Я опять хочу залезть своим лицом в ваш уютный калашный рядок.
Вот есть постоянный магнит. У него на днище висит некий груз скажем 100гр. И мне очередной раз пытаются доказать, что этот груз может висеть на магните вечно, и ни грузу ни магниту за это ничего не будет.
Я вот не понимаю, как это возможно. Ведь на преодоление силы притяжения земли требуется энергия. Кто-то, так или иначе, должен эту энергию тратить. Но ведь если так, то железяка на магните вечно висеть не будет.
Ничего не понимаю.

GD Star Rating
loading...

69 Responses to Я опять хочу залезть своим лицом в ваш уютный калашный рядок.

  1. odin:

    Всем Фейнмана в этом чате

  2. Xerko:

    Представь что груз висит на стальном крючке. Или даже плавает в ванне с ураном. Да, рано или поздно. Но.

  3. Negead:

    не могу — он же не на крючке висит.

  4. Odaekb:

    И тут эта (отлюбленная) (члень) (блин-квас)!

  5. Roton:

    камень лежит на земле (на поверхности Земли) а его притягивает Солнце

  6. Muiort:

    ну ты нагрузил, нам это как бы просто и сложно в тоже время, почитай О»Генри, там был спец по магнетизму.

  7. Agilo:

    Энергия тратится, когда совершается какая-либо работа. Работа, как известно любому школьнику, равна произведению перемещения на силу, так что если у тебя ничего не двигается или двигается по замкнутой траектории, никакой работы не совершается.

  8. M2yod:

    Например ток в полной цепи. Или велосипедист на круговом треке.

    Да просто — висит чувак в воздухе. Ну, такой вот Коперфильд. Никуда не летит, завис словно вертолет, и никакой работы не совершает. Даже крыльями не машет.

  9. Agilo:

    ток в цепи совершает работу, проталкивая носители заряда через сопротивления в цепи, велосипедист на треке борется с силой трения и сопротивления воздуха, а чувак просто так в воздухе висеть не может пушо он либо падает, либо пиздит, как Копперфильд 😉

  10. M2yod:

    Я с вас фигею, дорогой товарищ. Убрали силу трения и сопротивление воздуха. Велосипедист едет по супер-льду и в вакууме.
    Совершает ли он работу, если двигается по круговому треку?
    А если трек развернули и он проехал то же самое расстояние по прямой?

  11. Agilo:

    нет, уважаемый, это я с вас фигею, в школе задачки по динамике вообще решали? Ваш сферический велосипедист в вакууме будет кататься сколько угодно, хоть по кругу, хоть по овалу, хоть по прямой, ни тратя при этом ни джоуля своей энергии — как вы помните из моего предыдущего комментария, работу равна произведению перемещения на силу, в результате которого это перемещение произошло. А силы-то, по вашим условиям, и нету — точнее, они скомпенсировали друг друга, как вес и сила реакции опоры, например.

  12. Odnko:

    По суперльду в вакууме сила равна нулю ergo работа равна нулю вне зависимости от траектории.
    Максимум может иметь место перекачка в кинетическую энергию, но пока у нас суперлед в вакууме — она никуда не потратится, при торможении уйдет в тепло, что, как правило и понимается в быту под «произведенной работой».

  13. Odnko:

    На преодоление силы энергии не требуется.
    На преодоление силы требуется сила — эта сила есть: сила магнитного притяжения.

    Проще всего это понять, если оттолкнуться от закона сохранения энергии. Энергия никуда не девается — она только переходит их одной формы в другую. Неподвижная железка никуда энергию не закачивает. Значит она нигде и не расходуется.

  14. M2yod:

    Ага. Стоял велосипедист в вакууме на льду. Стоял, подчеркиваю.
    Потом взял и поехал. Ну, сам он не поедет, он же на льду, причем на супер-льду, буксовать будет. Чего скрывать, толкнули его.

    Один раз по кругу, другой раз по прямой.
    Один раз перемещение равно нулю, другой раз — длине прямой.

    Где работа и где нет работы?

  15. Odaekb:

    а по прямой, надеюсь, вдоль поля гравитации?

  16. M2yod:

    Вообще-то строго поперек.

  17. M2yod:

    Упс. С прямым углом попутал. Прошу игнорировать мой предыдущий комментарий.

  18. M2yod:

    Вы все верно говорите в общем. Но в деталях упускаете, что силы там по разному приложены. Вот представь себе — висит в воздухе магнит и висит в воздухе вертолет. Один работу совершает, другой нет. А ведь ОБА не двигаются!

