Ce nu este o certitudine ?

Să plecăm de la presupunerea că cele trei enunțuri de mai jos sunt toate certitudini :

În orice câmp gravitațional, pentru același corp de masă m:
- aceeași forță îi produce aceeași accelerație (1),
- pentru producerea forței un același timp t, se consumă aceeași cantitate de energie (2),
- energia consumată pentru propulsarea pe verticală se regăsește complet în energia cinetică și potențială din momentul t (3).

O forță F ce acționează asupra unui corp de masă m, îi produce o accelerație a.
Într-un câmp gravitațional constant cu accelerație gravitațională g, asupra acelui corp de masă m acționează pe direcția verticală forța F o perioadă de timp t și îi produce accelerația a conform enunțului 1, iar corpul va avea accelerația rezultantă pe direcția verticală (a-g).
Conform enunțului 3 , energia consumată pentru producerea forței F perioada de timp t, ce duce la propulsarea corpului pe verticală , se regăsește complet în cea cinetică și potențială din momentul t.
Ecuația pentru această energie consumată este , unde și . Considerând că acel corp este propulsat de la viteză inițială 0, rezultă că energia consumată pentru a produce forța F pe perioada de timp t este .

Într-un alt câmp gravitațional constant cu o altă accelerație gravitațională g', asupra aceluiași corp de masă m acționează pe direcția verticală forța F aceeași perioadă de timp t și îi produce accelerația a conform enunțului 1, iar corpul va avea accelerația rezultantă pe direcția verticală (a-g').
Ca și în cazul precedent, conform enunțului 3 , energia consumată pentru producerea forței F acea perioada de timp t, ce duce la propulsarea corpului pe verticală , se regăsește complet în cea cinetică și potențială din momentul t, iar valoarea acestei energii consumate pentru producerea forței F  va fi în acest caz .

Conform enunțului 2, această cantitate de energie consumată pentru a produce forța F perioada de timp t trebuie să fie aceeași în ambele cazuri. După cum se vede ele nu sunt egale, ceea ce duce la faptul că unul din enunțurile 1, 2 sau 3 nu este adevărat.

Să presupunem mai întâi că enunțul 2 este cel care nu este adevărat.
Dacă presupunem că enunțul 2 nu este adevărat, înseamnă că în anumite condiții aceeași forță ce acționează aceeași perioadă de timp t, asupra aceluiași corp de masă m, poate fi produsă cu un consum diferit de energie, iar în cazul nostru, într-un câmp gravitațional mai puternic aceeași forță poate fi produsă cu un consum mai mic de energie, iar cu cât câmpul este mai slab este nevoie de un consum mai mare de energie.

Este corectă concluzia până aici analizată în contextul logic în care este formulată ?

Cred ca este evident ca energia consumata ca sa pleci de pe Pamant in spatiu, este mai mare decat energia consumata ca sa pleci de pe Luna in spatiu, deoarece viteza de evadare de pe Pamant este de 11,2km/s, in timp ce viteza de evadare de pe Luna este de 2,4km/s.

virgil a scris:Cred ca este evident ca energia consumata ca sa pleci de pe Pamant in spatiu, este mai mare decat energia consumata ca sa pleci de pe Luna in spatiu, deoarece viteza de evadare de pe Pamant este de 11,2km/s, in timp ce viteza de evadare de pe Luna este de 2,4km/s.

La fel de evident mi se pare și mie, iar asta înseamnă că enunțul 2 este aproape jumătate adevărat, corect ?
Dacă totuși enunțul 2 este fals, cel puțin încă unul dintre celelalte două enunțuri trebuie să fie de asemenea fals, pentru că doar enunțul 2 nu poate fi fals, iar celelalte două adevărate, conform evidenței pe care o vedem noi.
Dacă enunțul 2 este adevărat, înseamnă că unul dintre enunțurile 1 și 3 este fals.
În ambele cazuri, dacă până acum este evident că doar enunțul 2 nu poate fi complet fals, rezultă că obligatoriu, unul dintre celelalte două enunțuri, 1 sau 3, este fals.

Care dintre enunțurile 1 sau 3 este fals ?

