avva: (Default)
[personal profile] avva
В учебнике классической механики Гольдштейна приводится такой пример того, как третий закон Ньютона (действие равно и противоположно противодействию) может не работать. Два точечных заряда движутся под прямым углом друг к другу, причем траектория первого прямо сейчас направлена на второй, а второго - в сторону. Можно представить букву Т: первый заряд поднимается по ножке, второй двигается по шляпке и как раз сейчас в ее середине. Тогда по закону Био-Савара второй заряд действует с определенной силой на первый, а первый на второй вообще никак не действует.



... как-то обидно за первый заряд, если честно. Несправедливо это как-то.

Date: 2016-04-11 05:33 pm (UTC)
From: [identity profile] dysto.livejournal.com
а кулон куда делся?

Date: 2016-04-11 06:44 pm (UTC)
From: [identity profile] karpion.livejournal.com
С Кулоном всё в порядке.

Date: 2016-04-11 09:00 pm (UTC)
From: [identity profile] dysto.livejournal.com
кулонова сила действует, а автор пишет "вообще никак"

Date: 2016-04-11 05:34 pm (UTC)
From: [identity profile] daikany-hipus.livejournal.com
Всё как зачастую и в жизни.

Date: 2016-04-11 05:43 pm (UTC)
From: [identity profile] shultz-flory.livejournal.com
СТО вам в руки.

Date: 2016-04-11 05:46 pm (UTC)
From: [identity profile] dzmitry lazerka (from livejournal.com)
Ну так конечно, взяли только одну силу, магнитную.
Это то же самое, как если бы я в трёхмерном пространстве взял только два измерения и сказал что вот, нарушается.

Не зря сейчас в чаще говорят про электромагнитные силы, а то и про электрослабые порой.

Date: 2016-04-11 06:44 pm (UTC)
From: [identity profile] karpion.livejournal.com
А что другие силы? Ну, распишите их...

Date: 2016-04-11 07:03 pm (UTC)
From: [identity profile] dzmitry lazerka (from livejournal.com)
Электрическая сила, очевидно.

Траектории не будут ровными, конечно же, скорее оба заряда будут двигаться по гиперболам.

Date: 2016-04-11 07:08 pm (UTC)
From: [identity profile] karpion.livejournal.com
Траектории тут не важны, мы про данный момент движения говорим.

Date: 2016-04-11 07:10 pm (UTC)
From: [identity profile] dzmitry lazerka (from livejournal.com)
Да, про траектории было в качестве дополнения.

Date: 2016-04-11 06:00 pm (UTC)
From: [identity profile] dims12.livejournal.com
К стыду своему только недавно узнал, что сила лоренца не подчиняется Третьему закону и никак не могу понять, "где кидают", то есть, в какой момент действие закона восстанавливается? Или, всё-таки, можно наблюдать данное отклонение в реальном настольном опыте?

http://physics.stackexchange.com/questions/163561/how-to-observe-newtons-third-law-violation
Edited Date: 2016-04-11 06:02 pm (UTC)

Date: 2016-04-11 06:25 pm (UTC)
From: [identity profile] pargentum.livejournal.com
Сила Лоренца в чистом виде не подчиняется также и принципу относительности Галилея. Поэтому и пришлось изобретать СТО.

На самом деле, магнетизм - это член второго порядка в разложении правильных уравнений ЭМ взаимодействия, выведенных из СТО, а ньютоновская механика и кулоновское взаимодействие - члены первого порядка. Если в электромагнитных формулах мы будем учитывать разложение до второго порядка, а в кинематике - только до первого, то, конечно, полезут нестыковки.

Date: 2016-04-11 06:33 pm (UTC)
From: [identity profile] pargentum.livejournal.com
В принципе, дошло, что можно мое рассуждение про СТО изложить более "на пальцах". Магнетизм - результат того, что движущиеся заряды "видят" друг друга с запаздыванием. Это запаздывание определяется скоростью распространения изменений в электромагнитном поле (скоростью света).

Поэтому силы и изменения импульса зарядов под действием этих сил действительно не соответствуют друг другу. "Недостающий" импульс оказывается спрятан в электромагнитных волнах, которыми обмениваются заряды.

Date: 2016-04-11 06:46 pm (UTC)
From: [identity profile] karpion.livejournal.com
осталось объяснить, что там с сохранением импульса.

Куда он денется

Date: 2016-04-11 06:56 pm (UTC)
From: [identity profile] shultz-flory.livejournal.com
Полю приписывают импульс, так что сохраняется.

Date: 2016-04-11 06:57 pm (UTC)
From: [identity profile] pargentum.livejournal.com
То же самое, что и с законом Ньютона. Силы не соответствуют, поэтому и импульсы не могут соответствовать.

Date: 2016-04-11 06:59 pm (UTC)
From: [identity profile] karpion.livejournal.com
А вот закон сохранения импульса обязан выполняться!

Ответ давать? Или будете думать?

