ŚFiNiA

Jola · Dołączył: 13 Gru 2009 Posty: 18 Przeczytał: 0 tematów

Witam. Na lekcji fizyki nauczyciel podaje definicję pracy W=F*s. Dlaczego twierdzi się, że siła dośrodkowa nie wykonuje pracy, ale jedynie zakrzywia ruch. Zakrzywia to w moim odczuciu przesuwa prostopadle do dotychczasowego kierunku ruchu. Jeżeli jest przesunięcie to jest i praca.
Inny przykład. Czy możemy obliczyć pracę wykonaną przez siłę grawitacji przy spadaniu ciała w polu grawitacyjnym ziemskim? Jeżeli ciało porusza się jednocześnie ruchem poziomym to chyba nie wpływa to na wykonywaną w pionie pracę? I dochodzimy do przypadku granicznego, gdy ciało zaczyna krążyć wokół Ziemi, czyli mamy ruch po okręgu. Co się dzieje z pracą wykonywaną w pionie? Czy przyjęta definicja pracy nie ma ukrytych założeń?

bol999

Jola
Racja. Grawitacja wykonuje pracę a znowu któryś z naukowców głupszy niż ustawa przewiduje.
Zróbmy doświadczenie ;
Podłóżmy krótszy koniec dźwigni pod kamień a na koniec długi układajmy kamienie aż przeważą i długa dźwignia dzięki przyciąganiu ziemskiemu (modnie-grawitacji) zacznie opadać w dół podnosząc kamień i wykonując pracę.
Proste jak Franek Sztacheta pod płotem- durne uczone.

wujzboj · Wysłany: Wto 0:06, 16 Mar 2010 Temat postu:

Jola · Dołączył: 13 Gru 2009 Posty: 18 Przeczytał: 0 tematów

Przepraszam, że długo nie pisałam, ale padł mi internet.

Michał Dyszyński · Wysłany: Sob 19:04, 27 Mar 2010 Temat postu:

To nie ma znaczenia. Praca jest równa zero, mimo że jakiś inny efekt działania siły jest.

wujzboj · Wysłany: Sob 19:14, 27 Mar 2010 Temat postu:

Jolu, nie ma przesunięcia w kierunku działania siły ruchu. Dokładnie to znaczy, że jest to siła dośrodkowa: siła działa w kierunku PROSTOPADŁYM do przemieszczenia.

Jola · Dołączył: 13 Gru 2009 Posty: 18 Przeczytał: 0 tematów

wujzboj

Przepraszam, przeoczyłem odpowiedź.

Nie, to nie jest uproszczenie żadnej informacji. To jest dość podstawowy fakt. Spróbuję to wyjaśnić.

Jola · Dołączył: 13 Gru 2009 Posty: 18 Przeczytał: 0 tematów

Trzeci cytat jest typową manipulacją.

wujzboj

Słuchaj, Jolu... Ja ani nie mam powodu, żeby jakimikolwiek wypowiedziami manipulować, ani nie mam tego w zwyczaju. Natomiast inwestuję nieco czasu w odpowiadania na twoje pytania, starając się, aby odpowiedzi były w miarę możliwości przejrzyste i wyczerpujące. Jeśli nie zrozumiałem przyczyny którejś z twoich wątpliwości, to przepraszam; jednakże gdy pytasz nie wiedząc dokładnie, skąd bierze się twój problem, to musisz liczyć się z tym, że adresat pytania też nie będzie wiedział i może przyczynę znaleźć nie tam, gdzie ona jest.

Michał Dyszyński

wujzboj

Obawiam się niestety, że w szkoła najczęściej nastawiona jest na to, żeby uczeń opanował materiał pamięciowo. Zrozumienie jest uzyskać trudno, bo w większości przypadków wymaga to indywidualnego podejścia do każdego ucznia - wobec tego idzie się na skróty i wszystkim wlewa do głów tę samą papkę, nie zważając na to, czy uczeń interesuje się tematem, czy nie.

Pytania z przykładu 1 byłyby dobre na lekcję fizyki. Można by zacząć od zaznaczenia, że praca ma być - zgodnie z intuicją - miarą wysiłku, czyli miarą zużytej energii. I wobec tego zauważyć, że miara ta nie powinna zależeć od układu odniesienia, bo przecież rachunek za powinniśmy zapłacić ten sam niezależnie od tego, czy firma mierzy nam zużycie energii licznikiem zamontowanym w naszym domu, czy w samolocie, w rakiecie, czy choćby nawet na Kasjopei. A potem można już zastanowić się nad tym, w jaki sposób liczyć energię, żeby jej zmiana nie zależała od układu odniesienia. Kiedy uczeń znajdzie na to odpowiedź, to będzie już sam z siebie wiedział, co jest nie tak z niektórymi sposobami liczenia pracy wykonanej przez silniki rakiety.

Jeśli chodzi o drugi przykład, to muszę zaprotestować

. Nie mówiłem o helikopterze wiszącym w powietrzu i "nie wykonującym pracy"; mówiłem coś dokładnie przeciwnego. Chyba nie przeczytałeś tego akapitu.

Przykład trzeci: nie wydaje mi się, żeby wyjaśnianie dzieciom zjawisk w ruchu po okręgu za pomocą przejść granicznych było właściwym podejściem. Okrąg jest gładki i to powinno wystarczyć

.

Michał Dyszyński

Michał Dyszyński

Dopisek MD
Zamieszczam tekst, który dostałem na priva (skontaktuję się z administratorami, aby sprawdzili, czemu ktoś nie może umieszczać postów).

