[identity profile] print-design.livejournal.com posting in [community profile] engineering_ru
Ввязался в спор. Утверждаю, что в фитнесс-залах эти самодвижущиеся дорожки - фуфло. Работу (в физическом смысле) человек, бегущий по беговой дорожке, не совершает. Ногами двигает, но перемещения массы - нет.

Прав ли я?

P.S. Пробую разместить в этом сообществе, т.к. тут люди в физике подкованные сидят.

UPD: Всем ответить возможности нет.
Конкретизирую: я имею ввиду, что пробежать 20 км по реальной дороге, даже пусть по абсолютно горизонтальной, и "пробежать 20-ку в фитнесс-зале" - это две большие разницы.

Date: 2015-05-23 10:45 am (UTC)
From: [identity profile] growltress.livejournal.com
> нет здесь никаких опусканий и "работы по подъёму себя". Чтобы в этом убедиться, достаточно разрисовать систему действующих сил, как учат в 6 классе
Ладно, если вы прибегаете к аргументу 6-го класса, то я предлагаю вам перейти в систему отсчёта связанную с дорожкой, как учат в том же примерно классе, убедившись предварительно, что она инерциальная, и проанализировать свой подъём по неподвижной наклонной дорожке в поле силы тяжести.

Date: 2015-05-23 03:29 pm (UTC)
alexey_donskoy: (Alek)
From: [personal profile] alexey_donskoy
Да на вас никакой аргумент не подействует, пока силы рисовать не начнёте.
А когда начнёте, то увидите, что силы в равновесии. Следовательно, говорить тут о движении и "работе силы тяжести" нельзя ни при каком раскладе.

Вычисление потребной для удержания на дорожке мощности человека - совершенно другая, отдельная задача. Мощность будет сильно зависеть от конструкции дорожки с двигателем/генератором и никак не будет определяться силой тяжести.

Вот вы упираетесь тут в бесцельном трёпе, вместо того, чтобы силы разрисовать. А ведь из вуза как раз такие инженеры выходят! (я молчу про тех, кто приходит на работу, не зная закона Ома - это тоже примета времени). А мы потом удивляемся, отчего всё хреново в промышленности да ракеты падают...

Date: 2015-05-23 09:07 pm (UTC)
From: [identity profile] growltress.livejournal.com
> Да на вас никакой аргумент не подействует, пока силы рисовать не начнёте.
Но вы всё-таки попробуйте объяснить, в первую очередь себе, что происходит в инерциальной системе отсчёта связанной с наклонной дорожкой. Почему картина там выглядит в точности как при подъёме по склону. И почему, по вашему мнению, работа человека в этой системе не зависит от силы тяжести.

> А когда начнёте, то увидите, что силы в равновесии. Следовательно, говорить тут о движении и "работе силы тяжести" нельзя ни при каком раскладе.
Действительно, силы в равновесии, работы нет, но энергия с генератора снимается. Вечный двигатель же.
Но из равновесия сил в какой-то точке вовсе не следует отсутствие работы. Рассмотрите человека, поднимающегося равномерно и прямолинейно по склону: силы тоже в равновесии (равномерно и прямолинейно же), но совершение работы (в результате которой растёт потенциальная энергия) более очевидно.

> Вот вы упираетесь тут в бесцельном трёпе, вместо того, чтобы силы разрисовать.
Я попробовал ненапряжно вам указать на пару несоответствий в ваших рассуждениях, но, похоже, вы не в состоянии их воспринять. Рисовать здесь картинки уже не укладывается в мои представления о фоновой беседе в пятницу/субботу вечером, особенно учитывая, что вы и сами можете нарисовать картинки, но не делаете этого.

> А ведь из вуза как раз такие инженеры выходят! (я молчу про тех, кто приходит на работу, не зная закона Ома - это тоже примета времени). А мы потом удивляемся, отчего всё хреново в промышленности да ракеты падают...
Действительно, классическое "бей разруху". Мне, правда, не смешно.

Date: 2015-05-23 09:21 pm (UTC)
alexey_donskoy: (Alek)
From: [personal profile] alexey_donskoy
Да я-то объясню. Хотелось, чтобы вы сами поняли...

// Почему картина там выглядит в точности как при подъёме по склону.

Да не выглядит, в том-то и дело. Вы необоснованно рисуете "работу силы тяжести", а её нет в природе.
Вы легко сможете сделать её почти любой величины, если задумаетесь о причинах и конструкции дорожки...

