- Koska ei ole absoluuttista liikettä, niin muuttuuko kappaleen liike-energia (Newtonilaisessa mallissa) tarkastelukordinaatiston mukaan?
Silloin tuntuisi, ettei liike-energiaa oikeastaan olekaan ennen, kuin kappale törmää tai sen nopeutta muutetaan jonkun suhteen. Onko kaikki energia tuollaista "potentiaalista"?
- Entä kappaleen suhteellisuusteoreettinen massa, sehän muuttuu myös tarkastelukordinaatiston mukaan. (samoin pituus ym.)
- Aiheuttaako suhteellisuusteoreettinen massan lisäys gravitaatiovaikutusta, vai onko se vain "hitautta". Entä muu energia ja gravitaatio?
Silloin tuntuisi, ettei liike-energiaa oikeastaan olekaan ennen, kuin kappale törmää tai sen nopeutta muutetaan jonkun suhteen. Onko kaikki energia tuollaista "potentiaalista"?
- Entä kappaleen suhteellisuusteoreettinen massa, sehän muuttuu myös tarkastelukordinaatiston mukaan. (samoin pituus ym.)
- Aiheuttaako suhteellisuusteoreettinen massan lisäys gravitaatiovaikutusta, vai onko se vain "hitautta". Entä muu energia ja gravitaatio?
Vastaukset 7
Vanhimmat
Vastaan tuohon suhteellisuusteoreettiseen massaan liittyen.
Monet koulukirjat opettavat, että kappaleem massa kasvaa kun sen nopeus lähenee valonnopeutta. Tämä on kuitenkin hyvin epäkorrekti ilmaisu. On totta, että kappaleen kiihdyttäminen käy aina vaan hankalemmaksi mitä enemmän nopeutta on. Sivusuttaissuunnassa kappale kuitenkin kiihtyisi yhtä helposti kuin levossa ollessaan. On väärin sanoa, että kappaleen massa kasvaa, sillä eihän massa ole mikään suunnattu suure.
Kyse on siitä, että kappaleen (liikesuuntainen) inertia kasvaa liike-energian funktiona. MAOLissakin oleva kaava liikemassalle antaa sellaisen massan, jolla olisi vastaava inertia kuin tuolla nopeasti liikkuvalla kappaleella jonka lepomassa on tiedossa. Usein puhutaan relativistisesta massasta.
Viisaammat korjatkoon, mikäli olen ymmärtänyt asian väärin.
Energia kait on jonkin systeemin sisällä.
Kappaleen liikkuessa sen liike-energia ei ole kappaleen sisällä (olevassa systeemissä) vaan kappale kuuluu systeemiin (tai koordinaatistoon), jossa se liikkuu ja siinä sillä on energiaa.
Liike pitää määritellä johonkin koordinaatistoon.
Jos meteoriitti törmää maahan, se ei ole sama tilanne, kuin maan törmätessä meteoriittiin, kun asiaa tarkastellaa ulkopuolelta.
Tässä ulkopuolelta tarkasteltuna maalla on paljon suurempi liike-energia, mutta sen liike ei paljoa muutu ulkoapäin tarkasteltuna, kun taas meteoriitti vaihtaa suuntaansa tai lähes pysähtyy.
> tarkastelukordinaatiston mukaan?
> kaikki energia tuollaista "potentiaalista"?
Kappaleilla on erilaista energiaa toistensa suhteen. Potentiaalienergia on toimimatonta vetovoimaa ja kineettinen energia on toiminutta sellaista. Asia riippuu nimenomaa tarkastelutason valinnasta. Useinhan se on lähellä maapallon pintaa oleva nollataso. Tavanomainen potentiaali-kineettinen-energia-tarkastelu nimenomaa edellyttää tietyn perustason valintaa, johon korkeutta verrataan.
Meteoriitin tapaus pitää käsitellä vähän eri tavalla, koska sillä on jo lähtökohtaisesti jokin nopeus, joka ei välttämättä perustu suoraan maapallon vetovoimaan. Kineettinen energia sen sijaan on edelleenkin laskettavissa, mutta nyt sillä on selkeä suunta, joka on ko. kappaleen liikesuunta. Samoin maapallolla on jokin nopeus ja suunta. Kunnollisessa törmäyksessä ko. energiat menevät jokseenkin nollaan ja niiden vaikutus näkyy kappaleiden muodonmuutoksena yms. Tietysti ne voivat vain hipaista toisiaan ja menetetty energia on vähäinen, mutta sekin voi aiheuttaa suunnan- tai nopeudenmuutoksia kummallekin.
se ei tunnu missään ennen, kuin kappale kohtaa toisen, jolla on eri liiketila samassa kordinaatistossa (kohtaaminen kai vaatiikin eri nopeutta).
