Почему сохраняется импульс (или, скорее, что заставляет объект двигаться бесконечно)?

Что ж, прекрасный способ понять, почему мы выбираем количество и говорим, что оно сохраняется, — это рассмотрение симметрий.

Если вы посмотрите на евклидово пространство,$\mathbb R^3$, только с одной частицей. Вы ясно видите, что пространство однородно, т. е. нет ничего, что отличало бы одну точку пространства от другой (верно?). Что ж, симметрия подразумевает, что существует сохраняющаяся величина, как утверждает теорема Нётер . Величина, которая сохраняется благодаря этой симметрии (пространственной однородности), и есть то, что мы называем Импульсом.

Это можно легко проверить, если сформулировать классическую механику, используя принцип Гамильтона, известный как лагранжева механика . Например, сохранение энергии подтверждается однородностью времени, т. е. эквивалентностью любого момента времени любому другому, а сохранение углового момента обусловлено изотропией пространства.

Дополнительную информацию по этой теме можно найти в Курсе теоретической физики Ландау и Лифшица - Том 1: Механика, главы 1 и 2.

Представление о том, что «используется кинетическая энергия», является ложным.

Все, что находится в движении, обладает этой кинетической энергией (которую вы могли бы также назвать «потенциальной инерционной энергией»), потому что у него есть импульс, и он преобразуется в другой вид энергии только при взаимодействии с чем-то другим, например, при столкновении с массой. , или гравитационное поле другой массы или электромагнитные поля, например.

На самом деле у всех нас сейчас есть кинетическая энергия, потому что мы вращаемся вместе с Землей. Но в нашем повседневном контексте упоминать об этом бессмысленно, поэтому мы говорим, что у нас нет кинетической энергии. Так что все зависит от того, какую инерциальную систему отсчета вы выберете.

С математической точки зрения вы могли бы рассмотреть теорему Нётер . Я должен согласиться с AED, что идея кинетической энергии идет в неправильном направлении. По теореме Нётер вакуум — это пространство, в котором одна точка ничем не отличается от любой другой. Таким образом, если на ваш движущийся шар не действуют никакие силы и ориентиры, он всегда находится в одной и той же «окружающей среде». Это своего рода релятивистское мышление. Так что с точки зрения мяча он не движется, а остается в покое. Тогда можно вернуться к началу и спросить: почему покоящееся тело остается в покое, и все начинается сначала. Хотя это, может быть, легче принять.

Предположим, что ящик толкают в вакууме. За счет этого толчка ящик, находящийся в состоянии покоя, начинает двигаться. Но в вакууме нет других сил, препятствующих движению ящика, поэтому он будет продолжать двигаться. Или, если подумать с точки зрения энергии, после того, как мы дали ящику энергию, не существует механизма передачи энергии из ящика. Энергия была «заперта» в нем.

Причина любого крейсерского движения ни что иное, как тот факт, что ускорение является следствием силы. В отсутствие какой-либо силы не может быть ускорения (или замедления), поэтому скорость остается постоянной. Это очень тесно связано с наиболее существенным определением силы как причины изменения линейного количества движения, которое в отсутствие силы остается неизменно постоянным (ТАКЖЕ ДОКАЗЫВАЕТСЯ квантовой механикой и принципом Нётер), и, следовательно, скорость также постоянна.

вам нужно понять, что ему ничего не нужно, чтобы поддерживать его движение, и ваш вопрос о том, что заставляет его двигаться, следовательно, противоречит тому факту, что ему ничего не нужно, чтобы продолжать движение. Вы можете понять это таким образом, что равномерное движение (постоянная скорость) и покой полностью эквивалентны (и относительны) и, следовательно, являются «естественным» состоянием для любого тела, в котором тело остается, когда его не вытесняют из этих состояний. Определение силы неотделимо от идеи инерции, т. е. нежелания выходить из этих «естественных» состояний.

Энергия обратно пропорциональна стабильности. Если что-то имеет больше энергии, чем требуется, оно будет иметь меньшую стабильность, чем требуется. Это отсутствие стабильности можно увидеть в форме его движения.

Единственная проблема здесь... почему энергия обратно пропорциональна стабильности? Возможно, интуитивный ответ убедит вас... ОСНОВНОЙ закон физики гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Итак, ничто не может «набрать» энергию... поэтому оно должно ее потерять в виде неустойчивости в той или иной форме...

Этот основной закон был получен путем наблюдений! Итак, я думаю, мы вернулись к исходной точке....?

Я думаю, что настоящая причина в том, что если вы измените свою скорость, то все, что раньше находилось в покое, теперь должно оставаться таким же, как и до того, как вы изменили свою скорость.

Вы можете назвать это безразличием, ничто не заботится о том, как вы двигаетесь, если вы не взаимодействуете с этим. Или вы можете назвать это относительностью.

Это сводит случай 1) того, что вещи в постоянном движении остаются в постоянном движении, к тому, что они должны делать это из-за случая 2) вещи в покое остаются в покое, когда с ними ничего не взаимодействует.

Ну зачем они это делают? Тогда вы можете дать потенциально неудовлетворительный ответ, куда они пойдут? Какое направление? Как быстро они будут ускоряться, или до какой скорости подскочит, или куда они телепортируются? У него нет причин делать что-то еще.