Действительно ли при ударе на тело действует сила?

Рассмотрим два тела А (черное) и В (красное), имеющие одинаковую массу. А движется с постоянной скоростью к неподвижному В. В определенный момент времени они упруго сталкиваются, ∴ ты А "=" в Б и в А "=" ты Б ( ты = начальная скорость; в = конечная скорость)введите описание изображения здесь

В тот момент, когда B начинает двигаться, а "=" в − ты т "=" 4 − 0 0 "=" 4 0 . Но как может а "=" 4 0 ? Верна ли эта логика?

Также,

Первый закон Ньютона

Объект в состоянии покоя остается в покое, а объект в движении остается в движении с той же скоростью и в том же направлении, если на него не действует неуравновешенная сила.

Закон Ньютона гласит, что для изменения состояния покоя или движения тела необходима сила. На В действует сила ? Если да, то какова величина этой мгновенной силы, которая приводит В в движение?

РЕДАКТИРОВАТЬ

я взял т "=" 0 находя а потому что я считал, что скорость B мгновенно изменилась от 0 до 4.

РЕДАКТИРОВАТЬ - 2

Теперь, как сказал @bobie, Е к переход от А к Б требует времени, что он продемонстрировал на примере. Он использовал стальные шарики и вычислил скорость, с которой Е к распространяется, т. е. скорость звука в стали. Мы знаем, что для того, чтобы тело B двигалось, колебания, вызванные телом A , должны достичь другого конца тела B. Но что, если А и В — просто отдельные частицы? Не было бы тогда Е к переместиться от частицы A к B за одно мгновение, так как промежуточных частиц нет? Потребуется ли еще какое-то время для Е к для распространения на другой конец B ?

Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .

Ответы (2)

То, что здесь действует, называется импульсом

Предположим, что шарики A, B изготовлены из нержавеющей стали и (m = 0,1 кг r = 0,03 м) A имеет v = 4 м/с, B находится в состоянии покоя (v = 0, p = 0) и они сталкиваются в 1-D. Поскольку масса одинакова, A остановится как вкопанная и передаст B всю свою скорость и импульс p = (v = 4 * m = 0,1 кг) = 0,4 кг м/с:

Дж "=" [ Ф . т ] "=" Δ п "=" 0,1 * 4 − [ 0 ] "=" 0,4 К г * м / с
Если вы точно знаете, из какой стали сделаны шарики, вы можете рассчитать время столкновения и, следовательно, импульс силы: кинетическая энергия распространяется в стали со скоростью звука. ≈ 6000 м / с (5800 -6100), допустим 6000.

Поэтому столкновение, по грубой оценке, будет длиться d (= 2r = 2*0,03 =) 0,06/ v = 6000 = 0,00001 сек (или любое другое значение, поскольку значение является ориентировочным, а сила, как вы увидите ниже является номинальным). Вы можете узнать приложенную силу

Ф * 1 10 5 "=" [ Δ п ] "=" 0,4 → Ф ≈ 4 , 000 Н

Это специфическое описание зависит от того факта, что определение «Силы» было смоделировано на основе гравитации, которая является силой с постоянным ускорением , и было трудно иметь дело с другими силами, которые дают только скорость (и, следовательно, импульс). Здесь вы можете найти подробный анализ исторических причин ньютоновского определения силы, КЭ и работы, а также концептуальный анализ импульса здесь .

Если мы рассмотрим абсолютно упругое столкновение, не будет ли столкновение длиться 0 секунд ? значение а будет Undefined, и так будет Ф (сила). - Прагматик

Нет, столкновение длится столько времени, сколько требуется КЕ, чтобы достичь другого конца шара. Если вам нужно интуитивное объяснение этого, просто подумайте, что КЕ не может толкать, а только тянуть. Это похоже на то, как локомотив приближается к голове поезда. Более рациональное объяснение состоит в том, что масса на дальнем конце не может двигаться, пока не получит свою справедливую долю КЭ.

Но что, если А и В — просто отдельные частицы ? Не будет ли тогда Ek переходить от частицы A к B за одно мгновение, так как промежуточных частиц нет? Потребуется ли еще какое-то время, чтобы Ek распространился на другой конец B?

Также частицы имеют диаметр. Мгновенье не 0 раз, как показал в комментарии шустрый маг . Нет времени = нет изменений. Но время здесь тоже не имеет значения, так как не действует никакая сила, иначе оно было бы безумно велико.

«... понятие импульса , которое мне кажется маханием рукой для объяснения сил , которые появляются и исчезают по какой-либо причине». - лук32

Да, я избегал упоминать об этом явно, потому что это может вызвать удивление у некоторых: концепция импульса — это неуклюжая попытка математически описать обмен КЭ и импульса. Это всего лишь фиговый листок , уловка, уловка, призванная заполнить пробел в ньютоновской физике. Внушающее, подсознательное сообщение проницательно посылается ученику, добавляя к «импульсу» тег «силы » , пытаясь внушить, что это своего рода сила, но она не имеет единиц.

