К списку форумов К списку тем
Регистрация    Правила    Главная форума    Поиск   
Имя: Пароль:
Рекомендовать в новости

ни один механизм не даёт выигрыша в работе?

Гость
0 - 19.10.2014 - 19:40
вопрос к знатокам механики:
со школьной скамьи мы знаем, что сабж (что следует из закона сохранения энергии). Но - как же велосипед? Что, разве он не даёт выигрыша в итоговой работе?

Формализуем задачу:
Есть я - 70 кг, и велосипед - 15 кг. Нам с велосипедом надо совершить одну строго заданную работу: переместиться на расстояние s.

Вариант1: я сажусь на велик, и преодолеваю расстояние s с минимальной затратой сил F1.
Вариант2: я взваливаю велик себе на горб, и проползаю то же расстояние s, затратив существенно больше сил (если точнее: приложив существенно большую силу) F2>>F1.
Что же получается? Результат один и тот же, работа одна. Но: A=F1*s, и A=F2*s >> F1*s.

Как же так?



Гость
41 - 21.10.2014 - 20:28
... просыпаешься, а голова в тумбочке. Спартака по недогляду прикупил.
42 - 21.10.2014 - 20:31
41-drdrdr > в90-е годы, во время расцвета "демократии" и зарождения дикого капитализма, бывало и похуже..
Гость
43 - 22.10.2014 - 08:30
Кот Шрёдингера (31):
чувак действительно мастеровитый. Но именно этот кадр - полный идиотизм. Ну подумайте, на кой чёрт он полез с великом на эту скалу? Только чтобы кадр эффектный сделать? Понятно же, что и спускаться он с неё будет не на велике.
Этим кадром он говорит нам: "Смотрите какой я болван, залез на эту скалу с великом, чтобы он мне тут только мешал".
(сорри за офф)

вернёмся к механике:
для перемещения человек лишь небольшую часть времени прикладывает усилие к педалям, основное перемещение осуществляется за счёт качения (по инерции) при минимальных затратах на преодоление трения
прекрасно! Вот это ясное и внятное объяснение кардинальной разницы между эфективностью человека и велосипеда как движителя.
Велик движется сам. Всё что от нас требуется - компенсировать затраты на трение (небольшие, при отлаженности всех механизмов).
Ноги сами не движутся (разве что по льду). Поэтому нам необходимо всё время совершать работу по поднятию одной ноги, и оталкиванию другой, чтобы двигаться. Отсюда бОльшие энергозатраты при движении по ровной горизонтальной поверхности.

Но, при движении по сильно наклонной поверхности вверх, или по сильно неровной поверхности - затраты на преодоление трения велосипедом резко возрастают - и тогда переставление ног становится более эффективным движителем. (велопутешественники знают, что в большую горку легче закатить велик пешком, чем на нём заехать)
Т.е. ноги - более универсальный движитель, приспособленный под различные условия перемещения. Велик - движитель, оптимизированный под ровную горизонтальную поверхность.
44 - 22.10.2014 - 10:42
Человек немного по-другому ходит, он сначала переносит центр тяжести, освобождая ногу, переносит ногу вперёд, потом смещением центра тяжести нарушает равновесие и падает на неё.
Кажется мелочь, но различие принципиальное, во время падения на ногу в мышцах аккумулируется кинетическая энергия, потом она высвобождается.
Гость
45 - 22.10.2014 - 17:29
Цитата:
Сообщение от Кот Шрёдингера Посмотреть сообщение
а самолёты и ракеты – реактивным соплом.
Эначит АН-2 не самолёт?
Цитата:
Сообщение от йцукeн Посмотреть сообщение
Это та работа, которую нужно совершить, чтобы привести (приводить) механизм в действие. В случае с велосипедом - работа ногами по верчению педалей.
Тогда как быть со случаем, гогда велосипед приподнят и колеса крутятся в воздухе. Используйте термины правильно.
46 - 22.10.2014 - 17:58
45-x_05772 >
Ну, я просто постеснялся прямо написать, что 05772 безграмотный, умничает с орфографическими ошибками, привёл первую попавшуюся статью из энциклопедии, так что претензии к составителям, не ко мне. ;)
Гость
47 - 22.10.2014 - 18:26
45-x_05772 > Вы о чем? Хотите сказать, что когда механизм не нагружен, то работа не совершается? Если да, то этот случай не имеет отношения к теме (хотя и он подпадает под приведенное в (0) правило).
48 - 23.10.2014 - 00:09
47-йцукeн >
Механическая работа не совершается, только термодинамическая. :)
Неужели я зря ссылку давал?
http://www.nado5.ru/e-book/mekhanicheskaya-rabota
Гость
49 - 23.10.2014 - 07:37
48-Кот Шрёдингера > А вы о чем? Ну, ребята, вы даете... Видимо, ночью-таки лучше спать.
Гость
50 - 26.10.2014 - 23:40
При ходьбе инерция центра масс, движущегося по скачкообразной траектории, имеет вертикальную составляющую, которую теряем при каждом шаге.
Гость
51 - 28.10.2014 - 21:11
0
как так
в школу ходить надо было
работа=сила*расстояние=сила*скорость*время