Ca să înțelegi mai exact, virgile, de ce am spus și eu că mi se pare evident raportat la ce ai spus tu, m-am referit la :

curiosul a scris:iar în cazul nostru, într-un câmp gravitațional mai puternic aceeași forță poate fi produsă cu un consum mai mic de energie, iar cu cât câmpul este mai slab este nevoie de un consum mai mare de energie.

Iar evidența despre care vorbim o raportăm la întrebarea :

curiosul a scris:Este corectă concluzia până aici analizată în contextul logic în care este formulată ?

ceea ce face ca dacă există în mod obiectiv aceea evidență, concluzia deși este corectă, duce la infirmarea presupuneri că enunțul 2 este fals.
Iar asta înseamnă deocamdată, că enunțul 2 este doar pe jumătate adevărat, pentru faptul că doar enunțul 2 nu poate fals, atât timp cât celelalte două sunt adevărate și apar două cazuri.
Fie enunțul 2 este adevărat, iar unul dintre enunțurile 1 sau 3 este fals, fie enunțul 2 este totuși fals, dar nu poate fi doar el fals, ci încă unul dintre enunțurile 1 sau 3, pentru că altfel ne lovim de evidența respectivă, de unde rezultă că, în orice caz, unul dintre enunțurile 1 sau 3 este fals .

Care dintre ele este fals ?

- aceeași forță îi produce aceeași accelerație (1),
- pentru producerea forței un același timp t, se consumă aceeași cantitate de energie (2),
- energia consumată pentru propulsarea pe verticală se regăsește complet în energia cinetică și potențială din momentul t (3).

1. aceiasi forta produce aceiasi acceleratie asupra unui corp de masa constanta, daca acel corp se afla intr-un camp constant (adica se ia in calcul o distanta mica, caz contrar campul este variabil, deoarece scade cu patratul distantei), forta aplicata fiind pe verticala.

virgil a scris:
Cred ca este evident ca energia consumata ca sa pleci de pe Pamant in spatiu, este mai mare decat energia consumata ca sa pleci de pe Luna in spatiu, deoarece viteza de evadare de pe Pamant este de 11,2km/s, in timp ce viteza de evadare de pe Luna este de 2,4km/s.

Insa daca vrei ca nava ce pleaca de pe Luna sa ajunga la viteza navei care a plecat de pe Pamant, va trebui sa consumi energie suplimentara pentru accelerarea vitezei.

curiosul a scris:
iar în cazul nostru, într-un câmp gravitațional mai puternic aceeași forță poate fi produsă cu un consum mai mic de energie, iar cu cât câmpul este mai slab este nevoie de un consum mai mare de energie.

Cum ai ajuns la aceasta constatare? deoarece forta F=m*a; fie ca impingi corpul pe orizontala sau pe verticala, daca masori forta cu un dinamometru, pe orizontala corpul va capata o anumita miscare, iar pe verticala, corpul va pierde din greutate, pana cand acceleratia va fi egala cu acceleratia gravitationala, dupa care, daca acceleratia va fi mai mare atunci corpul se va misca pe verticala, daca nu corpul va atarna mai usor in balanta, cu diferenta de forte rezultate prin scaderea dintre acceleratia gravitationala si acceleratia imprimata de noi.

Vis-a-vis de ce ai menționat față de primul citat.
Accelerațiile gravitaționale g și g' sunt accelerații care variază constant, nu accelerații constante.
În acest caz, dacă g și g' sunt accelerații variabile ce scad cu pătratul distanței, diferența dintre energia consumată în primul caz și cea consumată în al doilea caz  va fi mult mai mare decât cea actuală, calculată pentru g și g' accelerații gravitaționale considerate constante.
Calculează să te convingi.
Oricum, ne interesează doar faptul că există o diferență, nu cât este diferența.

În cazul forței F vorbim de o forță constantă ce produce o accelerație a constantă, corpului de masă m, care nu variază cu pătratul vreunei distanțe, este o forță care are exact sensul fizic al forței din relația F=m*a.


