Mindenki emlegeti, mintha tudná mi is az, de tényleg:
Mi az energia? Milyen megjelenési formái vannak? Melyik megmaradó és melyik nem az? Melyik ekvivalens mással, és ki az a más??
Vegyünk egy olyan motort, aminek nem képes forogni a tengelye. Adjunk rá energiát. Az energia hány százaléka fog mozgási energiává és hány százaléka fog hővé alakulni?
Gézoo, szerintem egy kemény dióba haraptál... Ez csak a jéghegy csúcsa. Pl. az Univerzum megteremtése óta minden energia hővé alakul. Igaz ez a Földünkre is. Akkor az eltelt párszáz millió év alatti hőfejlődés miért nem forralta fel bolygónkat? Valszeg lennie kell valamilyen energiamegsemmisítő folyamatnak-folyamatoknak.
Mindegy minek nevezed, motornak vagy hősugárzónak, a befektetett 40J-t visszakapod és aztán a berendezéstől függ, hogy mihez kezd vele.
Nézd úgy a helyzetet, hogy van egy motorod, amivel felgyorsítod a testet, majd van egy generátorod, amivel lefékezed. Mivel szinte minden elektromos motor képes generátorként működni, ezért ez a két eszköz lehet egy is, azaz a motorral felgyorsítod, majd ugyanazzal a motorral, mint generátorral lelassítod a testet.
Ha villanyszerelőnek tanultál volna, akkor végeztél volna méréseket villanymotorral. És ha lett volna egy két két balkezes tanulótársad, mint nekem, akkor tudnád azt is, hogy mi a következménye, ha egy motort (véletlenül vagy szándékosan) menet közben az ellenkező irányba indítasz el: leveri a biztosítékot és olyan bazi meleg lesz, hogy az hihetetlen. A motor generátorként visszanyerte az energiát, amit mint ellenállás hővé alakított, ráadásul a tekercsek ebben az esetben gyakorlatilag rövidre zárt állapotban vannak (persze 3 fázisú aszinkron motorról beszélek) és még a nagyon nagy átmenő áram is melegíti. Szóval a mozgási és az általad közölt elektromos energia is a motort melegíti amitől az jól fel is melegszik...
Nos, megszoktam, hogy én vagyok az egyetlen aki az óra elején tudja a tananyagot. ( Igaz néha az óra végén is így érzem.)
Így jöhet "szembe" mind a 150 hallgató, hogy szavazással eldöntik, hogy én tudom rosszul.
Úgyhogy a példálózás és sértegetés helyett azt mutasd meg, hogy hol van az az energia ami szerinted megmaradt! Megmaradt mind a 40 J vagy csak valamely része?
Ha továbbra is csak mellé fogsz beszélni, abból mindenki látni fogja, hogy
szerinted sem megmaradó az energia, mert azt megmutattad, hogy hogyan semmisól meg, de azt még nem, hogy hogyan marad meg.
Felgyorsítod az m tömeget v sebességre, amihez 0.5*m*v2 energiát használsz fel. Majd lefékezed az m tömeget 0-ra, ekkor nyilván ugyanezt az energiát visszakapod valamilyen formában (akár úgy, hogy a féktárcsán hővé alakul) Ezt a ciklust tetszőleges számúszor ismételheted, az energia mérleg mindig 0 lesz (feltételezve persze, hogy nincs semmilyen veszteség)
"A rezgetés a világűrben -- nincs alátámasztás, nincs föld amely láthatatlanul elnyelné a rezgéseket., és amire ráfoghatnánk, hogy átvette az energiát.."
A világűrben lebegő ilyen szerkezet rezegtetése nem kerül energiába, ha nincs súrlódás, ezért nem is kell energiát befektetni, tehát nincs ami elvesszen...
Ez lassulásra is érvényes? Mert akkor a sok részecskeütközés miatt már a Nagy Bumm utáni első pár másodperben eltűnt minden energia a Világegyetemből:-)
A tömegek önmagukkal ellentétes irányú gyorsulásaira fordított energia elvész.
Nem alakul sem hővé, sem semmivé..