    Это я к тому, что не все так просто.

  19. Odaekb:

    сойдемся на пополаме. Под углом 50 градусов к горизонту

  20. Agilo:

    стоял, его толкнули — совершили какую-то работу, потратили энергию, которая перешла в его кинетическую энергию, вот он теперь и едет — чего ему не ехать-то. Сначала по кругу едет бесконечно, а потом по прямой — так же бесконечно, прошу заметить.
    А если ваша прямая «конечная», то это значит, что велосипедист в конце своего пути встретил стенку и совершил работу, ударившись об нее и выделив энергию, равную его кинетической энергии до столкновения.

    Что касается угла между вектором скорости и направлением гравитационного поля, то тут тоже все просто — в формуле работы и сила, и перемещение — величины векторные и перемножаются скалярно. Впрочем, если траектория замкнутая, а поле, в котором совершается работа, потенциальное, работа тоже будет нулевой.

  21. Negead:

    почему она тогда не падает?

  22. Odnko:

    Поэтому я и предлагаю танцевать от закона сохранения.
    У вертолета воздух двигается. Есть кинетическая энергия движущегося воздуха, которая безнадежно превратится в тепловую со временем.
    У магнита ничего не двигается. Как у пресс-папье на моем столе.

  23. Odaekb:

    Усложним задачу: возьмем подвижную систему. Например, ходики на стене…

  24. M2yod:

    Воздух тут — ложный друг физика. Его легко можно убрать. Получится безвоздушное пространство. Например на Луне.

    Вот мы видим магнит висит в магнитном поле, никуда не движется никакой работы не совершает.

    А вот рядом ракета. Тоже висит на месте, никуда не движется, компенсируя притяжение Луны постоянно сжигая тонны топлива.

    Где работа? Где нет работы? И почему?

  25. Odnko:

    Потому что ее держит магнитная сила.
    А нас вот от проваливания сквозь пол удерживает сила реакции опоры. Тоже сила. А работы нет.
    Или вот наша Земля на Солнце не падает — ее удерживает центробежная сила. И за миллиарды лет так и не упала — видимо не тратится особо энергии…

  26. Odnko:

    В ракете движется рабочее тело. В этом плане что ракета, что вертолет — разница только в том, что ракета принесла его с собой, а вертолет берет «снаружи».

  27. Nooder:

    Подкину дровишек в затухающий костёр:
    Пружина. Сжали. Потенциальная энергия пружины изменилась? Разумеется. (При разжимании, выделит оную энергию). Теперь: сжатую пружину зафиксировали, скажем, кислотоупорной верёвкой. Догадались уже, да? Получившуюся ле конструксьён (ничего, что я по-французски?) опустили в кислоту. Кислота растворила пружину. Куда подевалась упомянутая потенциальная энергия?

  28. M2yod:

    Тю, эт баян. Кислота нагрелась.

    Тоньше нужно, тоньше…

  29. Odaekb:

    Хорошо, давай тоньше.
    Возьмем кусок проволоки из нитинола…

  30. Seees:

    А атомы крючка чем между собой держатся. Тоже ведь не зафиксированные духовными скрепами, суки такие.

  31. M2yod:

    Гонишь, там же палки! Ты что, никогда фото молекулы не видел?

    интересная наука

  32. Zvnre:

    как-то раз в кабинете химии я из шариков и палочек собрал озон. Вышел учитель, посмотрел и сказал: «эх, если бы всё было так просто!». Так я узнал, что озон не прост.

  33. 1reodin:

    Ты не понимаешь, что такое работа. Гляди, на груз действует сила. Гравитации. На ее преодоление (чтобы груз НЕ переместился на определенное расстояние) тратится энергия. Все честно.

    И вечно он висеть не будет. Рано или поздно магнит размагнитится. Или просто груз улетит.

  34. 1reodin:

    Изложу в виде притчи. Лебедь, рак и щука изо всех сил тянут повозку в разные стороны, а она стоит на месте. Вопрос: совершают ли тупые животные работу?

  35. Odaekb:

    dilesoft: Правильно! А у пьяного энергии нет — поэтому способный лежать без посторонней помощи — т.е. имеющий энергию противостоять гравитации — пьяным не считается!

  36. Odaekb:

    dilesoft: И получают ли за это зарплату, вот что самое интересное!