// Рассмотрите человека, поднимающегося равномерно и прямолинейно по склону

Дык он перемещается в потенциальном поле! А на дорожке стоит. Относительно поля. Вот в чём фишка. Нет здесь относительности. Нет здесь инерциальной системы.

// Мне, правда, не смешно.

А вы знаете, как мне не смешно? Когда ко мне пятикурсники приходили на лекцию по специальности, а вынужден был я им физику читать, потому что нихрена без неё в специальности не сделаешь.

Повторяю: затраченная человеком энергия будет зависеть от конструкции дорожки, а не от силы тяжести.
Не помню, вам или нет, но выше приводил пример простейшей конструкции, где ваша схема полностью дискредитируется.

Date: 2015-05-23 09:36 pm (UTC)
From: [identity profile] growltress.livejournal.com
> Нет здесь инерциальной системы.
Так, на всякий случай: https://ru.wikipedia.org/wiki/Инерциальная_система_отсчёта
Теперь вопросы: поверхность Земли для вас в данной задаче -- инерциальная система?
Равномерно и прямолинейно движущаяся относительно поверхности Земли лента беговой дорожки -- инерциальная система?
Равномерно и прямолинейно поднимающийся относительно поверхности Земли по уклону человек -- инерциальная система?

> ко мне пятикурсники приходили на лекцию по специальности, а вынужден был я им физику читать
о, вы преподаёте. Тогда я, пожалуй, пройду с вами по шагам по этой задаче, с картинками, со всеми делами, чтобы косвенно повлиять на количество разрухи в будущем. Не уходите далеко (:

Date: 2015-05-24 08:13 pm (UTC)
alexey_donskoy: (Alek)
From: [personal profile] alexey_donskoy
Я высказался в том смысле, что задачу это решить ничуть не поможет.
Остальное, боюсь, сумею только послезавтра прочитать и прокомментировать...

Date: 2015-05-24 10:32 pm (UTC)
From: [identity profile] growltress.livejournal.com
Ничего страшного, я никуда не тороплюсь. Вы, главное, не исчезайте совсем: я серьёзно обеспокоен судьбой ваших студентов и падающими ракетами.

Date: 2015-05-25 05:07 am (UTC)
alexey_donskoy: (Alek)
From: [personal profile] alexey_donskoy
Тогда давайте для начала задачу зафиксируем: нас интересует мощность человека (для простоты заменим его электродвигателем, к примеру) в зависимости от конструкции дорожки.
И для упрощения давайте не будем рассмотривать наклонные дорожки, а только строго вертикальную конструкцию (чтобы исключить влияние силы тяжести на силу трения).
И рассмотрите на досуге варианты этой конструкции (для определённости представьте вертикальный рельс):
- жёсткое соединение с опорой (трение покоя превышает силу тяжести и любую силу, которую способен развить наш двигатель);
- отсутствие трения;
- промежуточные варианты с разной силой трения;
- принудительное движение конструкции (опоры) с постоянной скоростью.
Edited Date: 2015-05-25 05:29 am (UTC)

Date: 2015-05-25 05:36 am (UTC)
From: [identity profile] growltress.livejournal.com
> Тогда давайте для начала задачу зафиксируем: нас интересует мощность человека (для простоты заменим его электродвигателем, к примеру) в зависимости от конструкции дорожки.
Нас интересует работа совершаемая человеком, как у автора исходного вопроса. Мощность однозначно может варьироваться в зависимости от скорости движения, но я утверждаю, что при прочих равных условиях мощность прямо пропорциональна массе человека, а вы, как я понял, что нет -- не зависит мощность от массы.

> И для упрощения давайте не будем рассмотривать наклонные дорожки, а только строго вертикальную конструкцию (чтобы исключить влияние силы тяжести на силу трения).
Мы можем договориться исключить это влияние и на наклонной дорожке, но если вам так проще -- то ок, рассмотрим вертикальную.