Energian laatu olisi sitä miten ja mihin se voi muuntua.
> Energian laatu olisi sitä miten ja mihin se
> voi muuntua.
Liikkeeksi ja lämmöksi yleensä viime kädessä. Kappaleiden kiihdyttäminen vaatii energiaa ja lämpöävärähtelyn ylläpitäminen kiinteissä kappaleissa syö energiaa, koska sitä siirtyy kappaleesta pois koko ajan.
*- Koska ei ole absoluuttista liikettä, niin muuttuuko kappaleen liike-energia (Newtonilaisessa mallissa) tarkastelukordinaatiston mukaan?*
Kyllä, liike on suhteellista, kuten liike-energiakin.
*Onko kaikki energia tuollaista "potentiaalista"?*
Kappaleen kokonaisenergia koostuu sisäisestä potentiaalisesta (hiukkkasten vuorovaikutukset E=mc^2) ja suhteellisesta energiasta.
*- Entä kappaleen suhteellisuusteoreettinen massa, sehän muuttuu myös tarkastelukordinaatiston mukaan. (samoin pituus ym.)*
Nuo käsitteet lepomassa ja liikemassa ovat huonoja ja harhaanjohtavia (Einsteininkin mielestä). Jos suhteellisuusteoriaa yritetään kuvata Newtonin mekaniikan avulla, tarvitaan tuollainen liikemassa, koska sen kasvamisen avulla voidaan päästä samaan lopputulokseen suhteellisuusteorian kanssa. Oikeasti kappaleen massa (eikä aineen määrä) kasva mihinkään. Se, että kappaleen nopeutta on vaikeampi kasvattaa, kun lähestytään valon nopeutta on helppo selittää massan kasvamisella Newtonin yhtälöillä a=F/m. Oikeasti nopeuden kasvattamisen vaikeus johtuu ajan dilaatiosta: mielikuvaharjoitus:
Olet avaruusaluksessa ja käynnistät rakettimoottorin. Vauhtisi kiihtyy. Vauhtisi kiihtyy aina saman verran riippumatta millä nopeudella liikut ulkoisen havaitsijan suhteen (jos moottorit työntäisivät vakiovoimalla). Massa ei kasva mihinkään. MUTTA:
Ulkopuolisesta tarkkailijasta mitä nopeammin liikut, sitä hitaammaksi sinun kellosi käy (aikadilaatio). Lähestyttäessä valon nopeutta sinun kellosi käy yhä hitaammin ja lopulta pysähtyy (melkein). Kun aika pysähtyy, kiihtyminen pysähtyy ja kaikki ilmiöt käyvät äärettömän hitaiksi. Ulkopuolisen havaitsijan silmin siis valon nopeutta et voi koskaan saavuttaa.
- Koska ei ole absoluuttista liikettä, niin muuttuuko kappaleen liike-energia (Newtonilaisessa mallissa) tarkastelukordinaatiston mukaan?
Ilman muuta, eri havaitsijat havaitsevat eri kineettisen energian. Pystyt aina siirtymään koordinaatistoon, jossa olet itse levossa. Tällöin liike-energiasi on 0 joten hyvinkin konkreettisella tavalla "liike-energiaa ei oikeastaan olekaan", ennenkuin joku törmää sinuun. Tietenkään tämä ei ole mitenkään erityisen syvällistä, ainoastaan muunnoksia koordinaatistojen välillä joten siitä ei kannata alkaa sen enempää vouhottamaan. :)
- Entä kappaleen suhteellisuusteoreettinen massa, sehän muuttuu myös tarkastelukordinaatiston mukaan. (samoin pituus ym.)
Juu, täsmälleen. Tosin puhuessasi massasta, puhut itseasiassa täsmälleen liike-energiasta suppean suhteellisuusteorian mielessä. Terminologia on siinä mielessä aavistuksen verran harhaanjohtava.
- Aiheuttaako suhteellisuusteoreettinen massan lisäys gravitaatiovaikutusta, vai onko se vain "hitautta". Entä muu energia ja gravitaatio?
Gravitaatio "kytkeytyy" kaikkeen energiaan, mutta täytyy muistaa, että pystyt aina suorittamaan koordinaatistomuunnoksia. Siksi suoraan liikkuvan kappaleen liike-energia ei vaikuta gravitaatioon, mutta esimerkiksi nopeasti pyörivä hyrrä painaa enemmän kuin paikallaan oleva.