Hlavní přehled   |   Info a nápověda Přihlásit   |   Registrovat
 
 
Magnet = pružina?     (str. 2 z 4)
Sekce: Magnetizmus, magnety, indukování
   |   Rolovat dolů
Ve vlákně magnetické motory se rozvinula zajímavá diskuze o tom, zda se magnet svými vlastnostmi dá přirovnat k pružině. Nechci dál plevelit Magnetické motory, protože toto téma je nohem obecnější.  Str.: 1, 2, 3, 4  

Psát příspěvky můžete po přihlášení

Ilem   
17.08.2016 22:29
Bydliště: Hradec Králové
277 46 338 
  Jarin's napsal(a):    Budu rád, když mi ten přesun kuličky vyjádříš nějakým vztahem, který potvrdí, že po tvé vykonané mechanické práci na kuličce, v ní zůstane uložená energie.

Žádný takový jednoduchý vztah neexistuje. A to z jednoho prostého důvodu Pole magnetu se nadá považovat za lineární. Energie by se musela počítat přes určitý integrál přes intenzitu pole. To se nedá popsat žádným matematickým vztahem. To však neznamená, že to neexistuje.
Popíšu to ještě jinak. Pole magnetu je velmi podobné gravitačnímu poli. Jen je mnohem menší a v tom je ta potíž. Potenciální energie v gravitačním poli se v malých výškách zjednodušuje na zliearizovaný vztah E = F x h, kde F = m x g. Kdyby však počítali s tímto vztahem konstruktéři raket, létaly by jim rakety na mnohem vyšší oběžnou dráhu, než mají. Z pohledu vesmíru je gravitační pole stejně nelineární, jako to magnetické. Proto vztah mgh platí jen v "malých" výškách.
Už chápeš, proč takový vztah nemůžu napsat?
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Ilem   
17.08.2016 22:31
Bydliště: Hradec Králové
277 46 338 
  martin11 napsal(a):    ...no neumím si představit pružinu/ny/ v mém motoru, zvláště pak když využívám jen a jen přítahu magnetů a odpuz úplně ignoruji

Přítah = natažená pružina
Odpuz = stlačená pružina
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Ilem   
17.08.2016 22:33
Bydliště: Hradec Králové
277 46 338 
  Jarin's napsal(a):    Takže energie od tebe je v okamžiku zastavení = 0.

Energie kinetická ano, potenciální nikoli.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Jarin's   
17.08.2016 22:34
Bydliště: Zádveřice-Raková
926 135 877 
  Ilem napsal(a):    Zkus si popsat, co de děje s energiemi, silami a rychlostí u kamenu vyhozeného kolmo vzhůru.

Zkus si to otočit -> Kámen házíš kolmo dolů k zemi, např z pásu asteroidů nebo úplně z jiné sluneční soustavy nebo galaxie. Prostě se k té kinetické ta polohová přičte vždy a v tomto případě jsi ten kámen nenesl napřed nahoru, takže podíl tvé práce na polohové energii je 0. Udělil jsi kameni jen tu kinetickou.

S tím kmitáním je to tak, že potenciální energie se mění na kinetickou a ta zase na potenciální a tak pořád ,až se všechna přemění na teplo při brždění válečku třením o podložku. Nevidím v tom nic divného, ale nijak to nesouvisí s tím odkud pochází ta prvotní polohová energie. Jinak množství energie, které se přemění na teplo je úplně stejné, jako kdyby byl uprostřed výstupek o který se váleček zastaví hned při prvním kyvu. A ano máš pravdu, že optický projev toho druhu pohybu je podobný chování pružiny. Energeticky na počátku nikoliv.

O tento popis se nepřeme. Spor je v tom, že ty tvrdíš, že počáteční polohovou energii válečku dala tvá ruka pohybem(pružina) a já tvrdím, že polohovou energii těleso získá vlivem silového pole(což je mimochodem i oficiální tvrzení vědy) jenže už nikdo není schopen říct odkud.

a taky to můžeš otočit:
stojí váleček bez jakéhokoliv pole (tady se snad shodneme, že nemá žádnou kinetickou ani potenciální energii vůči podložce a proto stojí) a přisouváš k němu magnet.
energie, kterou použiješ na posunutí magnetu je jen ta na překonání tření, takže předpokládám, že se opět shodneme, že v magnetu jako v tělese tato energie nezůstává. a ani se nekumuluje. A najednou v jednom bodu, kde síla pole > síla potřebná k překonání tření válečku s podložkou, získá váleček polohovou energii a už jede.
Předpokládám, že tady nebudeš tvrdit, že energie potřebná k překonání tření podložka magnet se nějakým neznámým způsobem přenesla z tělesa magnetu do tělesa válečku . Váleček prostě tu polohovou energii získal z pole. Nikdo a nic se ho nedotklo, takže žádná mechanická práce (na stlačení pružiny) se nekonala.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Ilem   
17.08.2016 22:40
Bydliště: Hradec Králové
277 46 338 
  E_man napsal(a):    Myslím, že u toho kosmického praku je zrychlení družice na úkor kinetické energie planety, která se nepatrrrrně zpomalí.