> И рассмотрите на досуге варианты этой конструкции:
Вот этого и последующих пунктов я не понял. Человек просто стоит на дорожке. Ни за что кроме подвижной части дорожки не держится. Дорожка без трения движется на своём основании. Массой подвижной части дорожки пренебрегаем. Основание жёстко закреплено на земле. Механизм соединённый с основанием может прикладывать силу к дорожке для обеспечения её равномерного движения.
Жёсткое соединение чего с опорой?
Подвес чего?
Edited Date: 2015-05-25 05:40 am (UTC)

Date: 2015-05-25 06:19 am (UTC)
alexey_donskoy: (Alek)
From: [personal profile] alexey_donskoy
// Нас интересует работа совершаемая человеком

Какая работа? Полная? Полезная? По перемещению центра тяжести?
Поэтому я и говорю о развиваемой мощности, чтобы разночтений не было.
Получается вполне инженерное прочтение задачи.

// а вы, как я понял, что нет -- не зависит мощность от массы.

Ну вот, вы мне ещё и своё понимание приписываете! ;)

// Вот этого и последующих пунктов я не понял.



Нас интересует мощнсть, которую отдаёт двигатель, чтобы обеспечить потребную для движения объекта силу F.

Date: 2015-05-25 06:41 am (UTC)
From: [identity profile] growltress.livejournal.com
> Какая работа? Полная? Полезная? По перемещению центра тяжести?
Работа по удержанию себя неподвижно относительно земли, т.е. по перемещению себя относительно полотна дорожки.

> Поэтому я и говорю о развиваемой мощности, чтобы разночтений не было.
Мощность -- это скорость совершения работы, если вам неясно, о какой работе речь, то почему вдруг ясно, о какой мощности речь?

> // а вы, как я понял, что нет -- не зависит мощность от массы.
> Ну вот, вы мне ещё и своё понимание приписываете! ;)
Так, спокойно. Цитирую http://engineering-ru.livejournal.com/343368.html?thread=22294344#t22294344

Устройство этого генератора с приводом может быть различным и может отбирать у вас разную мощность. Но никак это не соотносится с вашим весом

Ещё раз: соотносится мощность с массой (а так же и с весом) или нет?

> Fтр -- приведённая к центру масс сила трения
Сила трения между человеком и дорожкой, ок.

> F -- движущая сила
Что за движущая сила? Со стороны дорожки на человека не действует никаких движущих сил. Только сила трения. Это вы так человека разделили на части, что он сам на себя действует?

Date: 2015-05-25 07:16 am (UTC)
alexey_donskoy: (Alek)
From: [personal profile] alexey_donskoy
// Работа по удержанию себя неподвижно относительно земли, т.е. по перемещению себя относительно полотна дорожки.

Первая часть предложения верна, вторая - нет. Это как раз то домысливание с потолка, которое мешает понять суть.

// Мощность -- это скорость совершения работы, если вам неясно, о какой работе речь, то почему вдруг ясно, о какой мощности речь?

Вы включаете двигатель, и он потребляет из сети определённую мощность. Но вот вы с ходу затрудняетесь сказать, на совершение какой именно работы эта мощность была потречена!

// Цитирую... соотносится мощность с массой (а так же и с весом) или нет?

Дык, есть как минимум один частный случай, когда не зависит! :)
И его тоже видно на рисунке.
А в общем случае, конечно, соотносится.

// Что за движущая сила?

Я имел в виду более общий случай, когда есть не только дорожка, а, к примеру, подвес, с нитью которого соединён двигатель объекта. Или, что почти то же самое, можно реактивный двигатель с тягой F поставить на объект:



Или если хотите опираться только на опору, можно изменть конструкцию опоры:



Рассмотрите все эти разнообразные случаи и сделайте выводы.

Date: 2015-05-25 10:47 am (UTC)
From: [identity profile] growltress.livejournal.com
> Рассмотрите все эти разнообразные случаи и сделайте выводы.
Мне не интересны "все эти разнообразные случаи", мне интересен единственный случай: человек идёт по движущейся дорожке, опираясь только на дорожку, пусть даже на вертикальную. Это ваш второй рисунок.
Однако на нём по прежнему присутствует буква F, которая теперь вообще то ли сила то ли момент. Поскольку, если это момент, то он должен быть в точности равен моменту силы трения (а в противном случае диск на вашей картинке будет вращаться с ускорением и не сможет находиться в контакте с равномерно движущейся дорожкой), я не вижу смысла вообще его изображать. Есть силы трения в точке контакта диска с опорой, они равны и противоположно направлены. Этого достаточно.