На практике ее фактически считают мгновенной силой, действующей таким образом на произвольную идеализацию твердых тел: термин «мгновенный» сам по себе ненаучен, так как « момент » не определяется: в обыденной речи это всего лишь короткое время . , в различных дисциплинах она может иметь [разные значения, см. например здесь : "...мгновенная сила для нас та, которая разрушается менее чем за 30 секунд ..."

Спасибо за Ваш ответ. Если мы рассмотрим абсолютно упругое столкновение, не будет ли столкновение длиться 0 с? значение а будет Undefined, и так будет Ф (сила).
@imakesmalltalk, нет, столкновение длится столько времени, сколько КЕ нужно, чтобы добраться до другого конца шара. Если вам нужно интуитивное объяснение этого, просто подумайте, что КЕ не может толкать, а только тянуть. Это похоже на то, как локомотив приближается к голове поезда. Более рациональное объяснение состоит в том, что масса на дальнем конце не может двигаться, пока не получит свою справедливую долю КЭ.
@imakesmalltalk , -"..что, если A, B - частицы)"?_ Также у частиц есть диаметр. Мгновенье не 0 времени, как показал светлый маг. Нет времени = нет изменений.
Не думаю, что в таком контексте можно говорить о силе. Происходит передача импульса. Если вы говорите, что была сила, 80kNто почему мяч не выстрелил? Должна быть какая-то другая сила, которая нейтрализовала его во время столкновения. Я не думаю, что механизм передачи импульса объясняется ньютоновской физикой. Хотя не уверен на 100%. За исключением, конечно, понятия импульса , которое мне кажется маханием рукой для объяснения сил, которые появляются и исчезают по какой-либо причине.
@ luk32 , ".. концепция импульса, которая, на мой взгляд, кажется маханием руками для объяснения сил, которые появляются и исчезают по какой-либо причине." Я кратко объяснил это в посте, так как там есть ВЗ, если вы читаете ссылки, вы понимаете, что сила просто номинальна, это просто уловка, уловка, чтобы заполнить пробел в ньютоновской физике, чтобы обосновать с помощью специальной математики . , процедура. Что действительно используется, так это импульс; но ОП попросил об этом и имел право знать
@bobie Может быть, если я найду время позже. Я честно хотел тебе ответить, что хотел бы получить от тебя лекцию =). Не обязательно, что я соглашусь, но определенно было бы очень интересно. Мне очень нравится, когда меня учат понятиям, математическим понятиям, их реализации и границам физических моделей.
@bobie - На этой странице есть уравнение для периода времени столкновения стального шара с плоской поверхностью, в нем говорится, что это т "=" 6,46 р 2 / 5 р / ( U 0 1 / 5 Е 2 / 5 ) , где р это плотность, р это радиус, U 0 - скорость непосредственно перед ударом, а Е это эластичность стали. Согласно этой странице, нержавеющая сталь обычно имеет плотность около 8000 кг/м^3.
(продолжение) и на этой странице говорится, что эластичность нержавеющей стали составляет около 1,8 * 10 1 1 Н/м^2. Итак, если мы примем радиус 0,03 м и скорость столкновения 4 м/с, уравнение дает время удара 1,7 * 10 − 4 с, в 17 раз больше, чем ваша оценка времени, основанная только на скорости звука. Таким образом, средняя сила удара будет ближе к 4700 ньютонам. И это при столкновении стального шара с очень массивной поверхностью, если он сталкивается с другим покоящимся шаром, его скорость уменьшается вдвое, поэтому сила должна быть меньше.

Конечно. Упругое столкновение — это просто идеализированный процесс, который никогда не происходит в природе. На микроскопическом уровне два тела состоят из атомов. Электронные оболочки этих атомов содержат электроны. Поскольку отрицательные заряды отталкиваются друг от друга, два тела будут отталкивать друг друга плавно (действует сила, обратно пропорциональная квадрату).

Я думаю, вы вообще не поняли вопроса. Сила , о которой я здесь говорил, была мгновенной силой, действующей со стороны А на В , и наоборот.
@imakesmalltalk этот ответ правильный, если вам что-то нужно, возможно, вы перефразируете вопрос (см. также мои комментарии сверху)
Я знаю, что идеальных упругих столкновений никогда не бывает. Но я спрашивал, что при идеальном упругом столкновении начальная скорость второго тела ты Б мгновенно становится конечной скоростью в Б ? И какова величина этой мгновенной силы?
Вы превращаете определение упругого столкновения в вопрос. Силы никогда не действуют мгновенно. Величина вашей «мгновенной силы» была бы бесконечной. Говорить о силах при упругих столкновениях вводит в заблуждение. Кроме того, в качестве общего совета изучите дифференциальное исчисление.
Действительно ли при ударе на тело действует сила?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v