архимед? рычаг?
не, не слыхали :0()
Гость
52 - 01.11.2014 - 11:12
Цитата:
Сообщение от ops Посмотреть сообщение
ни один механизм не даёт выигрыша в работе?
Хе.... Механизм "велосипед" уменьшает потери. Категорически уменьшает потери при хотьбе.
Отсюда и "выигрыша" в энергии нет. Категорический "выигрыш" в её перераспределении.
Гость
53 - 01.11.2014 - 11:13
Цитата:
Сообщение от ops Посмотреть сообщение
Нам с велосипедом надо совершить одну строго заданную работу: переместиться на расстояние s.
При этом ваша потенциальная - кинетическая энергия не изменится. Вообще. Ни какой работы вы не совершите. КПД процесса - ноль.
Гость
54 - 01.11.2014 - 13:09
ок, дальше закономерный вопрос:
можем ли мы представить механизм, ещё более эффективный чем велосипед, с точки зрения потерь энергии, для прямолинейного движения?
Гость
55 - 01.11.2014 - 13:26
54-ops > отсутствие механизма, например доска с магнитным подвесом.
Гость
56 - 01.11.2014 - 13:29
54-ops > Можем. Но кроме велосипеда этот механизм должен включать в себя также идеально ровную дорогу без перепадов высоты, желательно под герметичным навесом (чтобы ветра не было). Или вообще из-под навеса выкачать воздух, чтобы не сопротивлялся, асфальт заменить жидким гелием, а велосипед - сверхпроводниковой платформой. Отпихнулся от одного конца - и едь себе сколько хочешь без всяких затрат энергии!
Гость
57 - 01.11.2014 - 21:27
Lomm, йцукeн - думаю, стоит дополнить: механизм должен приводиться в действие исключительно мускульной силой оператора.
Если можете предложить такой магнитный подвес, выкачиватель воздуха из-под навеса и т.д. - и затраты мышечной силы на всё это будут меньше, чем на кручение педалей обычного велика - тогда пойдёт.
Гость
58 - 02.11.2014 - 07:51
57-ops > А велики делать тоже исключительно с использованием мускульной силы? Для чистоты идеи надо бы.
59 - 02.11.2014 - 10:51
Цитата:
Сообщение от ops Посмотреть сообщение
выкачиватель воздуха из-под навеса
Нудануда ))) И ездить в скафандре )
Гость
60 - 02.11.2014 - 15:57
Цитата:
Сообщение от ops Посмотреть сообщение
Как же так?
Ух сколько написано. Можно ведь проще.
И лучше поделить на два аспекта - физический и метафизаческий.
Физический - яснее, философский - полезнее.