> // Цитирую... соотносится мощность с массой (а так же и с весом) или нет?
> Дык, есть как минимум один частный случай, когда не зависит!
И вы конечно же его всё это время имели в виду. Я вам вот что скажу: вы ведёте себя неконструктивно.

> А в общем случае, конечно, соотносится.
Ну наконец-то.

>> Работа по удержанию себя неподвижно относительно земли, т.е. по перемещению себя относительно полотна дорожки.
> Первая часть предложения верна, вторая - нет. Это как раз то домысливание с потолка, которое мешает понять суть.
Расскажите пожалуйста подробнее о домысливании, в рамках зафиксированной модели.

> Но вот вы с ходу затрудняетесь сказать, на совершение какой именно работы эта мощность была потречена!
Мне кажется, я указал работу вполне однозначно. Если это до сих пор не до конца ясно, эти две работы (по удержанию себя неподвижно относительно земли и по перемещению себя относительно полотна дорожки) -- это одна и та же работа, и разумеется они численно равны.
Укажите на ошибку в рассуждениях, если вы её видите.

Date: 2015-05-25 11:19 am (UTC)
alexey_donskoy: (Alek)
From: [personal profile] alexey_donskoy
// Мне не интересны "все эти разнообразные случаи"

А вот напрасно. Потому что есть технические устройства и такие, и такие, и такие. Инженеру нужно разбираться в этих деталях.

// по прежнему присутствует буква F, которая теперь вообще то ли сила то ли момент.

Одно в другое переводится элементарно. Впрочем, вы об этом знаете, так что нет смысла ёрничать по этому вопросу.

// Ну наконец-то.

Что "наконец-то"? А частный случай что, отбрасываем, потому что он в вашу картину мира не вписывается?! ;)
Это уж точно неконструктивно.

// Расскажите пожалуйста подробнее о домысливании, в рамках зафиксированной модели.

В частном случае перемещения может и не быть.

// Укажите на ошибку в рассуждениях

Берём вот эти рисунки и сравниваем:



Видим, что различаются они только конструкцией механической части.
Сначала будем полагать опору неподвижной (v0=0).

1. Рассматриваем первый случай, когда сила трения покоя много больше силы тяжести.
Тогда на первой конструкции сила реакции опоры (трение покоя) уравновешивает силу тяжести, система неподвижна, двигатель объекта запускать не нужно, то есть F=0 и потребляемая мощность (и, соответственно, работа по поддержанию равновесия за любой промежуток времени) равна нулю.
Во второй же системе сила трения покоя достаточно велика, чтобы колесо не проскальзывало, но двигатель уже придётся включить, чтобы компенсировать возникающий в системе опрокидывающий момент. Итого: двигатель неподвижен, но потребляет из сети ток, который даёт крутящий момент! Мощность не равна нулю!

Вся разница в конструкции механической части.
В каком месте здесь ваша так называемая "работа по перемещению себя относительно полотна дорожки"? ;)
Потому отталкиваться от неё в рассуждениях будет ошибкой.
Edited Date: 2015-05-25 11:22 am (UTC)

Date: 2015-05-26 01:00 am (UTC)
From: [identity profile] growltress.livejournal.com
> // Мне не интересны "все эти разнообразные случаи"
> А вот напрасно. Потому что есть технические устройства и такие, и такие, и такие. Инженеру нужно разбираться в этих деталях.
Мне не составит труда в них разобраться. Но незачем усложнять и без того сложное общение по переписке.

> Что "наконец-то"? А частный случай что, отбрасываем, потому что он в вашу картину мира не вписывается?
С частным случаем всё понятно: я видел множество людей в спортзале "висящих" на поручнях над беговой дорожкой, и считающих что они занимаются делом. Это не дело, но мне неинтересно их обсуждать. Мне интересно показать одну единственную вещь: для человека подъём по беговой дорожке без дополнительной опоры полностью эквивалентен подъёму по неподвижному склону. Как только вы согласитесь с этим, моя миссия выполнена (и я ожидаю, что количество падающих ракет начнёт уменьшаться со временем).

> В частном случае перемещения может и не быть.
Нет перемещения -- нет работы. Тривиальный случай. Мы говорим о подъёме. Подъём предполагает движение.

> Рассматриваем первый случай, когда сила трения покоя много больше силы тяжести.
> ... потребляемая мощность (и, соответственно, работа по поддержанию равновесия за любой промежуток времени) равна нулю.
Согласен.

