Простая задача по физике

Эта задача ставит жирный крест на законе сохранения энергии
Автор
Сообщение
Петр Иванович
#34192 2019-10-21 16:42 GMT

Статью также можно прочесть здесь: https://zen.yandex.ru/media/dpi/likbez-po-fizike-3-zadacha-na-podem-gruza-5da728e005fd9800ae041ebe

Ликбез по физике (3). Задача на подъём груза

Эта статья была написана мной по многочисленным пожеланиям учащихся и трудящихся на сложных научных полях. И плантациях. Эту статью, как и предыдущую, ликбез по физике №2, я тоже адресую в первую очередь школьникам и студентам. Было бы неплохо, если бы такие задачи решали с вами учителя в школах и преподаватели в вузах. Но нет. К сожалению, такого не происходит. А задачка, хотя и довольно простая, но очень показательная. Она действительно показывает, что нынешний закон сохранения энергии, как и само определение энергии, придуманное в XVII веке Готтфридом Лейбницем как массы, умноженной на квадрат скорости – величайшее заблуждение физики, от которого необходимо побыстрее избавиться.

Но вот пустоголовые дяди и тёти, окопавшиеся в отделении физических наук РАН, а также в Министерствах просвещения, а также науки и высшего образования, в силу ограниченности своего умишка, не хотят признавать этот очевидный факт. Причины этого я описал в статье «Ликбез по физике №2. Энергетический парадокс.»

Петр Иванович Дубровский, добросовестный инженер – исследователь, честный и непредвзятый частный научный детектив.

Итак, после публикации очень простой задачи с очень простыми вопросами, на меня обрушился шкальный огонь из всех видов оружия (оскорбления, ругань, упрёки) со стороны недотёп, свято и слепо верующих в закон сохранения энергии, навязанный человечеству Готтфридом Лейбницем во второй половине XVII века. Люди поумнее, но тоже верующие в догмат закона сохранения энергии и саму энергию в их нынешнем виде, начали искать ошибки в моих рассуждениях и в конце концов многие выдвинули предположение, что проблема закона сохранения энергии, которую я продемонстрировал в простой задаче, связана лишь с тем, что я не учёл затраты энергии на достижение поднимаемым телом начальной скорости. И таких претензий мне было высказано более чем двумя десятками читателей в Дзене, на КОНТе, вконтакте и пр.

В принципе, подобную задачу каждый желающий, успешно усвоивший курс школьной физики, а не вылавливающий во время уроков по физике хабарики (окурки) из писсуаров с целью подсушить их на батарее и затем докурить, чтобы почувствовать себя офигенно взрослым, мог бы и сам. Курение в детском возрасте, как известно, отрицательно влияет на неокрепший детский мозг и дальнейшее умственное развитие человека. Ничего сложного или выходящего за рамки школьной физики в этой задаче нет. Её способен решить даже восьмиклассник (или сейчас это девятиклассник?). Правда, мне сказали, что количество уроков по физике в старших классах средней школы сократили до двух или четырёх в неделю. Это правда? Вы там что, в Министерстве просвещения, совсем сдурели? Если министр просвещения Васильева и её заместители и помощники сами не знают основ физики, то из этого следует, что и школьникам физику знать ни к чему? То, что предыдущие Министры образования и науки, доктора физико-математических наук, не знали и не понимали элементарной школьной физики, это понятно. На то они и доктора. Но сейчас же их «ушли», наконец?

Если сокращение занятий по физике – это правда, то, уважаемая остолоп-министр просвещения, позвольте Вам напомнить, что физика – это ОСНОВНАЯ, ВАЖНЕЙШАЯ из всех наук, которые изучают школьники. Физика, по определению, это наука о природе, изучающая свойства, законы движения и законы взаимодействия окружающих нас объектов материального мира. А Вы уменьшением количества часов на её изучение хотите добиться того, чтобы выпускники знали о природе, об окружающем их мире только самые крохи?

Хочу добавить, цитируя академиков АН СССР, что Физика в своей основе – это экспериментальная наука. И что все физические законы базируются на фактах, установленных опытным путём. А в рамках школьной программе по физике до сих пор изучают псевдонаучный бред «Специальной теории относительности» имени Альберта Эйнштейна, «доказавшего», что 1+1=1. И такие же псевдонаучные фантазии на основе «теорем Карно», выведенных по результатам воображаемой работы воображаемого, никогда не воплощенного «в железе» идеально, дважды вечного, двигателя системы Карно. Может, всех Вас там, из Министерства просвещения, пора гнать поганой метлой по причине полной профессиональной непригодности.

Почему я заговорил о профнепригодности? Да посмотрите и почитайте, что мне пишут в комментариях. Такое ощущение, что кругом меня сидят остолоп на остолопе, да еще и остолопом погоняет. С советами и нравоучениями ко мне лезут остолопы, которые не смогли усвоить даже элементарные школьные определения. А вот самостоятельно решить правильно простую задачу по физике эти остолопы просто не в состоянии. Этакое состояние полного нестояния, полной мозговой импотенции. И вы полагаете, что в этом нет вины Министерств просвещения, а также науки и высшего образования?