A rezgetés a világűrben -- nincs alátámasztás, nincs föld amely láthatatlanul elnyelné a rezgéseket., és amire ráfoghatnánk, hogy átvette az energiát..
"Na és miért kell befektetni? Hova tűnik az az energia, amit folyamatosan be kell fektetni a forgás fenntartásához?"
Melegedni fog a talapzat, ami a rezgést a rögzítéshez vezeti. Ha ezt a szerkezetet rögzítés nélkül, valahol a világűrben képzeled el úgy, hogy nincs súrlódás sem, akkor nem szükséges energia a forgás fenntartásához - hiszen nincs ami a forgást lelassítaná.
"Persze, ha szupravezető lenne a forgórész, akkor egyáltalán nem kellene a felmelegeédsétől tartani, mert nem lenne ellenállása ami melegszik."
Akkor nem melegedne és nem is fogyasztana - illetve visszatermelné az energiát fékezéskor (aszinkron generátor lenne belőle az irányváltás idejére)
Ugyanez igaz az alternáló motorra: ha szupravezetőből építed a tekercset, akkor nincs ott veszteség, ezért a fékezéskor pont annyi energiát kapnál vissza, mint amennyit a gyorsításkor befektettél..
Két értelemben is a "veszteség" szót használtam.. félreérthető így..
Tehát a surlódás, áramok hőhatása, stb a mozgásra fodítható 90-95% energia szempontjából veszteség.. Azaz 5-10% a mozgás szempontjából "vész el" hővé stb alakulva.
A maradék 90-95% pedig folyamatosan gyorsításra fordítódik.
Ezen a folyamatosn gyorsításra fordított nem jelenik meg növekvő kinetikai energia készlet formájában. És így értve elveszítjük, azaz veszteség az energia mérlegből.
( Folyamatosan a rendszer kinetikai energiájának növelése és felemésztése
"Hogy is van ez? Van egy kiegyensúlyozatlan motorod, amit forgatsz? Ekkor természetesen a motor rezgésében veszik el az energia. Ha nem rezeg a motor, akkor nem kell energiát befektetni."
Na és miért kell befektetni? Hova tűnik az az energia, amit folyamatosan be kell fektetni a forgás fenntartásához?
A tömegek gyorsítására fordítódik.. Gondolkodj relativan! Az excentritásra ülve a motor folyton más irányba mozdul a rendszeredben.. Azaz folyton más irányba gyorsítódik.
Vagy ülhetsz a motorra is akkor a tömeg folyamatosan más irányba gyorsítódik.
De nézheted harmadik rendszerből is, akkor mindkettő egymáshoz viszonyítva folyamatosan gyorsuló mozgást végez, de közben a tömegközpont körül maradnak..
A folyamatos gyorsulás folyamatos energia eltűnést-megsemmisülést okoz.
2, az áram okoz melegedést.. Akkor is amikor a forgórész az egyik irányban van lemaradva a forgó mágneses mezőhöz relatívan és akkor is amikor a másik irányban van lemaradva.
Az áram nagysága a sebességgel és az -- adott tekerscs méretek állandósága mellett, -- a rákapcsolt feszültséggel arányos.
Nyílván a fékezéskor sem szabad túlterhelni, túlárammal a forgórészt.
Persze, ha szupravezető lenne a forgórész, akkor egyáltalán nem kellene a felmelegeédsétől tartani, mert nem lenne ellenállása ami melegszik.
3. Dettó? Ne villanyszerelőként gondolkozz. Próbálj meg relatívan gondolkozni.
1, "A teljes rendszer egy köríven belül megmarad, a bevezetett energia nem alakul hővé, nem súrlódik, nem rugózik, viszont folyamatosan megsemmisíti önmagát."
Hogy is van ez? Van egy kiegyensúlyozatlan motorod, amit forgatsz? Ekkor természetesen a motor rezgésében veszik el az energia. Ha nem rezeg a motor, akkor nem kell energiát befektetni.