> Во второй же системе сила трения покоя достаточно велика, чтобы колесо не проскальзывало, но двигатель уже придётся включить, чтобы компенсировать возникающий в системе опрокидывающий момент. Итого: двигатель неподвижен, но потребляет из сети ток, который даёт крутящий момент! Мощность не равна нулю!
Ошибка. Вы внесли в чисто механическую задачу электродвигатель из реального мира, и говорите, что он потребляет ненулевую мощность чтобы развить вращающий момент, даже при неподвижном роторе.
Ошибка заключается в том, что реальный электродвигатель действительно потребляет мощность в этих условиях, но вся она идёт на нагрев его обмоток, ротора и питающей сети.
Коль скоро вы хотите внести электродвигатель, правильным было бы внести электродвигатель со сверхпроводящей обмоткой. И закоротить её. Вихревые токи появляющиеся в такой обмотке при попытке вращения ротора создают магнитное поле, удерживающее ротор на месте. Это эффект Мейснера (https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Мейснера). См. например: http://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_2399847201&feature=iv&src_vid=ShUVGVWYegQ&v=DqQqVTBCzBc

> Вся разница в конструкции механической части.
Разницы в конструкции механической части нет, вы допустили ошибку за пределами механической части.

Тот же самый крутящий момент можно было получить присоединив спиральную пружину вместо электродвигателя. Вы не будете спорить с тем, что пружина в данном случае не совершает работы?
Edited Date: 2015-05-26 03:30 am (UTC)

Date: 2015-05-26 05:37 am (UTC)
alexey_donskoy: (Alek)
From: [personal profile] alexey_donskoy
// ...мне неинтересно их обсуждать...
// Ошибка. Вы внесли в чисто механическую задачу электродвигатель из реального мира

Нет уж, пардон, это именно ваша ошибка. И именно такова моя претензия к вам: вы берёте частный случай и распространяете выводы на все возможные. А остальные отбрасываете как "неинтересные".
А мы обсуждаем инженерный вопрос, а инженерия имеет дело с реальной жизнью как раз, и отбрасывать те или иные случаи мы не имеем права!

Разумеется, пружина или сверхпроводящая обмотка изменят конструкцию настолько, что потребление энергии из внешнего источника не понадбится (хотя во втором случае таки понадобится - для охлаждения. И эти косвенные эксплуатационные затраты в совокупности будут весьма велики!)

// для человека подъём по беговой дорожке без дополнительной опоры полностью эквивалентен подъёму по неподвижному склону

Если пренебречь особенностями кинематики человека, то данный частный случай соотвествует конструкции №1 при V0=const, V0<>0 и Fтр>mg для избежания проскальзывания. Разумеется, в таком случае процесс будет эквивалентен подъёму по неподвижному склону.

Повторяю, единственная претензия к вам в том, что в не хотите считать этот случай частным и рассматривать общее:

// Тривиальный случай. Мы говорим о подъёме. Подъём предполагает движение.

И тогда вместо грамотных физических рассуждений сразу какая-то лженаука получается.

Между тем, в инженерной практике никогда нельзя забывать об общем.
Потому что любые изменения конструкции или способа движения существенно могут повлиять на результат.
Например, одно дело - просто висеть на кольцах (руки вверх), и другое - на разведённых в сторону руках. Энергозатраты человека при этих разных способах будут различаться на порядок. И мой пример с рычагом и уравновешивающим электродвигателем хорошо сюда для иллюстрации подходит.

То же и с конструкцией дорожки. Довольно легко можно внести какую-нибудь такую конструктивную особенность, что от человека потребуется дополнительная работа.

Вот, собственно, и всё, что я хотел сказать.
Надеюсь, теперь позиция понятна, и вы согласитесь с важностью приведённых замечаний! :)

Date: 2015-05-26 06:50 am (UTC)
From: [identity profile] growltress.livejournal.com
> Если пренебречь особенностями кинематики человека, то данный частный случай соотвествует
> конструкции №1 при V0=const, V0<>0 и Fтр>mg для избежания проскальзывания.
> Разумеется, в таком случае процесс будет эквивалентен подъёму по неподвижному склону.

