LINUX.ORG.RU
решено ФорумTalks

Мысленный эксперимент

 , ,


0

3

Предположим, что у нас есть абсолютно черное тело, которое поступательно прямолинейно движется с некоторой начальной скоростью в вакууме.

Это тело нагревается двумя лазерами, которые движутся так, чтобы быть всегда перпендикулярными направлению движения и симметричными относительно тела, т.е. световое давление не влияет на скорость и направления движения.

Тело будет нагреваться, соответственно его внутренняя энергия и масса увеличивается. Как при этом будет меняться скорость самого тела?

Суть в том, что на кинетическую энергию тела ничего напрямую не увеличивает, но если скорость не изменится, то кинетическая энергия возрастет за счет увеличения массы.

Правка #1: Иначе: как изменится скорость тела, у которого возрастает масса? Причем внешний источник энергии не влияет напрямую на движение тела.

★★

Последнее исправление: Kor03d (всего исправлений: 1)

Как при этом будет меняться скорость самого тела?

Никак же, ибо на скорость ничего влиять не будет.

dada ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Deleted

И всё таки я сомневаюсь насчёт увеличения массы. Если с газом всё более-менее понятно, то с нагреванием _твёрдого_ тела - хз.

Deleted
()

Эээ. Внутренняя энергия будет больше (т.е. скорость частиц внутри шара), остальное останется как есть. А масса тут причём? Это как-то связано с Айнштайнами?

Zorn
()
Ответ на: комментарий от Deleted

Почему же? Кинетическая энергия молекул возрастает.

Kor03d ★★
() автор топика

как изменится скорость тела, у которого возрастает масса?

Никак. А почему она должна измениться?

Ximen ★★★★
()

<тупак> думаю что никак не повлияет потому что у нас внешняя подкачка энергии. Т.е. у нас получено энергии извне ровно столько сколько нужно для компенсации эффекта замедления. </тупак>

Можно, кстати, это посчитать, но мне лень. Да, эта, ты ответ-то скажи :)

true_admin ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от true_admin

А я не знаю ответа, мне эта задача, считай, приснилась :)

Kor03d ★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от true_admin

[slow]О, Википедия заработала[/slow]

Kor03d ★★
() автор топика

поступательно прямолинейно

считай что оно покоится, man законы Ньютона

Суть в том, что на кинетическую энергию тела ничего напрямую не увеличивает, но если скорость не изменится, то кинетическая энергия возрастет за счет увеличения массы.

Почему не увеличивает? С тем же успехом можно например прилеплять на двужущийся поезд магнитики. Хинт - поезд сперва надо догнать.

DNA_Seq ★★☆☆☆
()

его внутренняя энергия и масса увеличивается

С чего бы это его масса будет увеличиваться?

Как при этом будет меняться скорость самого тела?

Никак.

Вот ежели лазеры очень мощные, под воздействием излучения в теле будут происходить ядерные реакции → масса его будет уменьшаться (за счет излучения им альфа-, бета- и гамма-частиц).

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от DNA_Seq

С тем же успехом можно например прилеплять на двужущийся поезд магнитики. Хинт - поезд сперва надо догнать.

Не соглашусь. Магнитики будут иметь составляющую скорости, параллельную направлению движения поезда.

Kor03d ★★
() автор топика

Ты сначала определись с чем дело имеешь, с механикой где масса не меняется или со СТО, где e=mc*c и для масс и для энергий свои определения и свои формулы.

ilovewindows ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Разве увеличение внутренней энергии в ходе нагревания не повлечет релятивистское увеличение массы?

Kor03d ★★
() автор топика

И еще: если лазеры заменить источниками массы (например, что-то, что будет стрелять в наше АЧТ кусочками пластилина), то скорость тела никак не изменится.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Вот ежели лазеры очень мощные

Или в вакуум попала пылинка, которая отразила лазерный пучок...
К тому же она может отразить его в сам лазер, и тогда он взорвется. Тогда свет будет давить только с одной стороны, и скорость тела таки изменится.

Zorn
()
Ответ на: комментарий от Kor03d

Это, извиняюсь, вы его нагреть должны будете так, чтобы тело превратилось в сгусток плазмы с субсветовой скоростью частиц.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Zorn

Ежели, да кабы, да во рту росли грибы…

В общем случае рассматриваем АЧТ и воздействующие на него предметы как замкнутую систему. Скорость не изменится.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()

Плохая трава, забываешь, что АЧТ, тоже умеет излучать. Вот и получится, что оно тупо начнёт излучать избыточную энергию наружу. В идеальных условиях равномерно по всем направлениям - скорость и масса неизменны.

aleks13
()
Ответ на: комментарий от thunar

Если изначально там было мощное магнитное поле, проблем не будет.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Ну так вроде понятней.

Другое дело, что пластилин будет как раз тормозить тело - можно сказать, эффект, обратный отдаче.