Vis-a-vis de ce ai scris raportat la al doilea citat.
Eu înțeleg exact ce spui tu, dar tu nu ai luat în calcul un același timp t, de acționare a forței asupra navei atât pe Lună, cât și pe Pământ.
Acum reanalizează în condițiile acestui timp t de acționare a forței atât pe Pământ, cât și pe Lună. De asta am și spus că plecăm inițial de la presupunerea cu enunțul 2, acesta cu consumul de energie identic pentru a genera forța F un timp t, atât pe Lună, cât și pe Pământ, cât și de ori câte ori am genera forța F un timp t. Tu rezumi problema doar la energia de evadare necesară, ori nu mai este același lucru. Eu vorbesc doar de un timp t în care acționează forța.

Al treilea citat.
La această constatare ajungi în momentul în care consideri că g este mai mare ca g' și va duce la concluzia că în câmpul cu accelerație g energia consumată este mai mică decât cea consumată în câmpul cu accelerație g', adică exact ceea ce am concluzionat eu.
La faza cu dinamometrul însă, de aceea am și scris enunțul 1. Nu confunda forța rezultantă cu forța F aplicată. Forța F aplicată produce aceeași accelerație conform enunțului 1.

Dacă chiar te interesează, recitește tot mesajul inițial ca să-l înțelegi corect și complet, pentru că am avut eu grijă să elimin cea mai mare parte din inconvenientele care au apărut în situația lui virgil_48 și să ajung să mă contrazic asupra aspectelor cu care el s-a contrazis deja, și discutăm ulterior. Dar mai întâi citește-l bine ca să înțelegi exact ce-am scris eu acolo.
Eu am redus problema la o chestie de logică, nu de fizică.

Ca să mai eliminăm încă un aspect care ar putea justifica situația diferenței de consum energetic, nu putem să raportăm situația la lucrul mecanic diferit efectuat de forța F, aspect discutat cu omuldinlună, în alte împrejurări.

De ce ?

Să presupunem că aceea forță F acționează asupra unui alt corp de masă mai mare M, forță care i-ar fi produs corpului de masă m accelerația a, pe aceeași perioadă de timp t, dar fără să-i producă nicio deplasare, caz în care aceea forță F nu produce în acest caz lucru mecanic, deși s-a consumat o cantitate de energie pentru a produce aceea forță, cantitate de energie menționată la punctul 2, identică în orice condiții se produce aceea forță F pe aceeași perioadă de timp t.

E ca și cum eu aș împinge într-un perete de beton fără să-i produc nicio deplasare, deși eu am consumat o oarecare energie ca să împing în acel perete.
Unde a dispărut energia pe care am consumat-o ?
S-a transformat în căldură, presiunea asupra peretelui a determinat o oarecare agitație moleculară în perete etc, existând o explicație în condițiile conservării energiei.

În cazul nostru, energia consumată pentru a produce forța F pe perioada de timp t, produce doar mișcarea corpului, nu în căldură și în alte aspecte de acest gen, și se regăsește doar în energia cinetică și potențială, conform enunțului de la punctul 3, dar întotdeauna, prin enunțul 2, este presupus faptul că este nevoie de aceeași cantitate de energie pentru a produce forța F perioada de timp t, în orice condiții.
Aspect care rămâne să vedem dacă este adevărat sau nu.

A nu se înțelege prin acest subiect tendința de a contrazice ceva actual, ci efectiv să ajungem să explicăm corect de ce ajungem în situația aceasta și unde este greșeala de raționament.

Eu oricum, nu vreau să demonstrez nimic, nu fac galerie niciunei echipe, ci mie personal mi se pare ciudată situația în care se ajunge și vreau să mi-o clarific într-un mod obiectiv.

Eu vreau să stabilesc doar dacă pe undeva există o greșeală de raționament care duce la această ciudățenie.

Deci cum explicăm situația prezentată în mesajul inițial ?

Nu se bagă niciun fizician să explice asta ?
Că doar nu-i așa de complicat...

Diferența de energie apare pentru că într-un câmp gravitațional se dilată timpul mai mișto un pic ca în celălalt câmp gravitațional ?

curiosul a scris:Nu se bagă niciun fizician să explice asta ?
Că doar nu-i așa de complicat...