Treść posta - e-maila
Bardzo zgadzam się z Pana spostrzeżeniami.
Wydaje mi się że to pytanie Joli jest może trochę źle sformułowane. Z definicju energii kinetycznej oraz z definicji pracy w fizyce Newtona oczywiście siła dośrodkowa nie wykonuje pracy i nie zmienia energii kinetycznej orbitującego ciała. Można nawet powiedzieć że definicje te powstały z obserwacji ruchu obrotowego. Definicje zbdowane na obserwacjach nie mogą być z nimi sprzeczne.

Natomiast można by zapytać czy zakrzywienie prostoliniowej trajektorii n.p. globu ziemskiego do formy okręgu lub elipsy nie wymagało wydatkowania energii? Jeżeli tak to skąd się ona bierze? Założenie, że taka zmiana trajektorii nie wymaga wydatkowania energii czy to z wewnątrz układu czy też z zewnątrz wydaje się absurdalna.

Nie jestem też pewien czy ten przypadek nie jest tym miejscem w fizyce gdzie nie da się rozważać jedynie eksperymentu myślowego a konieczne jest rozważanie rzeczywistych sytuacji t.j. NIE MA IZOLOWANYCH UKŁADÓW.

W wypadku sznurka i kamienia ten wydatek energii jest oczywisty i pochodzi od mięśni i energii chemicznej mięśni. Trzeba więc dostarczać energii (pożywienia)z zewnątrz żeby ten ruch utrzymywać.

W przypadku ruchu planet i gwiazd pojawia sie chyba to podstawowe pytanie o "siłę" grawitacji i bilans energetyczny układu planetarnego n.p. O ile wiem nawet Newton podkreślał że jego sformułowania są jedynie matematycznym opisem a nie wyjaśnieniem natury siły grawitacji. Nawet pojęcie siły jest jedynie koncepcją do opisu ruchów.

Jeżeli chodzi o błędy edykacji nauczania fizyki to muszę przyznać że za największy uważam brak rozróżnienia pomiędzy definicjami i eksperymentami myślowymi a rzeczywistością. Powstały w ten sposób groch z kapustą rozwikłuję dopiero po kilkudziesięciu latach od opuszczenia szkół.

Nie udało mi się z nieznanych powodów (pomimo zalogowania) zamieścić postu na forum

Michał Dyszyński

pawel · Dołączył: 30 Sty 2012 Posty: 1 Przeczytał: 0 tematów

Chodziło mi o to, że wyjaśnienie nie wykonywania pracy przez siłę dośrodkową tym, że działa ona pod katem 90 stopni do przesunięcia nie jest wyjaśnieniem a jedynie powtórzeniem definicji pracy (siła x przesunięcie). Wtedy w uczniu wszystko się burzy. To działa znakomicie w innych przypadkach siły i ruchu. W przypadku ruchu po okręgu dodatkowo uznaje się jako oczywiste że w w chwilowym położeniu (czasie nieskończenie małym) ciała orbitującego nie ma przesunięcia w kierunku środka obrotu. Nie jest to dla mnie wcale oczywiste ponieważ jednocześnie zakłada się że jest przesunięcie (również w czasie nieskończenie małym) w kierunku obrotu (po okręgu). Niewykonywanie pracy przez siłę dośrodkową wydaje się potwierdzone obserwacją – wirujący przedmiot, na ile potrafimy wyeliminować tarcie i inne zewnętrzne efekty, wydaje się że nie potrzebuje energii (pracy) dla podtrzymania ruchu. Kłóci się to z newtonowskim zresztą rozumowaniem: jest efekt (zmiana trajektorii) więc musiał być być wydatek energii na pokonanie inercji poruszającej się masy.

Nie jestem pewien czy nie trzeba rozróżnić dwóch sytuacji:
1. dwa ciała obracające się wokół wspólnego środka i „związane” siłą grawitacji
2. zupełnie wyimaginowany model masy poruszającej się po okręgu przy pmocy teoretycznej siły skierowanej do idealnie nieruchomego środka obrotu

Nie jestem też pewien czy to intuicyjbe rozróżnienie ma coś wspólnego z zasadą równoznaczności Galileusza/Einstaina. Grawitacja według tej zasady nie jest siłą a skoro nie ma siły to nie może też byc pracy w przypadku pierwszym. W przypadku drugim natomiast praca istnieje ponieważ jest przesunięcie i jest siła (zakładając że niezbyt oczywiste jest to 90 stopni do przesunięcia).

Czy rozważania na temat pracy siły dośrodkowej nie było by jedną z dróg do wnioskowania o jednoznaczności pola grawitacyjnego i przyspieszonego układu odniesienia?

Poza tym mam problemy z zastosowaniem tej zasady 90 stopni w innych sytuacjach. Np. kula uderza inną kulę podróżującą po linii prostej pod katem prostym do tej linii. Następuje przkazanie energii kinetycznej (uderzona kula zyskuje), zmiana trajektorii. Czy była wykonana praca?
Czy może być wykonana praca w czasie zderzenia równym 0 (kule idealnie sztywne)? Czy może być przekazanie energii w czasie zero? Kule idealnie sztywne nie istnieją więc była praca w sensie definicji Newtona bo była siła i było przesunięcie (idealnie sprężyste odkształcenie kuli). Czy można zakładać istnienie ciał idealnie sprężystych a nie można zakładać istnienia ciał idealnie sztywnych? Czy zasady Newtona są słuszne dla „idealnych ciał”? Czy zawsze? Czy działanie siły dośrodkowej w czasie zero w danym chwilowym kierunku przesunięcia jest przyczyną niewykonania pracy? I tak dalej. Generalnie - nie nic rozumiem.

Michał Dyszyński

Michał Dyszyński