Т.е. вы переменили своё мнение с тех пор, как оставили этот комментарий (http://engineering-ru.livejournal.com/343368.html?thread=22249800#t22249800), верно?
И теперь признаёте, что ваше утверждение "Но теоретически можно натренироваться двигаться так, чтобы центр тяжести на месте оставался. Тогда наклон дорожки влиять не будет, в отличие от реального подъёма." -- ложное, верно?
Т.е. вы согласны со следующим утверждением: "при прочих равных условиях наклон дорожки влияет на мощность развиваемую человеком точно так же, как наклон неподвижного склона", верно?

Я добавлю, что никакие особенности кинематики человека не меняют этой эквивалентности, т.е. реальный человек любой конструкции развивает равную мощность и на дорожке и на склоне при прочих равных условиях. Согласны?

> вместо грамотных физических рассуждений сразу какая-то лженаука получается.
Грамотные физические рассуждения по моему мнению начинаются с того, что мы выделяем суть задачи, строим математическую модель и находим решение в рамках зафиксированной модели.

> Довольно легко можно внести какую-нибудь такую конструктивную особенность, что от человека потребуется дополнительная работа.
Вот не про дополнительную работу же вопрос. Про минимально возможную, что обусловлена принятыми допущениями -- равномерным движением, отсутствием трения и т.д.

> Надеюсь, теперь позиция понятна, и вы согласитесь с важностью приведённых замечаний!
Приведённые замечания важны для дальнейших уточнений решения. Для понимания сути задачи они не важны.

Date: 2015-05-26 07:34 am (UTC)
alexey_donskoy: (Alek)
From: [personal profile] alexey_donskoy
// при прочих равных условиях наклон дорожки влияет на мощность развиваемую человеком точно так же, как наклон неподвижного склона

Ключевой момент: "при прочих равных условиях".
Теперь осталось выяснить, что к этим прочим условиям относится.
Я утверждал, что к ним относятся конструктивные особенности всей механической системы.
Вы явно нигде с этим не согласились, хотя в предыдущем комментарии зафиксировали "не опираясь на поручни". А это важно, об этом надо явно говорить при выделении сути задачи и построении математической модели. 90% "инженеров" частенько об этом забывают, а потом огребают разные плюшки из-за несоответствия реальной картины ожидаемой в их "идеальной" модели.

Предыдущие оппоненты, мой коммент которым вы цитируете, вообще о прочих условиях не упоминали.
То же делаете и вы здесь:

// Вот не про дополнительную работу же вопрос. Про минимально возможную, что обусловлена принятыми допущениями -- равномерным движением, отсутствием трения и т.д.

Ах нет, простите, тут стоит универсальная отмазка "и т.д."! ;))) Да я понимаю, что вы вон там, за колонной, сидели, но как там весь класс уместился? ;)

Так вот, делаем совершенно элементарную вещь: фиксируем центр тяжести (да хоть на поручнях повиснуть). Почему вдруг картина радикально меняется, и мощность с работой обнуляются (если, как мы и договорились, пренебречь внутренним трением, массоинерционными характеристиками кинематических звеньев и т.д.)?
Почему вдруг эквивалент подъёма пропадает? Ведь мы не сделали ничего страшного - всего лишь зафиксировали и без того неподвижный центр тяжести (опять же пренебрегая кинематикой с периодическим шаговым его перемещением вверх-вниз)! А такая операция ничего по идее в физическом процессе изменить не должна, не так ли?
Парадокс?

Date: 2015-05-26 07:43 am (UTC)
From: [identity profile] growltress.livejournal.com
> Ключевой момент: "при прочих равных условиях".
> Теперь осталось выяснить, что к этим прочим условиям относится.
> Я утверждал, что к ним относятся конструктивные особенности всей механической системы.
> Вы явно нигде с этим не согласились, хотя в предыдущем комментарии зафиксировали "не опираясь на поручни". А это важно, об этом надо явно говорить при выделении сути задачи и построении математической модели.

"При прочих равных" означает, что все остальные условия, кроме тех, которые мы варьируем в каждом конкретном случае, одинаковы. Т.е. что если по дорожке вы идёте опираясь на поручни, то и по склону вы идёте опираясь таким же образом на поручни. Как вы эти поручни на склоне организуете -- не важно, хоть машиной вас будет вверх затаскивать.

