Samael
Τιμώμενο Μέλος
Ο Samael αυτή τη στιγμή δεν είναι συνδεδεμένος. Είναι Πτυχιούχος του τμήματος Ηλεκτρολόγων & Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΠΑΔΑ και μας γράφει απο Πειραιάς (Αττική). Έχει γράψει 11,090 μηνύματα.
02-06-22
03:00
Να ψάχνεις και παλιά θέματα, τώρα δεν γράφω τόσο, αλλά παλιότερα έχω απαντήσει σε διάφορα κατά καιρούς με αρκετή έκταση εαν θυμάμαι καλά, για να είναι σαφή και κατανοητά τα πράγματα. Το συγκεκριμένο πρέπει να το έχω αναλύσει μάλιστα και παλιότερα. Αλλά δε βαριέσαι είναι καλό να αναδιατυπώνεται το ίδιο πράγμα με διαφορετικό τρόπο κάθε φορά.@Samael εντωμεταξύ τα εξηγείς όλα τόσο ωραία, που κάθε φορά που δεν καταλαβαίνω κάτι ψάχνω αν το έχεις γράψει κάπου, to take notes
Στις λεπτομέρειες είναι καμιά φορά το ζουμί. Λεπτομέρειες που στο λύκειο τόσο οι καθηγητές δεν εξηγούσαν, διότι βαριόντουσαν ή γιατί δεν ήθελαν και οι μαθητές δεν έσκαγαν και ιδιαίτερα να αναλύσουν. Το έργο και η ενέργεια είναι το πιο κλασσικό παράδειγμα. Σε τι το μετράς το ένα ; Joule . Σε τι το μετράς το άλλο ; Joule. Εν τέλει είναι το ίδιο πράγμα ; Όχι, ένα σώμα έχει ενέργεια αλλά δεν έχει έργο. Ομοίως μια δύναμη μπορεί να παράξει έργο αλλά όχι και ενέργεια.
Και αυτά δεν χρειάζονται προσοχή μόνο στον μηχανικό κόσμο αλλά και στον ηλεκτρικό. Άλλο η διαφορά δυναμικού και άλλο η ηλεκτρεγερτική δύναμη(ΗΕΔ). Και τα τα δύο σε Volt μετριούνται. Η φυσική ερμηνεία τους όμως είναι κάπως διαφορετική. Λες οτι έχεις πτώση τάσης σε έναν αντιστάτη, αλλά όχι ΗΕΔ. Η πηγή απο την άλλη έχει ΗΕΔ διότι παράγει διαφορά δυναμικού ως ενεργό στοιχείο. Την μετράς αυτή την τάση στα άκρα της δηλαδή ακόμα και όταν είναι εκτός κάποιου κυκλώματος(και είναι ίδια εαν μιλάμε για ιδανική πηγή χωρίς αντίσταση λόγω του υλικού της).
Ο αντιστάτης απο την άλλη ως παθητικό στοιχείο εμφανίζει μια τάση στα άκρα του την οποία μετράς εφόσον υπάρχει ενεργό στοιχείο στο κύκλωμα στο οποίο είναι συνδεδεμένος(μια μπαταρία λόγου χάρη ή μια μεταβαλλόμενη μαγνητική ροή εξαιτίας ενός μεταβαλλόμενου μαγνητικού πεδίου βάσει του νόμου του Faraday). Εαν τον βγάλεις όμως απο το κύκλωμα αυτό, και τον βάλεις σε ένα άλλο κύκλωμα που δεν έχει ενεργό στοιχείο(μια ΗΕΔ δηλαδή), δεν θα μετρήσεις τίποτα. Δεν μπορεί να παράγει δηλαδή μια τάση στα άκρα του απο μόνος του, γιατί η τάση που μετράγαμε πριν δεν ήταν ΗΕΔ , ήταν απλά μια πτώση τάσης.
Υ.Γ. Δεν είναι σωστός ο ορισμός που φαίνεται να δίνω εδώ για ένα παθητικό ηλεκτρικό στοιχείο, αλλά επειδή στο σχολείο είναι το μόνο παθητικό στοιχείο που μελετάται ο αντιστάτης, θα έλεγα οτι είναι "ικανοποιητικός" σε πρώτη φάση, εαν αγνοήσουμε τα υπόλοιπα παθητικά στοιχεία, για να γίνει ένας διαχωρισμός σαν ιδέα.
Samael
Τιμώμενο Μέλος
Ο Samael αυτή τη στιγμή δεν είναι συνδεδεμένος. Είναι Πτυχιούχος του τμήματος Ηλεκτρολόγων & Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΠΑΔΑ και μας γράφει απο Πειραιάς (Αττική). Έχει γράψει 11,090 μηνύματα.
30-05-22
15:06
Το παιδί είναι Α λυκείου μην το μπλέξουμε με εσωτερικά γινόμενα. Εδώ μέχρι την Γ λυκείου οι καθηγητές δεν ανέφεραν καν την πληροφορία αυτή. Πολύ σημαντική προφανώς αλλά αμφιβάλλω πως στην Α λυκείου ξέρει εσωτερικό γινόμενο.
