Здравствуйте, Voblin, Вы писали:
V>Два одинаковых близнеца, Вася и Федя, с одинаковой скоростью идут вверх по двум эскалаторам. Вася идёт по остановленному эскалатору, а Федя — по эскалатору, движущемуся вниз. Скорость движения Фединого эскалатора такова, что фактически Федя остаётся на месте. V>Вопрос: кому из них приходится затрачивать больше сил в единицу времени?
мое мнение :
1)вектор движения одинаков — значит какая бы не была формула она одинакова,если не учитываем всякую ерись типа притяжения к земле и давлений
2) когда он делает шаг вверх по стоячем экскалатору ,высота шага фиксирована значит он грубо на каждую ступень тратит одинакого энергии (грубо говоря)
3)в случае если ты идешь, а экскалатор тянет тебя вниз,высота ступеньки на которую надо сделать шаг стремиться к 0,т.е не постоянна и не может быть выше чем на стоячем экскалаторе
Здравствуйте, Voblin, Вы писали:
V>Два одинаковых близнеца, Вася и Федя, с одинаковой скоростью идут вверх по двум эскалаторам. Вася идёт по остановленному эскалатору, а Федя — по эскалатору, движущемуся вниз. Скорость движения Фединого эскалатора такова, что фактически Федя остаётся на месте. V>Вопрос: кому из них приходится затрачивать больше сил в единицу времени?
Помню эпические холивары на тему того, где легче бегать на беговой дорожке или по обычному стадиону.
Ясно, что разница в беге есть. Мышцы работают по другому. Умозрительные построения, доказывающие, что легчать бежать так или эдак
были у обеих сторон и были очень логичны. На беговой дорожке движение идет как бы "подпрыгиванием" вверх, и при большой скорости полотна дорожки,
вроде бы получается держать большую скорость. Плюс нет сопротивления воздуха. С другой стороны, движущаяся дорожка немного сносит назад.
Практика же, т.е голосование о том у кого какие реальные результаты, показала, что люди разделились на две группы.
Одни по беговой дорожке бегали быстрее, а другие медленнее. Причем разница во времени была достаточно ощутимая.
Число людей в каждой из групп было примерно одинаковым. Итого — зависит от техники бега.
Можно и у нас такое голосование замутить
По данной же задаче, думаю, что в идеальных условиях разницы не будет. И Феде и Васе будет одинаково тяжело. Так как в системе отсчета, где лестница
неподвижна, у них не будет разницы. На практике же, думаю, что у каждого конкретного человека разница будет. Одним будет легче на месте Васи,
а другим на месте Феди. Но, вряд ли будет ярко выраженный дисбаланс между распределением таких людей.
Здравствуйте, Voblin, Вы писали:
V>Два одинаковых близнеца, Вася и Федя, с одинаковой скоростью идут вверх по двум эскалаторам. Вася идёт по остановленному эскалатору, а Федя — по эскалатору, движущемуся вниз. Скорость движения Фединого эскалатора такова, что фактически Федя остаётся на месте. V>Вопрос: кому из них приходится затрачивать больше сил в единицу времени?
Представим себе близнецов сферическими и на идеальных колесиках, а эскалатор наклонной плоскостью. Представим также что дело происходит в эстонии и изменением импульса можно пренебречь. Вася в единицу времени поднимается в поле тяжести на высоту h, соответственно он производит работу в поле силы тяжести на величину mgh. Федя же остается на постоянной высоте, соответственно его потенциальная энергия не меняется. Рассмотрим силы, действующие на Федю. Перейдем систему остcчета дорожки. Вниз Федю тянут грехи тяжкие с силой mg. Вверх давит реакция опоры с той же силой. Дорожка движется равномерно и прямолинейно, значит никаких дополнительных сил возникать не может. Однако Федя движется относительно дорожки, но поскольку он остается неподвижным относительно поля внешних сил, он не совершает работы.
