Вращающийся объект тяжелее невращающегося?

Делает ли вращение предмета его тяжелее?

Реальный пример:

Я косил лужайку перед своим домом, лужайку с крутыми склонами. Я понял, что газонокосилку было легче перемещать, и гораздо легче подниматься по склону, когда она выключена, чем когда она работает. Единственная разница между газонокосилкой, которая работает, и газонокосилкой, которая не работает, заключается в том, что лезвие вращается, и через него проходит некоторое количество электричества, поскольку он использует газ. Я думаю, что наиболее важным из них будет вращающееся лезвие.

Делает ли вращающееся лезвие газонокосилку тяжелее как цельный объект, и означает ли это, что вращающиеся объекты тяжелее невращающихся?

Ответы (3)

Как в ответе @Mark Eichenlaub масса газонокосилки не увеличится! Конечно, лезвия газонокосилки могут иметь эффект притяжения, в котором они могут помочь вашему движению вперед (в какой степени это может помочь, я не уверен ...).

Конечно, вращающееся лезвие создает угловой момент, поэтому, если вы хотите повернуть газонокосилку, вам понадобится дополнительная сила, чтобы изменить этот момент. Так что я бы сказал, что поворот будет сложнее! Кроме того, если ваш газон неровный, ваша газонокосилка может наклониться, что, конечно, также изменит ваш угловой момент, что может затруднить движение вперед!

Так что да, вращение может сделать объект тяжелее (в том смысле, что вам нужно будет приложить большую силу), но только если вы будете работать против его углового момента или попытаетесь изменить направление вращения! На самом деле это принцип работы гироскопа . Симпатичный youtube-фильм про другое реально существующее приложение (самолет) находится здесь . Третий пример из реальной жизни — езда на велосипеде! Из-за вращения колес легко оставаться в вертикальном положении (или трудно упасть), как только вы остановитесь, это уже не так!

На неровной поверхности чаще всего «вы будете работать против его углового момента или попытаетесь изменить направление вращения». Именно это создает иллюзию более тяжелого вращающегося объекта (релятивистские изменения незначительны и не ощущаются).
Релятивистские эффекты @annav действительно незначительны (если только Золани13 не косит свой газон почти со скоростью света или не косит вращающейся черной дырой, что было бы плохой новостью для всех нас). Но на самом деле неровная поверхность может сделать его тяжелее из-за изменения углового момента. Я немедленно отредактирую!

Нет, газонокосилка не тяжелее при вращении. Если толкать труднее, это, вероятно, из-за трения, противодействующего вращению колес.

Теоретически газонокосилка имеет немного большую массу при вращении в соответствии с Е "=" м с 2 . Для вращающейся газонокосилки это порядка 10 − 16 вес косилки или 10 − 12 грамм. Число получается маленьким, потому что лопасти движутся медленно по сравнению со скоростью света. Кроме того, на практике газонокосилка теряет гораздо большую массу, чем это, когда лезвия начинают вращаться из-за выхлопа газа.

+1: Конечно. IIRC, об этом говорил Фейнман в одной из своих лекций. Это становится ясным, если люди придерживаются того факта, что масса неизменна . Хотя это верно для всех, любители, по крайней мере, могут понять, что *масса не изменяется при нормальных скоростях, намного меньше, чем с ;-)
@CrazyBuddy: масса частицы неизменна, но колесо не является частицей, а масса не является аддитивной. Масса прялки релятивистски выше .
Теоретически возможно, что лезвия косилки действуют как лопасти вертолета, присасывая косилку к земле, но это все равно не так уж и много.
@ БенКроуэлл Правда? Разве мы не определяем массу системы частиц как сумму масс всех частиц в системе? Когда вы делаете заявление о неаддитивности массы, вы имеете в виду возведение полного четырехимпульса в квадрат и определение результата как массы системы? Я, по общему признанию, в замешательстве.
@joshphysics: Когда вы заявляете о неаддитивности массы, вы имеете в виду возведение полного четырехимпульса в квадрат и называние результата массой системы? Да, точно. Так, например, два ЭМ волновых пакета с векторами энергии-импульса ( п т , п Икс ) "=" ( Е , Е ) и ( Е , − Е ) иметь полную энергию-импульс ( 2 Е , 0 ) , что соответствует массе 2 Е .
@БенКроуэлл Хорошо. Мне не ясно, есть ли что-то особенно неправильное в том, чтобы называть массу покоя системы частиц (а именно сумму масс ее составляющих) ее массой; есть ли какая-то причина, по которой можно возражать против этой терминологии? Мне также любопытно узнать, является ли понятие массы для систем частиц, о которых вы говорите, стандартным; ты случайно не знаешь?
@joshphysics: Да, я думаю, что мое определение стандартно. Например, это обсуждается в книге Taylor and Wheeler, Spacetime Physics. Причина, по которой нельзя сказать, что масса есть сумма масс покоя, заключается просто в том, что это несовместимо с тем, что мы получаем при обычных лабораторных измерениях массы. Например, большая часть массы покоя камня приходится на кинетическую энергию глюонов. Мы также не обязательно знаем первичные составляющие материи.
«Масса» — это просто энергия/с^2, если смотреть в кадре, где импульс равен нулю.
@BenCrowell Спасибо за ссылку; Тейлор и Уилер действительно провели очень хорошее обсуждение «использования и злоупотребления понятием массы» (стр. 134 в оригинальном издании), в котором они весьма убедительно доказывают, что определение, которое вы предлагаете для массы системы, есть натуральный, полезный.

во время работы лезвие косилки имеет очень большой угловой момент. лезвие фактически вращается в плоскости, параллельной земле, поэтому, в зависимости от вращения по часовой или против часовой стрелки, угловой момент указывает вниз или вверх соответственно. это делает газонокосилку заметно более устойчивой к изменениям наклона (подъем или спуск с холма) или крена (наклон в сторону).

Вращающийся объект тяжелее невращающегося?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v