Date: 2016-04-11 07:15 pm (UTC)
From: [identity profile] pargentum.livejournal.com
Ответ был в исходном моем комменте и повторен, в немного другой формулировке, [livejournal.com profile] shultz_flory. ЭМ поле имеет импульс, который в данном случае равен "несоответствию" импульса зарядов.

Date: 2016-04-11 09:14 pm (UTC)
From: [identity profile] dims12.livejournal.com
Ну нет, это неправильно.

Date: 2016-04-11 09:24 pm (UTC)
From: [identity profile] pargentum.livejournal.com
Тогда расскажите как, по вашему, правильно.

Date: 2016-04-12 09:59 am (UTC)
From: [identity profile] dims12.livejournal.com
С нарушением Третьего закона я разобрался не совсем, но, примерно, решение выглядит так

Image

Два одинаковых заряда летят по перекрёстку согласно картинке. Скорости и величины зарядов одинаковы.

В позиции, изображённой на первой картинке, Третий закон Ньютона нарушается, так как один заряд действует на другой, а обратного действия нет.

Однако, через некоторое время, ситуация приходит к изображённой на второй картинке. Здесь один заряд уже пролетер перекрёсток, а второй -- находится на нём. Видно, что заряды меняются ролями.

Очевидно, что любая недостача по Третьему закону, возникшая на первом рисунке, возвращается на втором.

Связь теории относительности с уравнениями электродинамики видна из другого эксперимента.

Рассмотрим два одинаковых заряда, летящих параллельными курсами вровень друг с другом

Image

Согласно элекродинамике, между зарядами действует (1) сила электростатического отталкивания и (2) сила магнитного притяжения (поскольку два заряда -- это два параллельных тока).

Обозначим эту силу через F. Тогда, если массы зарядов равны m, они будут разлетаться с ускорением a = F/m

Теперь перейдём в систему отсчёта, связанную с зарядами. То есть, сами полетим вровень с ними

Image

Теперь классическая электродинамика даёт другой результат. Между зарядами действует только сила электростатического отталкивания.

Иными словами, заряды должны разлетаться быстрее, ведь больше нет противодействующей отталкиванию магнитной силы.

Однако, мы ничего не сделали, просто сменили систему отсчёта. Согласно принципу относительности, результат должен быть таким же!

Решение делается таким образом: мы предполагаем, что в первом случае должно наблюдаться замедление времени. То есть, заряды находятся под действием силы отталкивания, но разлетаются более неторопливо, так как их время в этом случае течёт медленнее.

Иными словами, магнитное поле есть МАТЕРИАЛЬНОЕ ВОПЛОЩЕНИЕ замедления времени в области электростатики.

С конечной скоростью распространения поля это напрямую не связано.

Date: 2016-04-12 02:18 pm (UTC)
From: [identity profile] pargentum.livejournal.com
В позиции, изображённой на первой картинке, Третий закон Ньютона нарушается, так как один заряд действует на другой, а обратного действия нет.

Однако, через некоторое время, ситуация приходит к изображённой на второй картинке. Здесь один заряд уже пролетер перекрёсток, а второй -- находится на нём. Видно, что заряды меняются ролями.

Очевидно, что любая недостача по Третьему закону, возникшая на первом рисунке, возвращается на втором.

Очевидно, что если заряды летят медленно, то время между согласованиями импульсов окажется очень большим.

Date: 2016-04-12 02:22 pm (UTC)
From: [identity profile] dims12.livejournal.com
Но если они летят медленно, то и "долг" получится небольшой.

Долг, естественно, хранится внутри магнитного поля, я с этим не спорю.

Date: 2016-04-13 01:51 pm (UTC)
From: [identity profile] pargentum.livejournal.com
Но, признаться, я не понимаю, как этот долг может храниться дольше, чем время прохождения света между зарядами?

Date: 2016-04-13 12:02 am (UTC)
From: [identity profile] avva.livejournal.com
>Иными словами, магнитное поле есть МАТЕРИАЛЬНОЕ ВОПЛОЩЕНИЕ замедления времени в области электростатики.

С точки зрения притяжения/отталкивания да, но прочитайте также этот ответ:

http://physics.stackexchange.com/a/38152/55817

Date: 2016-04-11 06:46 pm (UTC)
From: [identity profile] karpion.livejournal.com
У Вас рисунок не соответствует описанию: Вы пишете "первый заряд поднимается по ножке", тогда на рисунке поднимается второй заряд.

Date: 2016-04-11 07:35 pm (UTC)
From: [identity profile] avva.livejournal.com
Мне просто лень было самому рисовать, взял чужую картинку. Можно считать букву Т положенной на бок.

Date: 2016-04-11 09:29 pm (UTC)
From: [identity profile] http://users.livejournal.com/_winnie/
... и тут мне пригодилось мастерство, полученное благодаря 10000 часам в mspaint

Image
( http://dobrokot.ru/pics/avvat_t_letter.png )
Если будете вставлять в пост, на всякий случай проверьте результат/буквы, я мог напутать.

Edited Date: 2016-04-11 09:30 pm (UTC)

Date: 2016-04-11 10:26 pm (UTC)
From: [identity profile] avva.livejournal.com
Спасибо!