2, Aszinkron motorokkal sokat foglalkoztam (lévén eredeti végzettségem szerint villanyszerelő vagyok), ezért elég sokat tudok róluk. Az általad említett elrendezésben minden energia a motor melegedésére fordítódik. A forgórész olyan meleg lenne, hogy szerintem kifolyna az alumínium öntvény :-)
3, dettó, az alternáló motornál is a melegedés viszi el az energiát...
Mennyire van hőszigetelve a doboz fala?Mert ha nincs teljesen leszigetelve,akkor figyelembe kell venni a dobozon kívűli környezetbe való hőáramlást.
Az atomok a hőmozgás során ide-oda rezegnek.De ők oszcillátorok és az ide-oda rezgésük miatt gyorsulnak és energiát sugároznak le.A lesugárzott energiának egy része visszaszolgáltatódik a gázmolekulák mozgásába.És egyensúly akkor áll be,ha az atomok ugyanannyi elektromágneses hullámot bocsátanak ki,mint amennyit elnyelnek.De ha a részecskék fallal való ütközésénél energia szivávárog ki a falon át,akkor sohasem tud beállni az energiaegyensúly,mert mindig több lesz az atomok energialesugárzása,mint energiafelvétele.És emiatt a gáz lehül.De ez a lehülés is exponenciálisan csökken,és mégiscsak beáll egy másik egyensúly,amikor olyan mértékű lesz a falon át a környezetbe való energiaáramlás,mint a környezetből a falon át a gázba való energiaáramlás.De fontos,hogy a termodinamika törvényeit egyensúlyi állapotokra érvényesek.Nemegyensúlyi állapotok részletgazdagsága elbonyolítja a helyzetet,és plussz információkat kell figyelembe venni.
Ha egy zárt dobozba bevezetünk energiát és a doboz belsejének energia készlete nem a bevezetett energia arányában növekszik, hanem pl csupán a bevezetett energia 10% hővé alakulva halmozódik a dobozban mert a többi energia elveszett,
A tömeg gyorsításakor nincs melegedés, csupán valamilyen (kémiai stb )energiát mozgási energiává alakítunk.
Ahogy olvashattam a kollégák ellenvetéseit, sokszor valóban vagy átadódik más rendszernek, testenek és úgy "tűnik el", vagy hővé alakulva.
Reggel ahogy elindultam rájöttem, hogy "jajj de csacsik vagyunk!"
1. Excenterről beszéltem tegnap és senkinek nem esett le a tantusz, hogy pusztán elegendő egyetlen motorra az össztömeg felét excenterként feltenni és folyamatosan gyorsíthatjuk az egész tömeg egyik felét az egyik, és a másik felét a másik irányba. A teljes rendszer egy köríven belül megmarad, a bevezetett energia nem alakul hővé, nem súrlódik, nem rugózik, viszont folyamatosan megsemmisíti önmagát.
2. Aztán eszembe jutott, hogy ha egy aszinkron motor tengelyére az össztömeg felét, lendkerékként tesszük, helyesebben akkora lendkereket teszünk, amelynek a momentuma egyenlő a motor és kiegészítőinek ugyanerre a tengelyre számított inerciájával,
akkor a felpörgetés is eszi az energiát és a tekercsek sorrendjének felcserésével szintén eszi "lassító módban", majd tovább ebben az irányban is gyorsítani fog.. amely irányban szerzett perdületet az eredeti irányú fázisvándorlással újfennt megsemmisíthetünk.
3. Innen jött a lineáris alternáló motor, ahol a két mozgatott tömeg szintén folyamatos fázisvándorlással-majd irányváltott fárzisvándolrással szintén megsemmisíti a bevezetett energia első felét a második fele.
Az egyik esetben sem adódik át, nem alakul át, nem sugárzódik le a bevezetett energia, hanem szimplán megsemmisíti önmagát. És ami a legszebb ez egészben: Minden jó megoldásnál szimplán teljesül a relativitási elv és ezzel a szimmetrikus aszimmetria elve.
"e pure si move" - mégis eltűnik - (A "mégis mozog" helyett tisztelegve Galilei elött azzal, hogy az eredeti mondását megváltoztatás nélkül idéztem.)
Ez, így gondolom, hogy mindenki számára egyértelmű és érthető..