1у + Е2у .
Причем, вся система тел как имела до удара суммарную кинетическую энергию, направленную влево на рис.1 (положительная проекция на ось Х), так и после удара сохранила такую же положительную направленность суммарной кинетической энергии.
В опыте I при взаимодействии тело 2 сначала остановило тело 1, переняв весь его импульс 10 [кГ м/с], а затем отбросило тело 1 с взаимными добавочными импульсами по 10 [кГ м/с] для каждого тела, т.е. после удара тело 2 обладало окончательным импульсом 20 [кГ м/с]. Аналогичный разумный расклад энергий внутри опыта II и внутри опыта III. В сравнении, при переходе от опыта I к опыту II начальный импульс тела 1 возрос в 5 раз, и во столько же раз увеличился импульс тела 2. Наконец, в опытах II и III значение Е2у одинаково, и вызвано оно одинаковым адекватным значением Е1 , см. табл.3. Все это более чем логично – это единственно правильно.
Важно отметить и повторить следующее. В опыте II по сравнению с опытом I в 5 раз увеличилась масса тела 1 (см. табл.1), а в опыте III по сравнению с опытом I в 5 раз увеличилась скорость тела 1, что одинаково отразилось итогово на кинетической энергии самого тела 1 и на кинетической энергии тела 2, см. табл.3. Это ещё раз говорит о равнозначности влияния первой степени массы тела и первой степени скорости тела на кинетическую энергию тела и, соответственно, на последствия ударных взаимодействий между телами.
Объемы документации, предоставляемой вниманию читателей, не позволяют проиллюстрировать, что в большинстве механических явлений материального мира - реально наблюдаемые проявления кинетической энергии (энергии движения) тел определяются импульсами, формулой новой энергетики:
Е = A = F t = m a t = m v , и законом сохранения импульса системы тел.
В частности, при вращении твердых тел реальный физический смысл имеют лишь «моменты импульсов» масс и связанные с ними величины. И по аналогии, в новой энергетике при вращении твердых тел всегда выполняется закон сохранения «моментов импульсов», как кинетических энергий вращающихся тел в замкнутой системе.
Рассмотренный Пример (и другие случаи) доказывают явную ошибочность всеохватывающего принятия формального математического выражения Т=mvv/2 в качестве кинетической энергии. Данное математическое выражение, выведенное из постулата старой энергетики A=FS , совершенно непригодно в частности для описания динамики и соударений тел. Это автоматически свидетельствует и о, по меньшей мере, не универсальной применимости самого постулата A=FS старой энергетики.