Date: 2016-04-11 07:09 pm (UTC)
From: [identity profile] utnapishti.livejournal.com
Я как раз на днях вспомнил про закон Био-Савара. Когда мои родители собирались ехать в Израиль (я тогда учился в 10-м классе), они через кого-то попросили, чтобы мне прислали из Израиля список тем по математике и физике, необходимых для поступления в Иерусалимский университет. Его прислали - все темы были знакомы как минимум по названию, кроме таинственного "закона Био-Савара". Его знали только одноклассники, посещавшие физический кружок. Помню, один из них говорил "со значением": "не просто Био-Савара, а Био-Савара-Лапласа!". Да, почему-то по-русски его обычно называют именно так. В английской википедии имя Лапласа упомянуто только в примечаниях, а в немецкой и во французской - вовсе нет. Мне всегда казалось, что тут какая-то политика, но не понимаю, какая.

:)

Date: 2016-04-11 07:32 pm (UTC)
From: [identity profile] picturetime1.livejournal.com
Вероятно, не всех интересует решение чужих задач.
Господа, накройте мои голые по бедности слова своим лохматым тряпьем, у кого что есть - озябну.

Date: 2016-04-11 08:22 pm (UTC)
From: [identity profile] caztd.livejournal.com
Мистика какая-то, чессное слово. Двигаешь тут два заряда, сколь угодно медленно, а получается ЕМ-волна, которая летит куда-то со скоростью света ;)

Date: 2016-04-11 09:46 pm (UTC)
From: [identity profile] picturetime1.livejournal.com
https://en.wikipedia.org/wiki/Shunning

Date: 2016-04-11 10:03 pm (UTC)
From: [identity profile] caztd.livejournal.com
не понял.. это вы про что?

Date: 2016-04-11 10:34 pm (UTC)
From: [identity profile] avva.livejournal.com
С другой стороны, если бы сила действовала мгновенно на любом расстоянии, это было бы еще мистичнее, наверное :-)

Date: 2016-04-11 10:50 pm (UTC)
From: [identity profile] caztd.livejournal.com
Подозреваю что в этом случае мир бы не состоялся.
Интуитивно мне совершенно не кажется странным, что действие поля распространяется со скоростью света. Таковы "правила игры".
Но если, как в данном случае, образуется волна переносящая энергию и импульс -- тут интуиция уже молчит.

Date: 2016-04-12 04:54 am (UTC)
From: [identity profile] medved-of-sky.livejournal.com
Вы нарисуйте, КУДА будет действовать "дополнительная" магнитная сила на первый заряд, и, может быть, догадаетесь, в чем дело.



Date: 2016-04-12 06:13 am (UTC)
From: [identity profile] migmit.livejournal.com
Действие равно ПРОТИВОдействию.

Date: 2016-04-12 09:40 am (UTC)
From: [identity profile] avva.livejournal.com
Спасибо.

Date: 2016-04-12 06:50 am (UTC)
From: [identity profile] nestoklon.livejournal.com
Ага, нам как раз на этой задаче в школе объясняли зачем нужна такая "лишняя" сущность как э-м поле, и зачем этому полю импульс и энергия.

Date: 2016-04-12 10:18 am (UTC)
From: [identity profile] dims12.livejournal.com
Накатал ответ: http://physics.stackexchange.com/a/249073/7612

Чую, ща по мне оттопчутся охлократы :)

Date: 2016-04-13 04:31 pm (UTC)
From: [identity profile] boris sivko (from livejournal.com)
В космологии (да и вообще) свет при красном смещении вылетает с одним ашню, а ловится уже другим ашню, и разница непонятно куда девается.

Т.е. не выполняется даже закон сохранения энергии.

И пока космологи пытаются это как-то увязать, мне тож за ЗСЭ обидно.

Date: 2016-04-15 04:57 am (UTC)
From: (Anonymous)
да, да, а ГЭС - это вообще шаманство, энергию из ниоткуда вырабатывают.

Date: 2016-04-19 10:40 am (UTC)
From: [personal profile] ichthuss
Закон сохранения энергии непосредственно связан с однородностью времени (т.е. эквивалентностью разных моментов времени). В расширяющемся пространстве, при изменяющейся кривизне, это свойство с очевидностью не выполняется.

Date: 2016-04-24 10:15 pm (UTC)
From: (Anonymous)
Это называется. Слышу звон, да не знаю, где он.

Date: 2016-04-24 11:04 pm (UTC)
From: [personal profile] ichthuss
Зато вы, надо полагать, знаете. Ну исправьте тогда меня, чтобы я не вводил своего собеседника в заблуждение.

Date: 2016-04-14 09:00 pm (UTC)
From: (Anonymous)
Заряженные частицы так двигаться не могут.

December 2025

S M T W T F S
  123 4 56
78 9 10 11 1213
1415 1617181920
21 22 23 24 2526 27
28293031   

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Dec. 30th, 2025 03:25 am
Powered by Dreamwidth Studios