Можно подойти к задаче с другой стороны. Представим что близнецы взяли на плечи по рюкзаку массой 1000 кг. В единицу времени Вася нужно поднять рюкзак на высоту h, а Феде всего лишь удержать свой рюкзак на постоянной высоте относительно земли, перебирая ногами для того чтобы компенсировать движение эскалатора. Избавимся от эскалатора. Вася поднимает рюкзак, а Федя стоит на месте приплясывая ногами. Если колесики Феди вращаются без трения, он может так стоять сколь угодно долго не затрачивая энергии.
Здравствуйте, Аноним, Вы писали:
А>Здравствуйте, Voblin, Вы писали:
А>Можно подойти к задаче с другой стороны. Представим что близнецы взяли на плечи по рюкзаку массой 1000 кг. В единицу времени Вася нужно поднять рюкзак на высоту h, а Феде всего лишь удержать свой рюкзак на постоянной высоте относительно земли, перебирая ногами для того чтобы компенсировать движение эскалатора. Избавимся от эскалатора. Вася поднимает рюкзак, а Федя стоит на месте приплясывая ногами. Если колесики Феди вращаются без трения, он может так стоять сколь угодно долго не затрачивая энергии.
Представьте, что к Васе привязали батарею массой в 1000 кг и бросили в море. Чтобы не утонуть Вася усиленно работает ножками и ручками и, в результате, остается на месте и не тонет.
В итоге он не совершает над рюкзаком никакой работы и может держать голову над водой сколь угодно долго, не затрачивая энергии.
Не видите изъянов в такой "логике"?
Я выше упоминал про бег на беговой дорожке. Так кто-то примерно также рассуждал, что просто, мол, достаточно быстренько попрыгивать себе вверх а полотно дорожки пустить с любой скоростью
и тогда можно бежать очень быстро и при этом вообще никаких усилий тратиться не будет.
Здравствуйте, baily, Вы писали:
B>Представьте, что к Васе привязали батарею массой в 1000 кг и бросили в море. Чтобы не утонуть Вася усиленно работает ножками и ручками и, в результате, остается на месте и не тонет. B>В итоге он не совершает над рюкзаком никакой работы и может держать голову над водой сколь угодно долго, не затрачивая энергии. B>Не видите изъянов в такой "логике"?
В случае с морем и батареей все просто: вниз давит сила тяжести, вверх сила плавучести. Из-за батареи силы не скомпенсированы и Вася вынужден отбрасывать воду вниз для того чтобы оставаться над водой. Эта вода приобретает импульс, и соответственно кинетическую энергию.
B>Я выше упоминал про бег на беговой дорожке. Так кто-то примерно также рассуждал, что просто, мол, достаточно быстренько попрыгивать себе вверх а полотно дорожки пустить с любой скоростью B> и тогда можно бежать очень быстро и при этом вообще никаких усилий тратиться не будет.
С беговой дорожкой тоже все просто, при одинаковой технике бега затраты энергии одинаковы. Система замкнута и в системе отсчета бегуна земля движется мимо него одинаково в обоих случаях.
Задача про близнецов, на самом деле очень похожа вот на что: два автомобиля движутся с одинаковой скоростью. Один едет по горизонтальной дороге, а другой в гору. Какой тратит больше энергии?
Здравствуйте, Аноним, Вы писали:
А>С беговой дорожкой тоже все просто, при одинаковой технике бега затраты энергии одинаковы. Система замкнута и в системе отсчета бегуна земля движется мимо него одинаково в обоих случаях. А>Задача про близнецов, на самом деле очень похожа вот на что: два автомобиля движутся с одинаковой скоростью. Один едет по горизонтальной дороге, а другой в гору. Какой тратит больше энергии?
Как раз таки задача про близнецов похожа на задачу с тонущим Васей и на задачу с бегом по беговой дорожке, а не на автомобили, едущие по НЕПОДВИЖНОЙ дороге.
В случае с неподвижной дорогой, естественно, автомобиль, едущий в гору, затрачивает больше энергии.