  Jarin's napsal(a):    Taky si myslím, že síly a energie, které tento kosmický pohyb způsobují, ho následně dorovnají do původní rychlosti.

Je to tak, jak píše E_man.
K žádnému dovrovnání nedojde. Pouze tím že jiné těleso časem přiletí z druhé strany a dorovná to. Statisticky létají tělesa ze všech stran v průměru stejně, tak k podstatnému vychýlení nedojde. Kdyby však přilétlo těleso srovnatelné hmotnosti, dokázalo by dráhu uhnout dost značně.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Jarin's   
17.08.2016 22:47
Bydliště: Zádveřice-Raková
926 135 877 
  Jarin's napsal(a):    Budu rád, když mi ten přesun kuličky vyjádříš nějakým vztahem, který potvrdí, že po tvé vykonané mechanické práci na kuličce, v ní zůstane uložená energie.

  Ilem napsal(a):    Žádný takový jednoduchý vztah neexistuje.

Jedná se mi o vztah, který tento děj tedy pohyb tělesa popisuje obecně
Mám za to, že má fyzika pro posouvání tělesa po stole stejný vztah pokud na něj nepůsobí magnet a působí magnet. Práce na uvedení do pohybu - práce na uvedení do klidu = 0, ale můžeš mi to vyvrátit.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Jarin's   
17.08.2016 22:59
Bydliště: Zádveřice-Raková
926 135 877 
Ještě mě teď napadla další úvaha.
Pokud tedy přesunutím kuličky v magnetickém poli natáhneš pružinu neboli
polohovou energii transformuješ z mechanické práce? Co se s touto energií stane
když ji nepustím k magnetu a ten zahřeju na 150°C????
Tedy v okamžiku, kdy to magnetické pole skokově zmizí???
předpoklad je Neodym do 80°C. V jaký druh energie se přemění?? a jakou prací???
Prstem ji pořád držíš na původním místě, ale podle tebe je pružina natažená,
takže by se po uvolnění prstu něco s kuličkou mělo dít. Po uvolnění by se ta polohová energie měla měnit na kinetickou(polohová to na jinou neumí).
Nebo ta polohová prostě se zánikem pole zanikne také(protože mechanizmus vzniku této polohové energie v silovém poli prostě věda neumí vysvětlit?)
Já tvrdím, že stejně tak, jako vznikla působením pole, tak zase se zánikem pole zanikla také. Ale podle tebe je pružina mechanicky v tomto bodě stále natažená.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Jarin's   
17.08.2016 23:17
Bydliště: Zádveřice-Raková
926 135 877 
Jinak, to tvrzení s tou potenciální energií není ode mě, ale z ofiic vědy.
Wikipedie sice není úplně ten správný příklad, ale v tomto to souhlasí.

https://cs.wikipedia.org/wiki/Potenci%C3%A1ln%C3%AD_energie

Je to hned první věta a nikde se tam nepíše
1. odkud ta energie je
2. jak se tam to těleso dostalo(přičemž je zde i možnost, že se pole dostane k tělesu, které stojí)

Jinými slovy nebyla získána mechanickou prací(natažením pružiny)
Prostě si s tím jen ta offic. fyzika neví rady, tak to raději dále nerozvádí.

V učebnici fyziky 8 tř. je to popsáno takto citace:
1) Energie polohová - potenciální

Energie spojená se silovým polem - magnetickým, elektrickým, nejčastěji však vztahujeme k Zemi - tedy gravitačním.


Opět nikde ani zmínka o přeměně mechanické práce na polohovou energii.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Ilem   
17.08.2016 23:45
Bydliště: Hradec Králové
277 46 338 
  Jarin's napsal(a):    Tedy v okamžiku, kdy to magnetické pole skokově zmizí??? předpoklad je Neodym do 80°C. V jaký druh energie se přemění?? a jakou prací??? Prstem ji pořád držíš na původním místě, ale podle tebe je pružina natažená, takže by

Záhřátí magnetu = přestřižení pružiny.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Ilem   
17.08.2016 23:47
Bydliště: Hradec Králové
277 46 338 
  Jarin's napsal(a):    Opět nikde ani zmínka o přeměně mechanické práce na polohovou energii.

