Если не просто пользоваться готовыми утверждениями, а попытаться выяснить откуда что взялось, то часто оказывается, что взялось из весьма невразумительных рассуждений. Причем, более поздних, чем у классиков.
У классиков, кто помнит школьный закон рычага, выполнив определенную работу можно поднять определенную массу. Но можно при этом сильно напрягаться, а можно не сильно, но проиграете в расстоянии. Работу при этом, мы выполним одну и ту же. То есть, энергия окажется одинаковой. Зачем, спрашивается, тратится на расстояние?
Ну, классики в чудеса еще не верили, на свои силы в основном полагались и предпочитали их экономить.
Другими словами, считали и небезосновательно, что чтобы вызвать какое-то движение нужно приложить силу. Это движение само по себе ниоткуда не возьмется и никуда не сохраниться, поскольку на нашу силу имеется куча противоположных сил. Как вызывается это движение силой, так и уничтожается тоже силой.
Откуда что взялось частично можно узнать из книги Л. Эллиота и У. Уилкокса (старая такая «Физика» 1975г). Там долго-долго рассказывали про силы, работу, мощность. (Специально для тех, кто путает энергию с мощностью)
А дальше пошли некоторые непонятки.
Во-первых, не учитывается кто работу совершил и над кем. Например, если мы будем двигать холодильник прикладывая силу исходя из своего веса и с ускорением 3м/с^2, то мы выполним одну работу. А холодильник при этом выполнит совсем другую работу. То есть, получит другую энергию. Из общего обе работы будут иметь ускорение и «пробег».
Во-вторых, создалось впечатление, что что такое энергия физики и сами не смогли определить четко.
Если камень упадет с высоты он никак не обладает способностью «развить силу», поскольку и его масса, и ускорение останутся постоянными. Сила останется такой какой была в начале движения. А вот работа над ним будет с расстоянием увеличиваться. Но если, что у самого камня и вырастет, то это импульс.
Допустим. Но, нам четко объяснили, что работа жестко связанна с путем. Отсюда 3кг-вый камень с высоты 2 метра. будет давить наши пальцы на протяжении 2 метров. Или нет? Обойдется импульсом. То есть, практически мгновенным силовым воздействием?
В более современной трактовке
это уже не способность совершать работу, а запас работы. Ну, собственно, никакой импульс превращающийся в силу, когда это тело будет воздействовать на другое тело уже даже и не нужен. Поскольку энергия ниоткуда не берется – она есть всегда. Вопреки «если сила действует», поскольку даже если она не действует – энергия-то уже где-то есть.
Вот, есть у нас у тела энергии 300Дж. И совершенно без разницы с каким импульсом оно в другое тело влетит. А оно ведь с разным влететь может.
Но это все фигня. Главное, что запас работы одинаковый. И главное, ниоткуда не взялся. Импульс-то, однако, разный… И последствия, надо сказать, тоже разные будут.
В общем намекали, что «Способность движущегося тела совершать работу называется кинетической энергией». А потом вдруг:
Оказывается, что мы не совершаем над мячиком работу, а просто передаем ему энергию. А мячик потом тоже ее куда-то передаст.
А мы ему сколько энергии передадим? Всю что у нас была (учитывая нашу массу) ли только часть? А какую часть? Не слишком ли много ее от нашего учета скрылось? (И все же, что-то нам подсказывает, что мячику мы сообщим импульс, в результате проделанной работы.)
Другими словами, это способность, приобретенная в результате применения силы, ниоткуда не берется. Во-как! То есть, это мы к мячу не силу приложили, а так … послали его энергетически. Из общемировых запасов. И кто бы мог подумать, что способность в Джоулях выражается…
Между тем, исходя из опыта, когда движущейся книжной пинали сразу несколько шариков,
несмотря на разные свои массы шарики получили одинаковое ускорение. Соответствующее скорости книжки. Но мало относящееся к ее энергии, и энергиям шариков.
В общем, ребята, не знаем, как энергия ниоткуда не берется, а есть всегда, но само движение начинается с приложения силы. Просто после открытия великим, наверное, постеснялись честно сказать, что это просто расчетная величина, к тому же не учитывающая множество факторов.
Вон, некоторые честно признаются, что не знают, что это такое.
Почему бы просто не сказать, что это нечто – масса. А скорость, работа, направление – вещи относительные и относительно не сохраняются. Да и негде, поскольку закрытых систем у нас нет.
- -
И еще раз про современные столкновения шариков в свете закона сохранения.
Например, при упругом столкновении большого шара с меньшим и неподвижным, меньший шар, согласно третьему закону Ньютона будет сопротивляться с силой равной его массе и полученному ускорению. То есть, при собственной массе в 2кг, и полученном ускорении 3м/с^2 это выйдет что-то вроде -F=- 2*3=-6.
После решения задачи про такие шарики по формуле из учебника (с сохранением энергии), скорость меньшего неподвижного шарика составит
И сила отдачи выходит малость большей. Но совместимость классики и великих открытий никто же не проверял.
Кстати, в опыте с колыбелью Ньютона, если после большого шарика повесить маленький, то он получает ускорение в соответствии со скоростью большего шарика. Вовсе не больше. Больший шарик после столкновения продолжает двигаться, но с меньшей скоростью. То есть, тоже случится по классике.