Однако, в случае движущегося эскалатора, ситуация другая. Если взять ваш 1000-килограммовый рюкзак, то, хотя, его потенциальная энергия и не меняется, но это не означает, что Вася не совершает
работу по его перемещению. Результирующая сила, действующая на рюкзак, и в самом деле нулевая. Но она раскладывается на две силы, совершающие равные работы с противоположными знаками.
Одна из сил — это сила гравитации Земли. Другая сила — усилие бедного Васи. И сила, прикладываемая Васей, в точности равна силе, прикладываемой Петей.
И, хотя, Вася со своим рюкзаком, "остается на месте", точно также, как на месте остается Вася, бегущий по беговой дорожке, или Вася, "плавающий" в море с батареей, это не означает,
что во всех этих случаях Вася не совершает никакой работы.
Советую вам еще раз немного поразмыслить на этим. Мне кажется, что для вас будет более нагляден пример с беговой дорожкой, так как чуть выше вы были согласны, что бег по ней не отличается по трудозатратам от обычного бега.
Представьте теперь, что на беговой дорожке выставлен уклон вверх. Станет ли бегущему по ней бежать тяжелее и насколько? На столько же тяжелее как и бегущему обычным образом, если придется бежать в гору с тем же уклоном?
Могу вам сказать, что если выставить уклон в 5 градусов на беговой дорожке, то расход калорий возрастет до того же предела, как если бы вы увеличили скорость бега процентов на 30.
Иными словами, уклон влияет очень существенно. Задумайтесь, почему. Ведь, вроде бы, бегущий все равно вверх не поднимается.
Здравствуйте, baily, Вы писали:
B>Однако, в случае движущегося эскалатора, ситуация другая. Если взять ваш 1000-килограммовый рюкзак, то, хотя, его потенциальная энергия и не меняется, но это не означает, что Вася не совершает B>работу по его перемещению.
Допустим ты прав. Тогда ответь на такой вопрос: в поле какой силы Вася совершает работу?
Здравствуйте, Аноним, Вы писали:
А>Здравствуйте, baily, Вы писали:
B>>Однако, в случае движущегося эскалатора, ситуация другая. Если взять ваш 1000-килограммовый рюкзак, то, хотя, его потенциальная энергия и не меняется, но это не означает, что Вася не совершает B>>работу по его перемещению.
А>Допустим ты прав. Тогда ответь на такой вопрос: в поле какой силы Вася совершает работу?
Хм! Странный вопрос. Как связано то, что Вася совершает работу с тем, что он находится в поле какой то силы?
Посмотри мой предыдущий пост еще раз, я там немного подредактировал его, добавив абзац про беговую дорожку.
Здравствуйте, baily, Вы писали:
B>Хм! Странный вопрос. Как связано то, что Вася совершает работу с тем, что он находится в поле какой то силы?
Это определение работы, как физической величины. Если ты говоришь что Вася совершает работу, то тебе нужна сила и перемещение под действием этой силы. Назови их.
Здравствуйте, baily, Вы писали:
B>Но она раскладывается на две силы, совершающие равные работы с противоположными знаками.
Глупости то какие пишете. Работа васи и работа притяжения обе равны нулю.
Другое дело, что Вася вынужден тратить энергию на создание силы опоры.
e.g. ракетная платформа удерживающая груз — работа равна нулю, но удерживание длится ровно до тех пор, пока у ракетной платформы есть запас энергии(топлива) на создание силы, компенсирующей вес груза.
энергия тратится, сила создается, работа не производится.
Здравствуйте, Аноним, Вы писали:
А>Здравствуйте, baily, Вы писали:
B>>Хм! Странный вопрос. Как связано то, что Вася совершает работу с тем, что он находится в поле какой то силы?
А>Это определение работы, как физической величины. Если ты говоришь что Вася совершает работу, то тебе нужна сила и перемещение под действием этой силы. Назови их.
Как все запущено. Встречные вопросы к вам. Пусть лестница неподвижна. Пусть Вася поднял рюкзак на одну ступеньку вверх, а затем спрыгнул с этим рюкзаком на ступеньку вниз.
Итого, Вася и рюкзак остались на одном месте. Совершил ли Вася над рюкзаком какую-либо работу? Если да, равна ли эта работа той, которую сделал Вася, если бы не стал прыгать со ступеньки вниз?