> Так вот, делаем совершенно элементарную вещь: фиксируем центр тяжести (да хоть на поручнях повиснуть). Почему вдруг картина радикально меняется, и мощность с работой обнуляются (если, как мы и договорились, пренебречь внутренним трением, массоинерционными характеристиками кинематических звеньев и т.д.)?
Картинка меняется, потому что вы изменили условия: на дорожке вы висите на поручнях, а на склоне -- нет. Поставьте поручни, действующие на вас с такой же силой как на дорожке на склон -- и вы увидите, что картинка опять одинакова.

> Парадокс?
Парадокс в том, что вы за деревьями в виде дополнительных условий перестаёте видеть лес физической сути.

Date: 2015-05-26 08:09 am (UTC)
alexey_donskoy: (Alek)
From: [personal profile] alexey_donskoy
// Т.е. что если по дорожке вы идёте опираясь на поручни, то и по склону вы идёте опираясь таким же образом на поручни. Как вы эти поручни на склоне организуете -- не важно, хоть машиной вас будет вверх затаскивать.

Верно. Но по умолчанию такие вещи подразумевать не стоит. Чтобы они стали очевидны, надо понимать суть, а это не у всех поначалу получается. Поэтому я категорически не приемлю вашу манеру спрятать концы в воду и заявить потом: да очевидно же, что ВСЁ одинаково.

// Картинка меняется, потому что вы изменили условия: на дорожке вы висите на поручнях, а на склоне -- нет.

Верно. Только надо добавить, что при этом сила тяжести из рассматриваемой системы выводится (полностью компенсируется реакцией внешней опоры и в дальнейших расчётах не участвует).

// вы за деревьями в виде дополнительных условий перестаёте видеть лес физической сути.

А вот и нет. Так рассуждать хорошо, когда вы эту суть знаете. Но с оппонентом на форуме обычно получается обмен категоричными тезисами, из которых не видно, понимает он суть или нет.
Так вот, провокационными вопросам и парадоксами я как раз заставляю оппонента задуматься над сутью и увидеть её. Практика показывает, что получается не у всех. У вас вот получилось, а некоторые в такой когнитивный тупик встают, что приходится объяснять с самых азов...

Простите за неумеренную назидательность, если что. ;)

Date: 2015-05-26 08:59 am (UTC)
From: [identity profile] growltress.livejournal.com
> А вот и нет.
Хорошо если в самом деле так.

Date: 2015-05-23 11:17 pm (UTC)
From: [identity profile] growltress.livejournal.com
Ок, картинка 1: человек стоит неподвижно на наклонной дорожке. Масса человека -- m, полотна дорожки -- 0, дорожку ничего не удерживает от вращения. Сила реакции N не даёт провалиться сквозь дорожку и в точности равна и противоположна нормальной к дорожке составляющей силе тяжести. Продольная составляющая силы тяжести ничем не уравновешена и приводит человека с дорожкой в ускоренное движение. Трения нет.
Image (http://ic.pics.livejournal.com/growltress/13979103/5214/5214_original.png)
Сила тяжести совершает работу увеличивая кинетическую энергию человека. Работа силы тяжести по перемещению человека доль дорожки на расстояние S = (m*g*sin a) * S равна уменьшению потенциальной энергии на этом же пути и увеличению кинетической энергии человека на этом же пути.

Есть вопросы по этой картинке? (картинка как-то плохо вставляется, по ссылке полный размер)
Edited Date: 2015-05-23 11:20 pm (UTC)

Date: 2015-05-24 01:27 am (UTC)
From: [identity profile] growltress.livejournal.com
Ок, картинка 2: всё то же самое, что на картинке 1 плюс на дорожку действует сила, препятствующая ускорению. На реальной дорожке это будет электродвигатель, на картинке для наглядности он заменён грузом, на который действует сила трения F.
Image (http://ic.pics.livejournal.com/growltress/13979103/5779/5779_original.png)
Сила F такова, что дорожка с человеком движется равномерно и прямолинейно, т.е. равнодействующая сил приложенных к человеку равна 0. Т.е. F = m*g*sin a.
Сила тяжести совершает работу по преодолению силы трения. Работа силы тяжести по перемещению человека доль дорожки на расстояние S = (m*g*sin a) * S равна уменьшению потенциальной энергии и равна работе по преодолению силы трения F на таком же пути.

Есть ли вопросы по этой картинке?

Profile

engineering_ru: (Default)
Инженерия

December 2025

S M T W T F S
 123456
78910111213
14151617181920
2122232425 2627
28293031   

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Apr. 22nd, 2026 12:17 am
Powered by Dreamwidth Studios