Скажем, у меня есть ведро топлива, которое при сгорании может производить 150 Дж энергии. Независимо от того, в какой системе отсчета находится наблюдатель или ведро с топливом, поскольку конфигурация молекул остается неизменной, количество энергии, производимой при полном сгорании топлива, составит 150 Дж.
Скажем, у меня есть космический корабль, движущийся со скоростью 10 мс -1 относительно внешнего наблюдателя А. Затем космический корабль сжигает все топливо в ведре, преобразуя всю произведенную энергию в кинетическую энергию без учета потерь тепловой энергии. Поскольку первоначально он имел кинетическую энергию 50 Дж, дополнительная кинетическая энергия топлива увеличила бы его кинетическую энергию до 200 Дж, что означало бы, что теперь он движется со скоростью 20 мс-1 , говорит А.
Однако из системы отсчета, движущейся со скоростью 10 мс -1 в том же направлении, что и космический корабль относительно А, космический корабль первоначально двигался со скоростью 0 мс -1 и после сжигания всего топлива теперь имеет 150 Дж кинетической энергии, что означает, что он движется со скоростью 17,32 мс -1 . Это означает, что относительно A космический корабль должен двигаться со скоростью 27,32 мс -1 . Это отличается от значения, предсказанного А, что кажется противоречием.
Что не так с моими рассуждениями?
Дело в том (какими бы ни были точные цифры), что вы забываете об энергии сгоревшего топлива, выходящего из космического корабля. Это, конечно, имеет большую энергию для наблюдателя B, чем для наблюдателя A, и именно на это уходит ваша дополнительная энергия.
Для ракеты центр масс системы не ускоряется, т. е. импульс, сообщаемый ракете, равен и противоположен импульсу, сообщаемому продуктам сгорания, выбрасываемым из двигателя.
Может помочь простая аналогия. Представьте себе систему, состоящую из двух неравных масс, связаны пружиной жесткости сжать расстояние которому внезапно позволено разжиматься, толкая две массы в противоположных направлениях со скоростями .
Полный импульс и полная энергия должны сохраняться.
В центре системы отсчета имеем:
Обратите внимание, что КЭ распределяется между массами точно так же, как в случае с ракетой КЭ распределяется между ракетой и выбрасываемыми продуктами сгорания.
Независимо от того, в какой системе отсчета находится наблюдатель или ведро с топливом, поскольку конфигурация молекул остается неизменной, количество энергии, производимой при полном сгорании топлива, составит 150 Дж.
Нет, потому что потенциальная энергия не является инвариантом Лорана.
перенормализованныйQuanta
любитель физики
Кнчжоу
пользователь191954
Кайл Канос
пользователь191954