А что было бы с работой Васи, если в момент, когда он забирался на ступеньку вверх, лестница бы при этом с той же скоростью двигалась вниз?
Вы путаете работу над рюкзаком совершаемой всей системой — Вася+движущаяся лестница+сила гравитации Земли, и той работой, которую над рюкзаком совершает только Вася.
В контексте того, что нам важно узнать на сколько тяжко будет Васе, нас интересует только его работа над рюкзаком.
Здравствуйте, dead0k, Вы писали:
D>Здравствуйте, baily, Вы писали:
B>>Но она раскладывается на две силы, совершающие равные работы с противоположными знаками.
D>Глупости то какие пишете. Работа васи и работа притяжения обе равны нулю. D>Другое дело, что Вася вынужден тратить энергию на создание силы опоры. D>e.g. ракетная платформа удерживающая груз — работа равна нулю, но удерживание длится ровно до тех пор, пока у ракетной платформы есть запас энергии(топлива) на создание силы, компенсирующей вес груза. D>энергия тратится, сила создается, работа не производится.
Ну тут уже тонкости терминологии. Ясно, что под работой Васи у меня подразумевается именно та энергия, которую он затрачивает в процессе.
Именно это и требуется оценить в задаче. Ну а с точки зрения определения работы, ясно что его работа по перемещению рюкзака будет равна нулю.
Здравствуйте, Voblin, Вы писали:
V>Два одинаковых близнеца, Вася и Федя, с одинаковой скоростью идут вверх по двум эскалаторам. Вася идёт по остановленному эскалатору, а Федя — по эскалатору, движущемуся вниз. Скорость движения Фединого эскалатора такова, что фактически Федя остаётся на месте. V>Вопрос: кому из них приходится затрачивать больше сил в единицу времени?
Запустим Васю вниз вместе с эскалатором со скоростью его движения. Он будет совершать те же действия, что и Федя, находясь в инерциальной системе отсчета. Значит и сил будет тратить столько же.
Есть и чисто практическое объяснение: автобус, двигающийся равномерно с большой скоростью не мешает пассажирам свободно передвигаться внутри него в любом направлении.
Здравствуйте, Sinus, Вы писали:
S>Здравствуйте, Voblin, Вы писали:
V>>Два одинаковых близнеца, Вася и Федя, с одинаковой скоростью идут вверх по двум эскалаторам. Вася идёт по остановленному эскалатору, а Федя — по эскалатору, движущемуся вниз. Скорость движения Фединого эскалатора такова, что фактически Федя остаётся на месте. V>>Вопрос: кому из них приходится затрачивать больше сил в единицу времени?
S>Запустим Васю вниз вместе с эскалатором со скоростью его движения. Он будет совершать те же действия, что и Федя, находясь в инерциальной системе отсчета. Значит и сил будет тратить столько же. S>Есть и чисто практическое объяснение: автобус, двигающийся равномерно с большой скоростью не мешает пассажирам свободно передвигаться внутри него в любом направлении.
Разница между автобусом и человеком в том, что колёсный механизм можно сделать таким, что для передвижении его по ровной дороге будет затрачено сколь угодно малое количество энергии. Достаточно сильный человек может сдвинуть с места этот автобус и прокатить его на некоторое расстояние. А вот поднять этот автобус на плечи и сделать несколько шагов даже на это расстояние...
Здравствуйте, Voblin, Вы писали:
V>Здравствуйте, jazzer, Вы писали:
V>>>Да не, зачем же им скакать через три ступеньки? Они идут спокойно, гладенько, практически равномерно. J>>Это роли не играет. J>>Рассмотри процесс в пределе (допустим, скорость — ступенька в секунду). J>>1 член — мгновенное перемещение вверх на высоту ступеньки каждую секунду. J>>2 член — 2 мгновенных перемещения вверх на полступеньки каждую половину секунды. J>>3 член — 4 мгновенных перемещения вверх на четверть ступеньки каждую четверть секунды. J>>и так далее в бесконечность. J>>В пределе получаем непрерывное движение со скоростью ступенька в секунду. J>>Каждый член в сумме дает работу по поднятию на одну ступеньку.