Špatně hledáš.
Zadej si do Google " přeměna kinetické energie na potenciální a naopak" dostaneš 5990 výsledků. Nemusím je zde snad opisovat.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

E_man   
18.08.2016 03:57
Bydliště: Kde lišky dávají dobrou noc
1118 56 952 
  Jarin's napsal(a):    ....stojí váleček bez jakéhokoliv pole (....) a přisouváš k němu magnet. energie, kterou použiješ na posunutí magnetu je jen ta na překonání tření, takže předpokládám, že se opět shodneme, že v magnetu jako v tělese tato energie

Ale ano, Zůstává. Napřed musel někdo vynaložit práci a namagnetovat ten magnet! Supravodič v doménách magnetu udržuje proud beze ztráty po nekonečnou dobu. Zahřátím na Curieovou teplotu se ta energie změní v teplo a teplota povyskočí při ztrátě magnetizace.
Ten superproud na úrovni atomů to jsou ty ampérzávity - tedy intenzita magnetického pole, která je pro permanentní magnet konstantní (nikoliv magneticky tok!).
Magnetický tok je svázán s intenzitou pomoci permeability (materiálová konstanta). Právě přes magnetické pole se ten permanentní magnet podělí o svou energii s tou kuličkou (částečně) a současně předává energii do kinetické energie pohybu kuličky.
Ale tady podle mého názoru podobnost s pružinou končí.
V konečné klidové poloze se permanentní magnet podělil o svoji energii s kuličkou. V průběhu toho "podělování se permanentního magnetu o jeho energii s tou kuličkou" došlo ke změně magnetického toku, která může v blízkém vodiči podle Faradaye(dΦ/dt) indukovat proud, který vykoná jakousi extra práci.
A s tím si zatím nevím rady (ale pracuji na tom).
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Ilem   
18.08.2016 08:14
Bydliště: Hradec Králové
277 46 338 
  Jarin's napsal(a):    Spor je v tom, že ty tvrdíš, že počáteční polohovou energii válečku dala tvá ruka pohybem(pružina) a já tvrdím, že polohovou energii těleso získá vlivem silového pole(což je mimochodem i oficiální tvrzení vědy) jenže už nikdo nen

Můžeš mi najít, kde jsem tvrdil, že pohybem získalo těleso ( váleček) polohovou energii?
Od začátku tvrdím, že těleso umístěním do pole získalo potenciální energii pole ( magnetického/pružiny)

Bylo by to možné jen v tom případě, že bys váleček například odcvrknul z rovnovážné polohy. Dodaná kinetická energie by se během brždění změnila na potenciální.
Ale pokud váleček do pole položím, dodám mu rovnou počáteční polohovou energii.
A není pravda, že se veškerá kinetická energie musí přeměnit na teplo.

Představ si obrácené uspořádání. Magnet nahoře a pod něj umístím váleček (kuličku) do polohy, ve které bude v rovnováze přitažlivá síla magnetu a gravitační síla. Těleso zůstane v klidové poloze, žádná kinetická energie se nepřemění na teplo a přesto bude mít hned dvě potenciální energie. Jednu gravitační a druhou magnetickou. Pokud jen nepatrně narušíš tuto rovnováhu, jedna z energií se projeví naplno.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Ilem   
18.08.2016 08:25
Bydliště: Hradec Králové
277 46 338 
  Jarin's napsal(a):    2. jak se tam to těleso dostalo(přičemž je zde i možnost, že se pole dostane k tělesu, které stojí)

V této tvé větě je zřejmě jádro nepochopení.

Aby se těleso dostalo do silového pole, nebo silové pole k tělesu, musela být někde vykonána nějaká práce (práce je míra přeměny energie). Samo se to nikdy neudělá.

Toto si červeně vytiskni a nalep si to na monitor, aby se ti to vrylo do paměti.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Ilem   
18.08.2016 08:34
Bydliště: Hradec Králové
277 46 338 
  E_man napsal(a):    V konečné klidové poloze se permanentní magnet podělil o svoji energii s kuličkou.

Naprosto správně.
Já jen dodám, že když kuličku z magnetu odtrhneme, získá magnet svou energii celou zpět. A to z naší ruky.
Abych byl přesný, energie bude snížena právě o tu popisovanou extra práci.

Jen tak si vysvětluji, že když jsem doma našel školní pokusný podkovovitý magnet po dědečkovi, už téměř vůbec nemagnetoval.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Adam   
18.08.2016 08:40
Bydliště: Praha
2911 351 2758 
  Jarin's napsal(a):    Budu rád, když mi ten přesun kuličky vyjádříš nějakým vztahem, který potvrdí, že po tvé vykonané mechanické práci na kuličce, v ní zůstane uložená energie.

  Ilem napsal(a):    ... Energie by se musela počítat přes určitý integrál přes intenzitu pole. ... Z pohledu vesmíru je gravitační pole stejně nelineární, jako to magnetické. Proto vztah mgh platí jen v "malých" výškách.