  37. Agilo:

    dilesoft: ох, давайте я с другой стороны зайду.
    Вот гвоздь, на нем висит валенок. По твоей логике, на то, чтобы валенок не свалился на пол, должна тратиться определенная энергия, между прочим, той же природы, что держит железяку на магните. Выходит, рано или поздно гвоздь развалится на элементарные частицы, истратив всю свою энергию на поддержание валенка в воздухе?

    Другой пример. Есть у нас две одинаково заряженные материальные точки в гравитационном поле. Одна каким-то образом зафиксирована, другая висит над ней — сила притяжения уравновешивается силой кулоновского отталкивания. По твоей логике, на поддержание одной точки над другой должна тратиться энергия, с другой стороны, просто так она тратиться не может, а должна куда-то уходить — в излучение, нагрев, на изменение чьей-то кинетической энергии или потенциальной в этом гравитационном поле. Куда же в итоге будет уходить энергия?

  38. Amtite:

    очевидно же, что дрыгайся он каким угодно образом, на супер-льду это никак не будет влиять на его перемещение вдоль льда. Таким образом, если его кто-то толкнёт, и он начнёт двигаться по кругу, никакой работы совершаться не будет. Его кажушаяся активность будет производить работу по перемещению его ног, но не по перемещению велосипеда.

  39. Amtite:

    Очевидно же, что если свести всё к двумерному случаю и нарисовать поверхность энергии груза в зависимости от координат, то груз, как окажется, лежит в локальном минимуме, в локальной впадине на склоне ямы. Чего бы ему совершать работу или куда-то падать? Он вполне себе неплохо устроился в этой впадине — лежит себе и лежит пассивно, всё у него хорошо. Для трёхмерного случая сам воображай.

    Лежать он там, естественно, будет не вечно — рано или поздно под воздействием естественных причин магнит разрушится (в вакууме этот срок может превышать предполагаемое время жизни Вселенной) и грузик отпадёт.

  40. Ecamon:

    dilesoft: Так магнитики на холодильнике не будут висеть вечно? Или они просто улетят?

  41. Agilo:

    Кстати, вот с точки зрения энергий можно сказать вообще просто:
    Железяка, висящая на магните, находится в энергетической яме — ведь чтобы оторвать ее от магнита, надо увеличить ее потенциальную энергию в магнитном поле этого магнита. Именно из этой ямы вы будете с усилием вытаскивать железяку, когда попытаетесь ее оторвать от магнита.

  42. Agilo:

    товарищя!

  43. Odnko:

    dilesoft: Физологически — да. Однако, поскольку силы уравновешены, то механической работы не совершается: вся энергия тут же уходит в тепло.

    Больше Фейнмана в этом чате: http://www.all-fizika.com/article/index….
    (внимание на предпоследний абзац)

  44. Tnaall:

    То есть если пружина не сжата, то кислота нагреется меньше или не нагреется вовсе?

  45. XnoCap:

    очень хороший вопрос. Я тут посижу, подожду ответов.

  46. Odaekb:

    Термические энергии и механические энергии — величины, как правило, сильно разных порядков.
    Пружина автомобильного амортизатора, скажем, проседает на 5 см под действием 300 кг веса — это полная энергия 75 джоулей, если не ошибаюсь.
    Стакан кипятка для чая — 4200 Дж/(кг*С)*0.2 кг*80 С — больше 60 килоджоулей, на 3 порядка больше.
    поэтому все эти разницы — это так, как правило на уровне шума.

  47. 1reodin:

    > dilesoft: ох, давайте я с другой стороны зайду.
    Вот гвоздь, на нем висит валенок. По твоей логике, на то, чтобы валенок не свалился на пол, должна тратиться определенная энергия, между прочим, той же природы, что держит железяку на магните. Выходит, рано или поздно гвоздь развалится на элементарные частицы, истратив всю свою энергию на поддержание валенка в воздухе?

    Разумеется. А почему крючки для одежды рано или поздно ломаются? Или можно хоть трехпудовую гирю повесить на милиметровый гвоздик — и он выдержит?

    > Другой пример. Есть у нас две одинаково заряженные материальные точки в гравитационном поле. Одна каким–то образом зафиксирована, другая висит над ней — сила притяжения уравновешивается силой кулоновского отталкивания. По твоей логике, на поддержание одной точки над другой должна тратиться энергия, с другой стороны, просто так она тратиться не может, а должна куда–то уходить — в излучение, нагрев, на изменение чьей–то кинетической энергии или потенциальной в этом гравитационном поле. Куда же в итоге будет уходить энергия?