Diferența de energie apare pentru că într-un câmp gravitațional se dilată timpul mai mișto un pic ca în celălalt câmp gravitațional ?

Apropos, teoria relativității nu se aplică și asupra consumului de energie observat din alt sistem de referință ?
Că putem raporta consumul de energie și la timp și la distanță, pentru că după cum observăm din formule, apare viteză, în cea cinetică, înălțimea h, adică o distanță care trebe să se contracționeze, în cea potențială etc ?

Dacă și energia devine relativă, nu facem harakiri principiul conservării energiei ?

E ca și cum eu aș împinge într-un perete de beton fără să-i produc nicio deplasare, deși eu am consumat o oarecare energie ca să împing în acel perete.
Unde a dispărut energia pe care am consumat-o ?
S-a transformat în căldură, presiunea asupra peretelui a determinat o oarecare agitație moleculară în perete etc, existând o explicație în condițiile conservării energiei.

Imagineaza-ti ca faci acest exercitiu undeva in cosmos, unde vrei sa impingi nava cu care te-ai deplasat, sau vrei sa impingi un asteroid mare cat un munte ca sa-i schimbi traiectoria. Conform legii a III a lui Newton care spune; Când un corp acționează asupra altui corp cu o forță (numită forță de acțiune), cel de-al doilea corp acționează și el asupra primului cu o forță (numită forță de reacțiune) de aceeași mărime și de aceeași direcție, dar de sens contrar. Acest principiu este cunoscut și sub numele de Principiul acțiunii și reacțiunii.
Inseamna ca forta cu care ai impins corpul greu s-a transformat in acceleratia ta indreptata in sens invers. Corpul greu se transforma ca o oglinda care reflecta propria-ti forta.

curiosul a scris:
De ce ?
E ca și cum eu aș împinge într-un perete de beton fără să-i produc nicio deplasare, deși eu am consumat o oarecare energie ca să împing în acel perete.
Unde a dispărut energia pe care am consumat-o ?
S-a transformat în căldură, presiunea asupra peretelui a determinat o oarecare agitație moleculară în perete etc, existând o explicație în condițiile conservării energiei.

Mai adaugi deformarile materialelor si dislocarile particulelor din zona de
contact, strivirea si deformarea mediului(solului) pe suprafata de unde
impingi si ai obtinut o explicatie pentru conservarea energiei. Dar in cazul
franarii unei nave care stationeaza la punct fix in campul gravitational, cu
propulsorul in functiune, reținută numai de gravitatie,
care l-am adus in topicul Mecanica FOIP, este mai greu de explicat cum
se conserva energia. Fiindca nu am avut alta idee, am presupus ca
energia produsa de motor "se transfera" in acumulatorul campului, cel
care produce frânarea.
Daca stie cineva altceva in legatura cu conservarea energiei in acest caz,
si poate sa dea o explicatie logica, este binevenit.

Vis-a-vis de răspunsul tău virgile (cel verde, nu cel 48), lucrurile nu se rezumă la principiul acțiunii și reacțiunii, ci la inerție, sau la ceea ce înseamnă masă, sau la amândouă dacă le consideri unul și același lucru.

Pentru că forța este produsul masă ori accelerație.
Care masă ?
Exact aceea care apare când împingi corpul.
Cu cât corpul are o masă mai mare, cu atât el se opune mai mult schimbării stării de mișcare și este nevoie de o forță mai mare pentru a-i schimba starea mișcare.
Forța newtoniană, cea din F=ma, nu ține cont de forța de reacțiune cu care răspunde corpul tocmai din acest motiv.
Eu cred că în situația de față, cea din mesajul inițial, nu are rost să ne pierdem în detalii de acest gen.

Cu cât corpul are o masă mai mare, cu atât el se opune mai mult schimbării stării de mișcare și este nevoie de o forță mai mare pentru a-i schimba starea mișcare.

.Dl. Curiosul! Asta nu inseamna ca masa corpului tine corpul ancorat in spatiu pe nivelul lui de miscare?.

Adrian Gheorghe a scris:

Cu cât corpul are o masă mai mare, cu atât el se opune mai mult schimbării stării de mișcare și este nevoie de o forță mai mare pentru a-i schimba starea mișcare.