Η ουσία είναι οτι η βαρυτική δυναμική ενέργεια δίνεται πάντα απο το mgh(όπου h η απόσταση απο κάποιο τυχαία επιλεγμένο επίπεδο αναφοράς μηδενικής δυναμικής ενέργειας της αρεσκείας μας όπως είπα) και το έργο απο το αντίθετο της μεταβολής της :
-mgΔh.
Αν το Δh είναι θετικό, δηλαδή το σώμα κινείται προς τα πάνω, τότε μεταφέρεται ενέργεια απο το σώμα, μέσω της δύναμης του βάρους, και το έργο είναι αρνητικό. Αν το Δh είναι αρνητικό, δηλαδή το σώμα κινείται κατακόρυφα προς τα κάτω, τότε το έργο είναι θετικό και η δύναμη του βάρους παράγει έργο το οποίο προσδίδει ως (κινητική) ενέργεια στο σώμα. Που είναι απόλυτα λογικό, ένα κινούμενο σώμα το οποίο απομακρύνεται απο την Γη χάνει κινητική ενέργεια εξαιτίας της βαρύτητας. Ένα σώμα όμως που πλησιάζει προς την Γη αυξάνει την κινητική του ενέργεια λόγω της βαρύτητας.
Απλά αυτό το h ανάλογα την περίπτωση, τους γεωμετρικούς περιορισμούς δηλαδή στην κίνηση, προσαρμόζεται. Για το κεκλιμένο επίπεδο λόγου χάρη εαν κάνει κανείς την τριγωνομετρία θα βρει οτι η γωνία του κεκλιμένου, έστω φ, συνδέεται με την μετατόπιση πάνω στο κεκλιμένο Δx και την κατακόρυφη μετατόπιση έστω Δh ως :
ημφ = Δh/Δx, οπότε Δh = Δx*ημφ
Άρα το αντίθετο της μεταβολής της δυναμικής ενέργειας(και επομένως το έργο) γίνεται : -mgΔh = -mgΔx*ημφ
Η σχέση αυτή δεν είναι τίποτε άλλο παρά η έκφραση της κατακόρυφης μετατόπισης συναρτήσει της οριζόντιας μετατόπισης, οι οποίες είναι ανάλογες με σταθερά αναλογίας το ημίτονο της γωνίας του κεκλιμένου. Εαν κάποιος μας έλεγε κατευθείαν την κατακόρυφη μετατόπιση Δh τότε απλά θα χρησιμοποιούσαμε τον τύπο :
-mgΔh , για να βρούμε το έργο. Εαν όμως μας έδινε την γωνία του κεκλιμένου και την μετατόπιση πάνω στο κεκλιμένο, θα έπρεπε να εκφράσουμε την κατακόρυφη μετατόπιση στο ύψος συναρτήσει αυτών. Οπότε το Δh θα γινόταν Δx*ημφ.
Καταληκτικά λοιπόν το Δh και το Δx*ημφ εκφράζουν την ίδια φυσική ποσότητα.
Απλά η κάθε έκφραση την αναπαριστά με διαφορετικό μαθηματικά τρόπο, η μία άμεσα και η άλλη έμμεσα μέσω άλλων φυσικών μεγεθών. Μεγάλη ανάλυση για κάτι φαινομενικά απλό, αλλά πιστεύω αξίζει. Αυτές είναι πολύ σημαντικές έννοιες για όλους τους κλάδους της φυσικής απο τον ηλεκτρομαγνητισμό και την θερμοδυναμική ως την κβαντική φυσική. Οπότε είναι πολύ σημαντικό να καταλαβαίνει κανείς πολύ καλά την ουσία των ορισμών, την μαθηματική έκφραση και αναπαράσταση και εννοείται την φυσική σημασία που κρύβουν μέχρι στο τελευταίο πρόσημο και συμβολισμό.
Η ουσία είναι οτι η βαρυτική δυναμική ενέργεια δίνεται πάντα απο το mgh(όπου h η απόσταση απο κάποιο τυχαία επιλεγμένο επίπεδο αναφοράς μηδενικής δυναμικής ενέργειας της αρεσκείας μας όπως είπα) και το έργο απο το αντίθετο της μεταβολής της :
-mgΔh.
Αν το Δh είναι θετικό, δηλαδή το σώμα κινείται προς τα πάνω, τότε μεταφέρεται ενέργεια απο το σώμα, μέσω της δύναμης του βάρους, και το έργο είναι αρνητικό. Αν το Δh είναι αρνητικό, δηλαδή το σώμα κινείται κατακόρυφα προς τα κάτω, τότε το έργο είναι θετικό και η δύναμη του βάρους παράγει έργο το οποίο προσδίδει ως (κινητική) ενέργεια στο σώμα. Που είναι απόλυτα λογικό, ένα κινούμενο σώμα το οποίο απομακρύνεται απο την Γη χάνει κινητική ενέργεια εξαιτίας της βαρύτητας. Ένα σώμα όμως που πλησιάζει προς την Γη αυξάνει την κινητική του ενέργεια λόγω της βαρύτητας.
