Энергия механического движения

В книге А. В. Шепелева «Механика» мы находим все основные уравнения применимые к механическому движению.

Нас интересуют законы сохранения. На странице 30 мы находим вывод уравнения для работы и кинетической энергии движущегося тела с массой m.

Найдём работу по перемещению тела из точки M в точку N.

Воспользуемся вторым законом Ньютона, чтобы определить какие изменения происходят с движущим телом, если над ним совершается работа. Подставим.

произведение массы на производную от скорости, то есть на ускорение, вместо F в выражении для работы:

Используем теперь, что.

производная от радиус-вектора есть скорость. В результате получаем:

или.

Величина.

называется кинетической энергией частицы. Кинетическая энергия — это так энергия, которая обусловлена его движением. Как и работа энергия измеряется в Джоулях. Последнюю формулу можно переписать в виде:

которая означает, что кинетическая энергия равняется сумме его исходной кинетической энергии и работы совершённой над телом.

В книге А. В. Шепелева другое обозначение физических величин:

m — масса;

r — координата (расстояние);

t — время.

Формула энергии механического движения была первой, в которой была применена первообразная 2-го порядка. Как возникла эта формула?

Теоретически, превообразная 2-го порядка должна связывать энергию 1-го уровня и энергию 3-го уровня.

Но в природе нет первообразных 2-го порядка.

В природе интегрирование происходит до первообразной 1-го порядка. После этого результирующая (просуммированная) субстанция становится несоизмеримой с первоначальной.

Для примера:

1-й уровень энергии — это время.

Интегрирование в механической иерархии до второго уровня происходит по формуле:

(3.1).

Где L — координата, V — скорость.

Время и координата уже независимы и несоизмеримы, и потому не имеет смысла интегрировать до первообразной второго порядка.

Формула (6.3.1) говорит о том, что время, накапливаясь превращается в координату.

В физике, чтобы получить механическую (кинетическую) энергию, интегрируют импульс, по скорости:

(3.2).

Но если проделать такую операцию, то получим:

На самом деле первообразная 2-го порядка вычисляется для координаты ускоренного движения. Но далее она легко приводится к выражению (6.3.3).

Итак, мы имеем выражение для механической энергии движения.

Но в механической иерархии энергий есть уже уравнение, связывающее 3-й уровень энергии (механическая энергия) и скорость.

Рассмотрим вывод этого уравнения.

Затем выразим координату L через силу F:

Подставим (3.5) в уравнение (3.4).

Отсюда:

(3.7).

И далее следует:

(3.8).

То есть энергия движения определяется уравнением:

(3.9).

Что немного отличается от выражения (3.3). Ровно на половинку.

И формула вида (3.3) вступает в противоречие с основными законами физики.

Да, формула (6.3.3) имеет размерность энергии 3-го уровня (Джоуль), и найдена она посредством интегрирования. Но формула (6.3.9) найдена без интегрирования, на основе основных законов физики.

Я могу сделать вывод, что формула кинетической энергии движущегося тела:

ложная, потому что она противоречит основным законам физики.

Верной формулой является уравнение:

(3.9).