.Dl. Curiosul! Asta nu inseamna ca masa corpului tine corpul ancorat in spatiu pe nivelul lui de miscare?.

Înțeleg unde bați tu.
Mai degrabă aș spune, vi-a-vis de faptul că un corp este ancorat pe nivelul lui de mișcare, că aceasta se datorează altor factori , nu masei propriu-zise.
Am încetat să mai vorbesc despre asta, dar te întreb și pe tine.
Dacă o forță nu acționează asupra corpului, are corpul masă ?

curiosul a scris:Vis-a-vis de răspunsul tău virgile (cel verde, nu cel 48), lucrurile nu se rezumă la principiul acțiunii și reacțiunii, ci la inerție, sau la ceea ce înseamnă masă, sau la amândouă dacă le consideri unul și același lucru.

Pentru că forța este produsul masă ori accelerație.
Care masă ?
Exact aceea care apare când împingi corpul.
Cu cât corpul are o masă mai mare, cu atât el se opune mai mult schimbării stării de mișcare și este nevoie de o forță mai mare pentru a-i schimba starea mișcare.
Forța newtoniană, cea din F=ma, nu ține cont de forța de reacțiune cu care răspunde corpul tocmai din acest motiv.
Eu cred că în situația de față, cea din mesajul inițial, nu are rost să ne pierdem în detalii de acest gen.

Tu ai intrebat ce se intampla cu energia cand impingi un perete. Eu ti-am spus ca energia se va intoarce inapoi prin respingerea ta in sens opus fortei initiale, pe principiul actiunii si reactiunii.

OK, am înțeles, ai fost mai clar acum.

virgil a scris:
Tu ai intrebat ce se intampla cu energia cand impingi un perete. Eu ti-am spus ca energia se va intoarce inapoi prin respingerea ta in sens opus fortei initiale, pe principiul actiunii si reactiunii.

Fizica oficiala nu recunoaste un consum de energie in acest caz, fiindca
nu se produce nici o deplasare sau o viteza. Am citit intr-o carte de
fizica o precizare care arata ca efortul facut de un halterofil
pentru a mentine haltera deasupra capului(nu de a o ridica pana acolo)
nu reprezinta consum de energie mecanica ci numai fiziologica.
De aceea trebuie sa credem ca a mentine o nava cosmica la punct fix in
camp, cu participarea motorului, nu necesita producere de energie.
Desi înafara campului, motorul la acelasi regim de functionare
ar i-ar fi asigurat navei o anumita viteza, deci energia produsa era
recunoscuta. La simularea amintita, in camp nu se produce energie
iar in spatiul liber se produce, motorul functionand lafel. Ceace este
dubios!

Probabil că situația din mesajul inițial poate fi prezentată mai simplu și s-ar putea ca nelămurirea ta să nu fie tocmai o ciudățenie, ci doar o interpretare greșită sau incompletă a situației, dar să vedem. Reiau  partea de început din textul scris în alt subiect despre această animație.

Presupunând centrul câmpului centrul acestui cerc, copul trebuie să aibă o mișcare în acel câmp față de centrul acestuia asemănătoare celei din stânga, dacă viteza de la care pleacă este zero față de centrul câmpului, mișcarea fiind una infinită dus/întors. Dar de aici putem destul de ușor să concluzionăm că energia necesară pentru propulsarea din centru până la înălțimea r, adică raza cercului, este egală cu exact energia cinetică pe care o are corpul când ajunge în centru. La fel de bine, relaționând concluzia cu situația prezentată n acest topic, ajungem să constatăm că într-un câmp gravitațional constant cu accelerație gravitațională g, energia necesară pentru a propulsa un corp de masă m de la înălțimea h la înălțimea h' este egală cu energia cinetică pe care o are corpul când revine în cădere liberă la înălțimea h.

Așadar, în situația noastră putem reproduce calculele luând în considerare acest aspect.
Acum hotărăște tu ce vrei să fie constant, aceeași distanță parcursă în cădere liberă sau aceeași perioadă de timp în care același corp de masă m se află în cădere liberă.
În situația asta, eliminăm inconvenientul ce ar apărea prin energia potențială.
Eu zic că este corect dacă reproduc calculele doar la energia cinetică pe care o are corpul când revine în locul din care a fost propulsat fără să luăm în calcul energia potențială.
Este adevărat ?