Ладно, давайте перейдём к решению простой задачи.

Итак, дано: тело массой 1 кг необходимо поднять на высоту 20 метров.

Требуется – определить полный расход энергии при подъёме этого тела при различных скоростях подъёма, учитывая расход энергии на разгон.

Для упрощения принимаем:

1. Для подъёма используются ракетные двигатели для макетов ракет с тягой 1 кГс.

2. Включение и выключение ракетных двигателей мы можем производить в любой удобный момент времени с точностью до 0,001 секунды.

3. Массу ракетных двигателей и оставшегося топлива не учитываем. Просто для того, чтобы не усложнять задачу и не выходить на дифференцирование и интегрирование. То есть просто для того, чтобы задача была понятна всем.

4. Сопротивление воздуха не учитываем.

5. Расход энергии определяем по затратам топлива.

6. Считаем, что КПД ракетных двигателей одинаковое, то есть при одних и тех же затратах топлива в единицу времени ракетные двигатели создают одинаковый по величине импульс силы. Ведь именно импульсом силы тело поднимается вверх. Добавлю, что именно так считают КПД своих настоящих двигателей и настоящие ракетостроители, правда, из лишней скромности, или, чтобы «не будить лиха», они называют этот КПД «удельным импульсом»

Начнём с самого простого – с расчётной схемы. «Кабы схемку иль чертёж»

Маруся

Не печалься и не хнычь!

Стоит только кинуть клич!

Ну-ко, встаньте предо мною,

Тит Кузьмич и Фрол Фомич!

Тит Кузьмич и Фрол Фомич:

Извиняемся, хозяйка,

Энто дело не про нас!

Кабы схемку аль чертеж -

Мы б затеяли вертеж.

Ну, а так — ищи, сколь хочешь,

Черта лысого найдешь!  (Я так понимаю, это они про энергию имени Лейбница, которую сейчас изучают в школах)

Где искать и как добыть

То-Чаво-Не может быть?

Ведь его ж на свете нету,

Сколько землю не копыть!..  (Ну не существует «энергии», равной mgh и mV^2/2 – это всё фантазии людей, в частности, учёного XVII века Готтфрида Лейбница)

Ну а со схемкой, точнее, расчётной схемой подъёма тела на высоту 20 метров – это для меня как два пальца об асфальт:

Расчётная схема подъёма тела на высоту с учетом разгона и торможения.

Расчётная схема подъёма тела на высоту с учетом разгона и торможения.

Итак, примем, что подъём тела на высоту осуществляется в три этапа – разгон до какой-то определенной скорости (отрезок подъёма 0-1), равномерное движение с постоянной, достигнутой скоростью (отрезок подъёма 1-2) и торможение (отрезок подъёма 2-3). Если кто хотя бы раз в своей жизни пользовался лифтами, то должен знать, что именно так и происходит подъём Ваших тщедушных тел на верхние этажи многоэтажек. Разве что вместо реактивных ракетных двигателей применяются электрические.

Для упрощения решения (точнее, для упрощения понимания) примем, что разгон производится двумя двигателями, а дальнейшее движение, после достижения заданной скорости подъёма, движение с постоянной скоростью – одним. Который при достижении некоторой высоты выключается и дальнейший подъём – до заданной отметки осуществляется за счёт набранного количества движения.

Тогда сила, действующая на участке разгона будет равна F_01 = 2G, где G – сила тяжести, действующая на поднимаемое тело. Соответственно, на участке равномерного движения F_12 = G и на участке торможения F_23 = 0.

Эпюры подъёмной (движущей) силы, силы тяжести, а также равнодействующей силы приведены на расчётной схеме.

Задаваясь временем разгона t_01, заполним таблицу результатами вычислений.

Достигнутая скорость в каждом варианте V_12 = (F_01 – G) * t_01 / m = G * t / m

Протяженность участка разгона H_01 = g * t^2 / 2

Протяженность участка торможения H_23 = V_12 * t — g * t^2 / 2 = g * t^2 / 2 = H_01 (Надеюсь, понятно, почему? Остолопов, которые будут задавать мне такой вопрос, буду молча отправлять включать свой мозг и читать учебники физики Пёрышкина за 8 класс средней школы)

Тогда Н_12 = 20 метров – 2 * H_01

t_12 = H_12 / V_12

Общее время работы двигателей, а, значит, и общие затраты энергии на подъём равны:

E = 2 * t_01 (работали два двигателя одновременно) + t_12 (работал один двигатель)

Всё, разбор этой несложной задачи закончил.