V>Если так, то при перемещении вверх увеличивается потенциальная энергия Феди, а при перемещении вниз она переходит в кинетическую, и при остановке (чтобы двинуться на следующий цикл вверх) переходит в тепло. Получается, что Федя при такой котовасии должен больше нагреваться, хотя очевидно, что он греется так же, как и Вася. Дело-то происходит в инерциальных системах отсчёта, и все процессы одинаковы.
Ты забываешь о том, что все эти энергии относительны. Кинетическая энергия — это функция скорости (вернее, импульса, через закон дисперсии), а импульс зависит от системы отсчета. Неподвижный в одной системе отсчета человек внезапно приобретает кинетическую энергию в движущейся системе отсчета, и наоборот, в системе отсчета, связанной с движущися человеком, его кинетическая энергия равна нулю (зато не равно нуля кинетическая энергия летящей ему навстречу Вселенной).
Представь, что ты едешь на параллельном эскалаторе. Тогда в твоей (инерциальной) системе отсчета Вася покоится, несмотря на то, что перебирает ногами и утирает пот со лба. А Федя вообще едет вниз.
V>>>И всё-таки, калорий ведь сжигается одинаково, но у Васи потенциальная энергия растёт, а у Феди — нет. Куда девается дельта? J>>А еще есть Петя, который вообще никуда не идет, просто стоит, но его эскалатор едет вверх. Куда девается дельта? V>Какая дельта? Петя вообще никаких усилий не прикладывает? Всю работу делает эскалатор, и там-то как раз всё понятно.
Ну так и вниз тоже все делает эскалатор
Здравствуйте, icWasya, Вы писали:
W>Здравствуйте, Sinus, Вы писали:
S>>Здравствуйте, Voblin, Вы писали:
V>>>Два одинаковых близнеца, Вася и Федя, с одинаковой скоростью идут вверх по двум эскалаторам. Вася идёт по остановленному эскалатору, а Федя — по эскалатору, движущемуся вниз. Скорость движения Фединого эскалатора такова, что фактически Федя остаётся на месте. V>>>Вопрос: кому из них приходится затрачивать больше сил в единицу времени?
S>>Запустим Васю вниз вместе с эскалатором со скоростью его движения. Он будет совершать те же действия, что и Федя, находясь в инерциальной системе отсчета. Значит и сил будет тратить столько же. S>>Есть и чисто практическое объяснение: автобус, двигающийся равномерно с большой скоростью не мешает пассажирам свободно передвигаться внутри него в любом направлении.
W>Разница между автобусом и человеком в том, что колёсный механизм можно сделать таким, что для передвижении его по ровной дороге будет затрачено сколь угодно малое количество энергии. Достаточно сильный человек может сдвинуть с места этот автобус и прокатить его на некоторое расстояние. А вот поднять этот автобус на плечи и сделать несколько шагов даже на это расстояние...
Что-то я вас не понял... При чем здесь энергия колесного механизма? Вопрос касается сравнения усилий, затрачиваемых двумя пацанами
Здравствуйте, Sinus, Вы писали:
S>Что-то я вас не понял... При чем здесь энергия колесного механизма? Вопрос касается сравнения усилий, затрачиваемых двумя пацанами
Ну как же... кручу-верчу-обмануть-хочу...
Не взлетит, короче. Слишком простая задача. Вот самолет на транспортере — это да.
Здравствуйте, Sinus, Вы писали:
S>Что-то я вас не понял... При чем здесь энергия колесного механизма? Вопрос касается сравнения усилий, затрачиваемых двумя пацанами
Я просто говорю, что человек будет тратить энергию, даже стоя на месте, просто для поддержания равновесия .
Здравствуйте, Voblin, Вы писали:
V>А Федин потребляет ровно столько же, сколько он потреблял бы, если бы Фадя не корячился, а спокойно съезжал бы на нём вниз.
.