Физический:
Оценочный расход энергии из расчета кДж/(км*кг):
1.6 езда на велосипеде,
3.8 ходьба/бег

Вариации конечно зависят от многих факторов, как то трение качения, сопротивление воздуха, стиль ходьбы бега, сидеть легче чем стоять и т.д. Пренебрегаем всем этим и грубо полагаем для простоты - езда на велосипеде в два раза эффективнее по затрате энергии против ходьбы. Отмечаем важную оговорку. В ОТНОШЕНИИ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА КАК ИНДИКАТОРА ЭФФЕКТИВНОСТИ. То есть, никаких нарушений законов термодинамики.

Опять.
Цитата:
Сообщение от ops Посмотреть сообщение
Как же так?
Вот так вота. Эффект рекуперации энергии при ходьбе и есть в два раза сильнее. На что и расходуется энергия "неэффективно" с точки зрения горизонтального перемещения. При каждом шаге надо создавать кинетическую энергию одной ногой и гасить ее второй ногой.

На велосипеде же, рекуперация сказывается лишь при торможении. В остальном это благотворный эффект первого закона ньютора, закон инерции. Сиди и катись.

Теперь по метафизике:
Что типа, природа не оделила нас эффективным способом изначально. Не понял, чем не оделила? Мы-то ездим на велосипедах. Или есть некоторые не считающие себя частью природы?

Там была такая история. Природа, посмотрев на все разнообразие созданных ею форм, решела поделить их на первичные и производные от первичных. Подшипник скольжения, например, отнесла к первичным. Мы найдем много живых форм основанных на нем. А вот подшипник качения к "производным". Поэтому и нет в живой природе аналога. Сложно генерируется, интегрируется и трудно ремонтируется. Даже в современных ДВС в коленвалах на шатунных опорах подшипники скольжения, качения лишь на опорах коленвала. У человека это коленная чашечка.

Поскупилась природа на эффективности? Не. Она использовала принцип универсальности как самый главный. А удобства, это дело привычки и изобретательности.
Гость
61 - 02.11.2014 - 17:34
Цитата:
Сообщение от йцукeн Посмотреть сообщение
Вы о чем? Хотите сказать, что когда механизм не нагружен, то работа не совершается?
Я о том, что как называется. КПД это для устройств, имеющих вход и выход энергии. Редуктор, всякие двигатели и трансформаторы. Велосипед это транспортное средство. А для них есть затраты энергии на тоннокилометры, пассажирокилометры. А термин "работа" было бы хорошо убить. Как в своё время сделали с весом.
Для любознательных Белецкий двуногая ходьба скачать
Цитата:
Сообщение от Бенгальский Посмотреть сообщение
На велосипеде же, рекуперация сказывается лишь при торможении. В остальном это благотворный эффект первого закона ньютора, закон инерции. Сиди и катись.
Жуткая каша. Всяческие законы открыл Галилео Галилей. ньютор тут не причем.
Если совсем просто, то экономия на велосипеде из-за из-за отсутствия неизбежного движения тела вверх-вниз при ходьбе.
Гость
62 - 02.11.2014 - 18:41
Цитата:
Сообщение от xo57722 Посмотреть сообщение
Цитата: Сообщение от йцукeн Вы о чем? Хотите сказать, что когда механизм не нагружен, то работа не совершается?