Результаты расчётов сведены в таблицу ниже. Выводы о затратах энергии и о столь любимом Вами догмате «Законе сохранения энергии имени Лейбница» делайте сами.

 

 

Добавлю, что решение этой задачи уже было опубликовано несколько лет тому назад в статье «Нынешний закон сохранения энергии – величайшая ошибка физики», а сама статья была направлена и в РАН и в Министерство образования и науки (тогда было оно). Но вот ответа до сих пор нет ни от кого. Возможно, имеет смысл снова написать в Администрацию президента, так как не отвечать на вопросы и запросы граждан – это правонарушение.

Anderis
#34194 2019-10-21 16:52 GMT
#34192 Петр Иванович :

Петр Иванович Дубровский, добросовестный инженер – исследователь, честный и непредвзятый частный научный детектив.

Добавлю, что решение этой задачи уже было опубликовано несколько лет тому назад в статье «Нынешний закон сохранения энергии – величайшая ошибка физики», а сама статья была направлена и в РАН и в Министерство образования и науки (тогда было оно). Но вот ответа до сих пор нет ни от кого. Возможно, имеет смысл снова написать в Администрацию президента, так как не отвечать на вопросы и запросы граждан – это правонарушение.

Как много в России талантливых самородков, доморощенных гениев и вундеркиндов, но к сожалению, они всегда что-то упускают или трактуют увиденное косо...  

Им бы еще подучиться немножечко — тогда бы возможно был бы толк.

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С 

 

Петр Иванович
#34195 2019-10-21 16:59 GMT
#34194 Anderis :

Как много в России талантливых самородков, доморощенных гениев и вундеркиндов, но к сожалению, они всегда что-то упускают или трактуют увиденное косо...  

Им бы еще подучиться немножечко — тогда бы возможно был бы толк.

Вот и я так же думаю. Прежде чем остолопу писать глупый комментарий ни о чём, ему бы стоило слегка подучиться. Тогда, возможно, он сможет увидеть, что в статье ничего не упущено и всё истолковано верно. А у самого остолопа-комментатора либо кривые мозги, либо кривые глазки.

Anderis
#34198 2019-10-22 07:26 GMT
#34195 Петр Иванович :
#34194 Anderis :

Как много в России талантливых самородков, доморощенных гениев и вундеркиндов, но к сожалению, они всегда что-то упускают или трактуют увиденное косо...  

Им бы еще подучиться немножечко — тогда бы возможно был бы толк.

Вот и я так же думаю. Прежде чем остолопу писать глупый комментарий ни о чём, ему бы стоило слегка подучиться. Тогда, возможно, он сможет увидеть, что в статье ничего не упущено и всё истолковано верно. А у самого остолопа-комментатора либо кривые мозги, либо кривые глазки.

Закон сохранения энергии — фундамент всего мироздания. 

Делая выводы из опытов, выполненные «на коленке» не учитывающие ряд факторов и заявляя, что нет фундамента у Природы, равносильно завялению, что нет пирамид в Египте, т.к. пирамиды, слепленные в песочнице — разваливаются.

 

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С 

 

Петр Иванович
#34201 2019-10-22 09:42 GMT
#34198 Anderis :

Закон сохранения энергии — фундамент всего мироздания. 

Делая выводы из опытов, выполненные «на коленке» не учитывающие ряд факторов и заявляя, что нет фундамента у Природы, равносильно завялению, что нет пирамид в Египте, т.к. пирамиды, слепленные в песочнице — разваливаются.

У природы есть фундамент. Это, в частности, три закона Ньютона.

А столь обожаемый Вами закон сохранения энергии, придуманный, высосанный из пальца Лейбницем в XVII веке — это фундамент глупости учёных, по недоразумению называющих (и считающих) себя физиками. 

Anderis
#34205 2019-10-22 11:45 GMT
#34201 Петр Иванович :
#34198 Anderis :

Закон сохранения энергии — фундамент всего мироздания. 

Делая выводы из опытов, выполненные «на коленке» не учитывающие ряд факторов и заявляя, что нет фундамента у Природы, равносильно завялению, что нет пирамид в Египте, т.к. пирамиды, слепленные в песочнице — разваливаются.

У природы есть фундамент. Это, в частности, три закона Ньютона.

А столь обожаемый Вами закон сохранения энергии, придуманный, высосанный из пальца Лейбницем в XVII веке — это фундамент глупости учёных, по недоразумению называющих (и считающих) себя физиками. 

Давайте обойдемся без авторитетов, а применим разум, если он есть. 

За 14 миллиардов(!!!) лет, что существует вселенная, если бы в Природе не существовал закон сохранения энергии, то вселенная или бы сгорела от избытка энергии, или погасла от нехватки... 

Но вселенная светит так же, как и 14 миллиардов лет назад, а разуму это говорит, что есть баланс между потребляемой и расходуемой энергиями...

Если у вас другие соображения буду рад их прочитать.

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С