    Примерно туда и уходит, на микроуровне, причем скорее всего верхняя точка упадет с нижней — это неустойчивое равновесие.

    Слушай, сколько тебе лет? В какой школе учился? Я не в плане оскорбления, просто понять хочу, где так отстойно физику преподавали.

  48. 1reodin:

    вечно — нет, но на твой век хватит.

  49. 1reodin:

    тепло — это не работа? Тепло — это не скорость молекул? Передвижение молекул — это не работа?

    Лол.

  50. NaMlo:

    dilesoft: тебе, видимо, отлично физику в школе преподавали, не буду спорить.
    Вопрос же в уровне абстракции: есть система, которая может совершать механическую работу. Ну там цилиндр с поршнем, например. Но если мы зафиксируем поршень (сферический в вакууме, разумеется), то система только сможет обмениваться теплом с внешней средой, но работу совершать не будет.

  51. Jitite:

    Очередной пост, где люди меряются своими охуительными теориями

  52. Agilo:

    dilesoft: это ты типа троллишь меня, да? Потому что если ты всерьез сейчас сказал, то я, пожалуй, умываю руки и закончу метать бисер.

  53. XnoCap:

    неее, так неинтересно! Вот есть сжатая пружина в кислоте. Кислота медленно, постепенно ее (пружину) разъедает. так когда высвободится энергия пружины? Когда начнет греться кислота? посередине процесса разъедания? В конце? В начале? Или все время в ходе процесса? Но почему же? Ведь, пока течет процесс, пружина остается сжатой, то есть, сохраняет свою энергию. Или не сохраняет, а постепенно отдает? А можно как-т оописать механизм пепредачи энергии в этом случае?

  54. Odaekb:

    Ну сам подумай, сколько энергии в полу-растворенной пружине? Если проволока уже вдвое тоньше стала?

  55. 1reodin:

    работа — это не только механика, это любое изменение энергии. Если говорить о полезной работе (о КПД), то это уже не физика, а производственный процесс.

  56. XnoCap:

    да-да. Я ж к этому в череде предположений и пришел. аккурат перед тем, как спросил о механизме передачи этой самой энергии.

  57. Odaekb:

    А механизм — механические напряжения изменяют энергию связи. Совсем чуть-чуть, да.

  58. Odnko:

    dilesoft: Вопрос в том, какое явление мы изучаем.
    Одно из пониманий работы (как вы ниже верно заметили) — изменение энергии. Но в результате какого процесса изменяется энергия? Из какой формы в какую?
    Лебедь рак и щука совершают работу по нагреву воздуха, винт вертолета — по перемещению воздуха, а атмосфера может совершать работу по нагреву нашей железки.
    Но работы по перемещению наблюдаемой точки не совершается.

  59. Peein:

    Я думаю, что автор поста должен для начала усвоить вот это:

    * Человеческие мышцы работают забавным образом. Нервный сигнал о напряжении посылается к мышечной клетке, клетка сокращается, тратит энергию. Через какое-то время (порядка сотни миллисекунд) расслабляется. Потом опять сокращается. Потом расслабляется. Таким образом, напрягая мышцу, даже если при этом не происходит собственно подъема или передвижения каких-либо грузов, просто из-за постоянных сокращений расходуется энергия.

    * Человеческий корпус не монолитен. В большинстве положений, когда мы держим груз (даже если мы не пытаемся его поднять, а он просто висит на вытянутой руке) наши мышцы работают.

    Именно поэтому держать тяжести тяжело. Энергию мы тратим не на «сопротивление силе гравитации», а на постоянные сокращения и расслабления мышц. Когда что-либо лежит на столе (или в магнитном поле) таких проблем не возникает и энергия не тратится.

  60. Negead:

    вот это поворот.

  61. XnoCap:

    хорошо определил!

  62. Xgoead:

    То есть, если положить кирпич на стол и оставить так лежать, то стол не будет под ним потихоньку продавливаться, у него не будут расходиться ножки и т.п. Так?
    А висящие валенки на гвозде не будут этот гвоздь с каждым годом все больше сгибать к земле?

    Магнит, который держит железную гирю, и магнит, который ничего не держит, стареют с одинаковой скоростью?

  63. Amtite:

    хороший вопрос.

    Я думаю, с одинаковой. Вопрос ведь в потенциальной яме, а не в физическом воздействии.