Я о том, что как называется. КПД это для устройств, имеющих вход и выход энергии. Редуктор, всякие двигатели и трансформаторы. Велосипед это транспортное средство. А для них есть затраты энергии на тоннокилометры, пассажирокилометры. А термин "работа" было бы хорошо убить. Как в своё время сделали с весом.
А вас не смущает следующий момент: если о работе можно сказать "совершается", то к энергии этот глагол никак не подходит? :) Т.е. энергия и работа - отнюдь не одно и то же. Механическая энергия может дремать спокойно сколько угодно времени и никак внешне не проявляться, пока с ее использованием не совершат некую работу. Т.е. работа - это, по сути, не некий атрибут системы (как энергия), а процесс. Процесс использования имеющейся в системе энергии для благих (или не очень) нужд заинтересованного лица. Топикстартера как раз и интересует этот процесс, а вовсе не имеющиеся у него в организме запасы энергии:)
То же - о весе. Никто его не убивал. Как он был силой давления на опору, так и остался. Если что в весе и убили, то только неграмотное отождествление его с массой.
В общем, не стоит отказываться от обозначения каких-то понятий только потому, что некоторые граждане иногда трактуют их некорректно.
Гость
63 - 02.11.2014 - 19:50
Цитата:
Сообщение от Бенгальский Посмотреть сообщение
В ОТНОШЕНИИ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА КАК ИНДИКАТОРА ЭФФЕКТИВНОСТИ.
добавить бы надо. ..ПО ПРИЕМЛЕМО РОВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ.
Но есть решение для частного случая. А так ноги рулят "для всего".
Гость
64 - 02.11.2014 - 19:53
..но есть .. В смысле ".. это есть .."
Гость
65 - 03.11.2014 - 10:56
Цитата:
Сообщение от йцукeн Посмотреть сообщение
А вас не смущает следующий момент: если о работе можно сказать "совершается", то к энергии этот глагол никак не подходит? :)
В каждой науке используются термины.

По поводу смущения сюда http://forums.kuban.ru/f1064/

По поводу глаголов http://forums.kuban.ru/f1153/
Цитата:
Сообщение от йцукeн Посмотреть сообщение
Т.е. энергия и работа - отнюдь не одно и то же.
В науке физика слово работа используется в составе узких терминов: работа выхода электрона....
Ещё раз: перестаньте спорить о многосысленной "работе".
Гость
66 - 03.11.2014 - 11:54
65-xo57722 > Да, у сильно продвинутых специалистов такое бывает: углубление в частности разрушает целостную картину того поля, в котором они копаются (только, ради бога, не направляйте меня в раздел http://forums.kuban.ru/f1569/!).
В этом случае может помочь периодический возврат к азам. Например, к учебнику физики Пёрышкина для 7-го класса: http://www.alleng.ru/d/phys/phys216.htm. Глава 4 "Работа и мощность. Энергия".
Почитайте, будет интересно! Вы откроете для себя много хорошо забытого старого.
Гость
67 - 03.11.2014 - 12:23
Цитата:
Сообщение от йцукeн Посмотреть сообщение
много хорошо забытого старого
Старого барахла. К сожалению, единственный хороший учебник это геометрия Киселева. Потому что писалась для гимназистов.
--
каков КПД у мясорубки, часов, воздушных шаров??
Гость
68 - 03.11.2014 - 13:00
67-xo57722 > О кпд я ничего не писал.
Топикстартер задался вопросом: почему считается (например, у Пёрышкина написано), что ни один механизм не дает выигрыша в работе, хотя все знают, что велосипед дает? Я попытался разубедить его в этом. К возникшему в этой теме спору о кпд велосипеда отношения не имею.
Гость
69 - 03.11.2014 - 13:31
Ёроол Гуй (59):
ого, это велик для езды по Луне? Сколько же он весит, под центнер?

Бенгальский (60):
здраво про подшипник
Гость
70 - 03.11.2014 - 14:37
Цитата:
Сообщение от йцукeн Посмотреть сообщение
не дает выигрыша в работе, хотя все знают, что велосипед дает?
Ещё раз. Для транспортных средств главная характеристика - затраты энергии или её эквивалента на тоннокилометр или пассажиро
Почему с велосипедом затраты меньше уже написано.
Гость
71 - 03.11.2014 - 17:59
70-xo57722 > Ещё раз. Вопрос в заголовке темы - не мой. Вы можете рассказать всё это автору предыдущего сообщения. Мне - не надо:)
Гость
72 - 03.11.2014 - 22:32
Цитата:
Сообщение от ops Посмотреть сообщение
Бенгальский (60): здраво про подшипник
Подшипник скольжения это наше все. Выдерживает самые большие нагрузки. Без него никак. Но, но. Это лишь присказка. А сама сказка наверное в том, что процесс первичен, а модель лишь попытка его формально описать. По жизни обычно делаем наоборот. Но природу-то не обманешь.


К списку вопросов
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск




Copyright ©, Все права защищены