Kor03d ★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Kor03d

С фига ли? Система механически замкнутая!

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()

Ну мне уже более-менее понятно.

Kor03d ★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Kor03d

А почему свет не будет иметь этой составляющей? Говорю же - рассматривай тело как покоящееся, поскольку движется без ускорения.

DNA_Seq ★★☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Kor03d

Пример: летят два тела. С одного на другое происходит передача массы. Термодинамически система замкнута. Механически — тоже. Скорость относительно объекта у центра масс тел будет оставаться неизменной. Другое дело, что они будут двигаться друг относительно друга по изменяющемуся закону.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от DNA_Seq

А почему свет не будет иметь этой составляющей?

Его, наверное, преобразования Лоренца с толку сбили.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()

Сейчас я спрошу дикую глупость, ибо я далёк от теоретической физики (и с каждым днём становлюсь всё дальше), но всё же: что будет, если источники лазерного луча будут неподвижны и направлены вдоль оси движения шара? При этом пусть лазерный луч не рассеивается с удалением от источника. Не будет ли доплеровский эффект тормозить шар? Ведь длинна волны, на которую он наталкивается своей передней частью, будет меньше чем та, которая толкает его вперёд, следовательно большая энергия фотонов будет направлена против его вектора движения, или что-то типа того.

kranky ★★★★★
()
Последнее исправление: kranky (всего исправлений: 1)

По природе должно быть так: кто увеличил энергию - с того и компенсация в виде энергии. Банально, без сто. Вам осталось разобраться в фантазиях с лазерами: теряют ли они массу, имеют ли ограниченный запас энергии, или имеют 1Кубометр урана на борту, я хз :)

placeholder
()
Ответ на: комментарий от Kor03d

пластилин будет за вакуум цепляться, у него вязкость большая

ilovewindows ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Xellos

А кто тебе сказал, что это не так? Что в этой _замкнутой_ системе изменяет импульс? Лазеры на него не влияют по условию.

aleks13
()
Ответ на: комментарий от kranky

Не будет ли доплеровский эффект тормозить шар?

Думаю, да. И эту задачку можно рассмотреть на более простом примере: классический резиновый мячик, в который спереди и сзади кидают классические резиновые мячики. Тут будет играть роль и неравенство числа столкновений спереди и сзади, и разница относительных импульсов.

dmfd
()

Не обязательно тут даже к СТО прибегать. Можно взять и классический вариант накачки массой --- просто частицы налипают на тело, имея ту же составляющую импульса в направлении движения тела.

А скорость не изменится. Достаточно перейти в систему отсчета, движущуюся с первоначальной скоростью тела. Оно как покоилось, так и будет покоиться.

vvff
()
Ответ на: комментарий от vvff

Если тебя смущает, что в системе отсчета наблюдателя будет возрастать импульс, то тут всё в порядке. Импульс сохраняется только для замкнутой системы. А тело само по себе на замкнуто. Но если учесть лазеры (или источник липких частиц), то всё хорошо --- тело толстеет, лазеры худеют, импульс не меняется.

vvff
()
Ответ на: комментарий от kranky

Не будет ли доплеровский эффект тормозить шар?

будет, конечно. Он на один луч набегает и получает больше энергии. Т.к. скорость света постоянна то для шара это будет выглядит как изменение длины волны.

true_admin ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от vvff

Вкратце, ты забыл, что у движущегося лазерного луча есть импульс в направлении движения лазера (перпендикулярно направлению излучения в твоем случае). Он и будет разгонять тяжелеющее тело.

vvff
()
Ответ на: комментарий от Kor03d

Пусть источник мячиков выпускает мячик со скоростью v каждые tau секунд. Пусть тело удаляется от источника со скоростью v_0. Путь t_i - время запуска i-го шарика, delta t_i - время, прошедшее с момента запуска i-го шарика.

Координата тела: x_b (delta t_i ) = v_0 * (t_i + delta t_i)

Координата i-го шарика: x_i (delta t_i ) = v * delta t_i

Находим delta t столкновения:

x_i(delta t_i) = x_b(delta t_i) => delta t_i = t_i*v_0/(v-v_0)

Для следующей частицы: delta t_{i+1} = (t_i+tau)*v_0/(v-v_0)

Промежуток времени между столкновениями частицы с телом:

delta t_{i+1} - delta t_i = tau * v_0/ (v-v_0).

Как видно, при v_0>0, он больше, чем tau. И при v_0=v никаких столкновений вообще нет.

dmfd
()
Ответ на: комментарий от Kor03d

Это ничему не противоречит. Я не применял никаких преобразований систем координат, где бы релятивизм мог вылезти.

dmfd
()

Суть в том, что на кинетическую энергию тела ничего напрямую не увеличивает

Т.е. как это не увеличивает, если увеличивается компонент m?

atrus ★★★★★
()
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.