  64. Xgoead:

    Но у магнита ведь там внутри напряжено всё! Вес гири как-то распределяется по объему магнита, или «вес» — это чисто механика, и в случае с магнетизмом такого понятия не существует? Но ведь что-то же компенсирует силу тяжести, действующую на гирю? Вот это «что-то» — оно не приводит к перестройке кристаллической решётки, к «размагничиванию» или там просто к увеличению хрупкости, ветшанию, рассыпанию или типа такого?

    Я и с механикой не очень понимаю, но там хоть можно гипертрофировать, взять урановые валенки, к примеру. А здесь — если гиря будет слишком тяжелой, то магнит не «надорвётся», он просто её не удержит. А вот если б он её «старался держать, во что бы то ни стало», то наверное как-то бы рассыпался, или размагнитился, перестал быть магнитом… А может, нагрелся бы? В любом случае, даром бы ему это не прошло. Но может, он именно потому и не держит ничего тяжелее, чем то, что обходится «даром»? Насколько это действительно даром? Что там у него внутри происходит, когда в его магнитное поле как-то вмешиваются?

    Я вот с детства помню, что если к магниту приложить скрепку, то она со временем тоже становится немножко магнитом. Означает ли это, что магнит ей отдал часть своих магнитных свойств, и теперь уже не такой магнит, как раньше? По идее, с гирей это должно проявляться ещё в большей степени.

  65. Amtite:

    эээ… Ну, вообще, мысль интересная, конечно.

    Магнетизм — это электромагнитное взаимодействие выстроенных в одном направлении спинов атомов магнита и атомов гири. Держать во что бы то ни стало сагнит гирю не будет, поэтому все приведённые тобой варианты разрушения магнита за счёт гири неосуществимы. Атомы гири и магниты взаимодействуют между собой, притягиваясь. Но это взаимодействие всегда слабее внутренних сил, удерживающих атомы в кристалле (хотя бы за счёт расстояния), поэтому гиря никогда не разрушит магнит — она просто оторвётся и упадёт.

    Часть магнитных свойств магнит никогда не передаст гире — это примерно как дисциплинированное воинское подразделение, своим примером повлиявшее на другое подразделение, не станет более расхлябанным. Намагниченность — это не вещество, а способ упорядочения атомов.

    Ну… хм. Тут я внезапно понял, что по умолчанию рассматриваю огромную глыбу магнитной горы, к которой подвешен 100-граммовый шарик или кирпичик. Но конечно может быть и наоборот — к длинной магнитной палке подвешена тяжёлая гиря. Причём магнетизм у палки очень сильный и гирю он удерживает. Тогда, если палка длинная и мы подвесим её за самые концы, то сила тяжести гири может стать больше напряжения на разлом в перпендикулярном направлении. И палка сломается под весом гири. Но у нас в условиях поста задано, что это не так. Груз уже висит и довольно долго.

    Я не могу себе представить ситуации, когда магнитная сила притяжения станет больше силы, необходимой для отрывания хотя бы атомного слоя от поверхности магнита, не говоря уж об отламывании куска. Решётка магнита, конечно, будет напряжена, но не настолько сильно, чтобы как-то отломиться.

    Магнит может ветшать за счёт ветра, пыли, воды… но в вакууме или в среде инертного газа, без ветра и внешних воздействий, думаю, с ним не будет происходить ничего. Так же, как с камнем на поверхности Плутона.

  66. Ocner:

    вопрос-то вроде не совсем в этом. » Атомы гири и магниты взаимодействуют между собой, притягиваясь» я так понимаю, спрашивается, является ли это атомарное взаимодействие работой, расходует ли оно энергию. и если не расходует, то почему. а если расходует, то как измерить ее ресурс

  67. Amtite:

    понятно.

    Нет, это воздействие не является работой, потому что ничего не перемещается. Энергия не расходуется.
    Ничего не перемещается потому, что в таком положении их энергия находится в локальном минимуме, причём в устойчивом относительно микровозмущений. Даже требуется приложить какую-то значительную внешнюю работу, чтобы что-то переместить в этой системе.

  68. Ocner:

    т.е. по сути железка попав в поле магнита становится с ним единым целым из-за особенностей взаимодействия атомов магнита и работа нужна только для того, что бы поднести железку к магниту и оторвать ее от него. забавно )

  69. Amtite:

    в общем да. Это примерно как «как сильно грузик весом 100 граммов будет действовать на разрушение наковальни, на которой он лежит?». Да никак.

Добавить комментарий