Απλά αυτό το h ανάλογα την περίπτωση, τους γεωμετρικούς περιορισμούς δηλαδή στην κίνηση, προσαρμόζεται. Για το κεκλιμένο επίπεδο λόγου χάρη εαν κάνει κανείς την τριγωνομετρία θα βρει οτι η γωνία του κεκλιμένου, έστω φ, συνδέεται με την μετατόπιση πάνω στο κεκλιμένο Δx και την κατακόρυφη μετατόπιση έστω Δh ως :
ημφ = Δh/Δx, οπότε Δh = Δx*ημφ
Άρα το αντίθετο της μεταβολής της δυναμικής ενέργειας(και επομένως το έργο) γίνεται : -mgΔh = -mgΔx*ημφ
Η σχέση αυτή δεν είναι τίποτε άλλο παρά η έκφραση της κατακόρυφης μετατόπισης συναρτήσει της οριζόντιας μετατόπισης, οι οποίες είναι ανάλογες με σταθερά αναλογίας το ημίτονο της γωνίας του κεκλιμένου. Εαν κάποιος μας έλεγε κατευθείαν την κατακόρυφη μετατόπιση Δh τότε απλά θα χρησιμοποιούσαμε τον τύπο :
-mgΔh , για να βρούμε το έργο. Εαν όμως μας έδινε την γωνία του κεκλιμένου και την μετατόπιση πάνω στο κεκλιμένο, θα έπρεπε να εκφράσουμε την κατακόρυφη μετατόπιση στο ύψος συναρτήσει αυτών. Οπότε το Δh θα γινόταν Δx*ημφ.
Καταληκτικά λοιπόν το Δh και το Δx*ημφ εκφράζουν την ίδια φυσική ποσότητα.
Απλά η κάθε έκφραση την αναπαριστά με διαφορετικό μαθηματικά τρόπο, η μία άμεσα και η άλλη έμμεσα μέσω άλλων φυσικών μεγεθών. Μεγάλη ανάλυση για κάτι φαινομενικά απλό, αλλά πιστεύω αξίζει. Αυτές είναι πολύ σημαντικές έννοιες για όλους τους κλάδους της φυσικής απο τον ηλεκτρομαγνητισμό και την θερμοδυναμική ως την κβαντική φυσική. Οπότε είναι πολύ σημαντικό να καταλαβαίνει κανείς πολύ καλά την ουσία των ορισμών, την μαθηματική έκφραση και αναπαράσταση και εννοείται την φυσική σημασία που κρύβουν μέχρι στο τελευταίο πρόσημο και συμβολισμό.
Samael
Τιμώμενο Μέλος
Ο Samael αυτή τη στιγμή δεν είναι συνδεδεμένος. Είναι Πτυχιούχος του τμήματος Ηλεκτρολόγων & Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΠΑΔΑ και μας γράφει απο Πειραιάς (Αττική). Έχει γράψει 11,090 μηνύματα.
29-05-22
21:47
Το mgh ισχύει πάντα, και υπολογίζει την δυναμική ενέργεια που αποκτά ένα σώμα λόγω της θέσης του μέσα σε ένα βαρυτικό πεδίο, σε σχέση πάντα με ένα τυχαία επιλεγμένο επίπεδο αναφοράς. Στο οποίο ορίζουμε μηδενική δυναμική ενέργεια.Γειά σας. Έχω μια απορια στην φυσική α λυκείου. Το έργο του βάρους όταν είναι κεκλιμενο το επιπεδο είναι : mgημφx;
Μόνο στην ελεύθερη πτώση είναι mgh ή και στο κεκλιμενο επιπεδο;
Ο ορισμός αυτός είναι σημαντικός διότι έχει την λεπτομέρεια οτι μπορείς να επιλέξεις όποιο επίπεδο αναφοράς θες για μηδενική δυναμική ενέργεια. Ως εκ τούτου έμμεσα πλην σαφώς σου λέει οτι δεν σε ενδιαφέρουν οι απόλυτες θέσεις(τελική και αρχική), παρά μόνο οι σχετικές διαφορές τους.
Επομένως είτε μιλάμε για κεκλιμένο επίπεδο είτε όχι, εαν γνωρίζεις την κατακόρυφη μετατόπιση ενός σώματος(αυτό που λες h) μπορείς να βρεις το έργο του βάρους. Κοινώς η δυναμική ενέργεια και επομένως το έργο εξαρτώνται μόνο απο την μεταβολή στην κατακόρυφη θέση, την μάζα του σώματος m και φυσικά την επιτάχυνση της βαρύτητας που για την Γη είναι σταθερά.