Nu mă întreb pe mine singur, , întrebările îi erau adresate lui virgil_48, dar am uitat să-i menționez numele. Îl aveam în minte și mă gândeam că este clar cu cine vorbesc.

Virgil_48, plecăm de la faptul că energia necesară pentru a propulsa un corp de masă m de la înălțimea h la înălțimea h' este egală cu energia cinetică pe care o are corpul când revine în cădere liberă la înălțimea h.
În cazul în care aceeași forță de propulsare acționează același interval de timp asupra aceluiași corp de masă m în câmpuri gravitaționale cu accelerație gravitațională diferită, va duce la o propulsare a corpului până la înălțimi diferite în fiecare câmp în parte, iar în cădere liberă, pentru a reveni din nou la înălțimea de la care a fost propulsat va fi nevoie de perioade de timp diferite T și T'.

În acest caz, energiile cinetice pe care le va avea corpul de masă m când revine în cădere liberă la aceleași înălțimi de propulsare, vor fi și respectiv .

Ceea ce înseamnă că aceste valori le vor avea și energiile consumate pentru producerea aceleiași forțe F aceeași perioadă de timp t pentru a urca corpul în câmp.
După cum vedem, se schimbă complet concluziile problemei.

Am procedat (gândit) corect ?
Eu zic că da.

Eroarea de raționament în ceea ce este prezentat în primul mesaj din acest topic se regăsește în faptul că se ia în calcul doar bilanțul energetic pe perioada de timp t, cât acționează forța F.

Dar dacă forța F produce o accelerație mai mare ca g și g', iar aceasta acționează asupra corpului o perioadă de timp t, energia consumată pentru producerea forței F pentru aceeași perioadă de timp t, în ambele cazuri, se regăsește și în drumul ulterior parcurs de corp după ce forța F nu mai acționează.

Nu este corect și suficient considerarea faptului că energia consumată de forța F, după ce acționează o perioadă de timp t se regăsește doar în energia cinetică și potențială de la înălțimea h la care ajunge corpul după perioada de timp t.
Pentru că după ce forța nu mai acționează corpul va mai urca o anumită înălțime, iar energia pentru această mișcare suplimentară se datorează tot forței F ce acționat perioada de timp t.

Deci, în concluzie, în acest tip de situație, energia completă folosită de forța F pentru a propulsa corpul se regăsește doar în energia potențială pe care o are corpul la înălțimea maximă la care îl aduce forța după ce acționează asupra corpului perioada de timp t.
În cădere liberă, energia lui potențială de la aceea înălțime maximă este egală cu energia cinetică pe care o dobândește corpul în cădere liberă când reajunge la înălțimea inițială de la care a fost propulsat.

Conservarea energiei în câmp gravitațional funcționează perfect, iar ecuațiile de mișcare, ale energiei potențiale și cinetice descriu exact această lege de conservare.

curiosul a scris:Să plecăm de la presupunerea că cele trei enunțuri de mai jos sunt toate certitudini :

În orice câmp gravitațional, pentru același corp de masă m:
- aceeași forță îi produce aceeași accelerație (1),
- pentru producerea forței un același timp t, se consumă aceeași cantitate de energie (2),
- energia consumată pentru propulsarea pe verticală se regăsește complet în energia cinetică și potențială din momentul t (3).

Concluzia este că enunțul 3 nu este tocmai corect.
Dacă forța este constantă pe durata de timp t, la încetarea acțiunii forței pentru propulsarea pe verticală a corpului, acesta își va continua mișcarea pe verticală din inerție, până când va ajunge la viteză zero datorită acțiunii forței de greutate în sens opus, urcând până la o înălțime maximă H.

Deci enunțul 3 nu este corect, iar energia consumată pentru propulsarea pe verticală se regăsește complet doar în diferența de energie potențială dintre înălțimea maximă H până la care urcă corpul din inerție la încetarea acțiunii forței și înălțimea h de la care a fost propulsat.