Скачать + смотреть онлайн

видео 2022

бесплатно в хорошем качестве HD

Строго запрещено смотреть анал видео. Крутые - все самые шикарные мамки видео. Мега лучший пердос video.

PhysBook
PhysBook
Представиться системе

Kvant. Потенция

Материал из PhysBook

Стасенко А. «Потенция» и «живая сила» // Квант. - 2012. - № 5. - С 42.

По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала "Квант"

Но глуповцы тоже были себе на уме.
Энергии действия они с большою находчивостью
противопоставили энергию бездействия.
М.Е.Салтыков-Щедрин. История одного города

Да разве есть такая энергия - энергия бездействия? А вот и есть! Она называется потенциальной энергией (от англ. potential - возможный). Сжатая пружина, высокогорный снежный пласт, пластины заряженного конденсатора, социальное расслоение ... - вот примеры источников потенциальной энергии, которая может перейти в кинетическую, или, как говорили в средние века, в «живую силу». Так, пружина толкает груз, снежная лавина сметает все на своем пути, разряжающийся конденсатор нагревает электрическое сопротивление, русский бунт - «бессмысленный и беспощадный», как его называет А.С.Пушкин в повести «Капитанская дочка», - уравнивает в бедности оставшихся в живых.

Физике, которая стремится к фундаментальной простоте, сильно повезло: важнейшие законы взаимодействия тел и зарядов описываются удивительно простыми зависимостями силы и энергии от расстояния r между этими (точечными) телами и зарядами.

Вспомним закон всемирного тяготения Ньютона и закон Кулона: сила взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния, а потенциал, т.е. потенциальная энергия в расчете на единицу массы или заряда, обратно пропорционален первой степени расстояния:

$F\sim \pm \dfrac{1}{{{r}^{2}}},\ \ \varphi \sim \pm \dfrac{1}{r}.$.

Здесь знак «плюс» говорит об отталкивании одноименных зарядов, а знак «минус» - о притяжении разноименных. Это - в случае электростатики. Гравитирующие же тела всегда притягиваются, и для них в приведенных соотношениях справедлив только знак «минус».

А вот для растянутой (или сжатой) пружины сила пропорциональна первой степени деформации r и обязательно со знаком «минус» - ведь это возвращающая (!) сила, а потенциал пропорционален квадрату этой деформации:

$F\sim -r,\ \ \varphi \sim {{r}^{2}}.$

Эти простейшие потенциалы (повторим - потенциальные энергии в расчете на единицу массы или заряда) изображены на рисунке 1. Рассматривая этот рисунок, можно понять, откуда, у физиков возник образ «потенциальной ямы». Приведенные кривые (сплошные линии) похожи на сечение стенок сосуда, по которым «шарик» - точечная масса или заряд противоположного знака - стремится соскользнуть на дно. Аналогично, случай расталкивания одноименных зарядов соответствует соскальзыванию с «горки» (пунктирные линии). Обратим внимание на то, что координата r слева от нуля вовсе не отрицательна - на рисунке показано сечение тела вращения, имеющего ось φ.

Рис. 1. Потенциалы гравитационного и электростатического взаимодействий и потенциал деформации

Можно наглядно реализовать «потенциальную яму» при помощи мокрого куска мыла, поместив его первоначально у верхнего края ванны и отпустив. Если бы не потери энергии на трение и сопротивление воздуха, колебания куска мыла продолжались бы вечно.

Но есть и более сложные зависимости - например, потенциальная энергия (потенциал φ) взаимодействия пары молекул (рис. 2). Понятно, что значение расстояния rm между центрами этих молекул, соответствующее минимуму потенциальной энергии, описывает конденсат. При больших расстояниях (r > rm) происходит взаимное притяжение молекул газа, здесь $\varphi \sim -\dfrac{1}{{{r}^{6}}}.$ При меньших расстояниях (r < rm), когда газ становится жидкостью или твердым телом, попытка сблизить эти молекулы приводит к резкому противодействию: им снова предлагают вернуться в потенциальную яму. Чтобы подчеркнуть очень резкую зависимость от r на этой ветви кривой, предложено взять $\varphi \sim \dfrac{1}{{{r}^{12}}}.$ В целом эта кривая зависимости φ от r представляет так называемый потенциал Леннард-Джонса.

Рис. 2. Потенциал взаимодействия двух молекул

А что это за пунктирная кривая на рисунке 2? Это - парабола, напоминающая потенциальную энергию деформированной пружины (см. рис.1). Дело в том, что физикам очень нравятся простые колебания - гармонические, происходящие внутри параболической ямы. И отклонение реальной потенциальной ямы от параболической физики назвали мерой ангармоничности. Но любые колебания - это переход одной энергии (например, потенциальной) в другую (кинетическую) при сохранении их суммы. Это и есть закон сохранения механической энергии (если пренебречь ее потерями).

И опять вспоминается А.С.Пушкин (поэма «Руслан и Людмила»):

...И в той долине два ключа:

Один течет волной живою,
По камням весело журча,

Тот льется мертвою водою.

Точнее было бы сказать, что второй («тот») ключ напоминает водохранилище, питающее электростанцию. Однако, оба ключа помогли храброму Руслану - конечно, не без помощи колдуна. Похоже, тот был физиком.

Смотреть HD

видео онлайн

бесплатно 2022 года