A tak by se ta energie E=mgh počítala s proměnlivě vnímaným g, opět přes integrál.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Ilem   
18.08.2016 08:47
Bydliště: Hradec Králové
277 46 338 
Ještě to trochu zesložitím

Přesně řečeno, o energii pole se dá hovořit pouze tehdy, pokud se v poli nachází těleso, na které působí síla onoho pole.
Není těleso - není síla - není energie. Energie je v magnetu, zeměkouli, pružině,... skryta v jakési latentní podobě.

A tady konečně narážím na rozdíl mezi pružinou a jinými silovými poli. Silové pole pružiny a energie z něho vycházející je dána pouze vlastnostmi pružiny.
U ostatních silových polí je energie dána vlastnostmi zdroje silového pole, ale zároveň i vlastnostmi tělesa, které se v tomto poli nachází.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Adam   
18.08.2016 08:55
Bydliště: Praha
2911 351 2758 
  Jarin's napsal(a):    ... Mám za to, že má fyzika pro posouvání tělesa po stole stejný vztah pokud na něj nepůsobí magnet a působí magnet. Práce na uvedení do pohybu - práce na uvedení do klidu = 0, ...

Pro posouvání tělesa po stole bez magnetu platí středoškolské vztahy, avšak s magnetem se k tomu musí připočítat interakce mezi magnetem a druhým předmětem a na to skutečně žádný jednoduchý vztah není. Musí se na to vzít ten určitý integrál, zároveň uvést od jakého bodu do jakého se bude pohyb počítat a integrál musí být provázán s dalším vztahem (s funkcí - s křivkou), který definuje, jak intenzivní je pole v jednotlivých místech, přes které bude pohyb probíhat.

Ve finále dojde energetické rovnováze, kterou tam očekáváš, jen se k ní musí dospět přes docela pracné počítání.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Ilem   
18.08.2016 09:27
Bydliště: Hradec Králové
277 46 338 
Zkusím sem ten vztah vložit:
E=m .∫_s1^s2▒F

Takhle to vypadá blbě, tak ještě printscreenem.
 


Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Adam   
18.08.2016 09:57
Bydliště: Praha
2911 351 2758 
Jenom pro upřesnění,
ve veličině F se skrývá nějaký náležitý vztah, který říká, jak veliká je tato síla vzhledem k tomu, kde (na cestě od s1 do s2) se těleso zrovna nachází. Jinými slovy jde o funkci zapsanou jako F(s).

Tuto funkci je potřeba nějak zjistit či odvodit podle dané situace.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Jarin's   
18.08.2016 10:41
Bydliště: Zádveřice-Raková
926 135 877 
Toto video ukazuje o čem mluvím.
Pokusím se popsat, co na něm vidím.
Na počátku někdo umísťuje dvě tělesa, které jsou tak daleko, že spolu nemají viditelnou interakci na podložku.
Předpokládám, že zde nikdo natažení pružiny nevidí.
Následně dochází k posouvání těles do vlivu silového pole.
Zde také předpokládám, že všichni vidí, že energie potřebná k posunu těles po podložce se kompletně vyzáří na teplo prací na překonání odporu podložky. Opět zde zádné natažení pružiny nevidím.
Následně, když tělesa získají polohovou energii dojde viditelně po zastavení těles k uvolnění značného množství energie, která se celá kompletně vyzáří v podobě tepla(všechny deformace i pohyby materiálu až do zastavení). A to je ono.

Ještě úvaha: proč se ve všech sbírkách úloh z fyziky v souvislosti s polohovou energií vždy objevuje pouze příklad pohybu vzhůru a potom dolů?
Nikdy a nikde se nenajde podobný příklad:
Těleso o váze 1 tuny se pohybuje rovnoměrným pohybem rychlostí 10km/s k planetě o váze 100x106 tun. Jaká tepelná energie se uvolní po dopadu tělesa na povrch planety? Planeta nemá atmosféru.
Bude to pouze kinetická energie tělesa? nebo to bude Kinetická energie tělesa + potenciální energie, kterou získá po přiblížení do gravitačního pole planety?
Někdo z inteligentnějších žáků by následně mohl vznést dotaz.
Kde chybí ta tepelná energie navíc po urychlení tělesa, když gravitační pole ,energie planety se nezmenšila?
 


Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

  Str.: 1, 2, 3, 4  

Psát příspěvky můžete po přihlášení

 
Omforum.cz   |   Nápověda   |   Pravidla fóra   |   Podpořte nás   |   Vytvořil: 2015-2019 Adam Benda
 
CC BY-NC-ND 3.0 CZ
Licence Creative Commons
Toto dílo podléhá licenci Creative Commons Uveďte původ-Neužívejte komerčně-Nezpracovávejte 3.0 Česká republika License