Что на самом деле мгновенно? - физиков.нет
Винтажный Клуб для гитаристов
1 голос
/

Как тело может путешествовать в одно мгновение и что говорит нам мгновенная скорость? Что на самом деле подразумевается под скоростью объекта в момент, если объект не движется в одно мгновение? Я хотел бы получить математическое объяснение.

Ответы [ 3 ]

2 голосов
/

Мгновенная скорость (и, действительно, многие другие мгновенные понятия) - это немного формализм, но с точки зрения непрофессионала, мгновенная скорость - это отношение пройденного расстояния ко времени, взятое за очень маленький интервал времени, Формально мы говорим, что время, за которое измеряется расстояние, на самом деле бесконечно мало, поэтому мы можем представить мгновенную скорость как следующий предел:

$$v=\lim\limits_{\Delta t\to 0}\frac{\Delta x}{\Delta t}$$

0 голосов
/

Мгновенная (линейная) скорость не так уж полезна. В плоской механике твердого тела мгновенная скорость вращения и точка, вокруг которой вращается тело, чрезвычайно полезны, поскольку они описывают скорость тела в любой другой точке (то есть полностью описывают движение).

Например, см. Мой ответ в Вращение скользящей лестницы , где движение лестницы описывается в терминах мгновенного центра вращения (Точка S ниже).

pic

Полезное понимание распространяется на тот факт, что как только линейные скорости тела описаны повсюду, любые силы реакции должны быть перпендикулярны движению (реакции не работают). Таким образом, направление сил реакции всегда указывает на мгновенный центр вращения .

Обратите внимание, что мгновенный центр не зафиксирован в пространстве. В любой момент он может находиться в совершенно другой точке. Нет понятия скорости мгновенного центра. Это просто точка в пространстве, действительная только для одного момента времени .

0 голосов
/

Это экспериментальный факт , что объект, который находится в состоянии покоя в определенный момент, ведет себя иначе, чем объект, который в этот момент находится в том же положении, но в движении, будет вести себя. Мы должны создать наши физические теории так, чтобы они согласились с наблюдаемым поведением мира.

Опыт заставляет нас заключить, что знание , где каждая частица в объекте в определенный момент времени, не является полным описанием состояния этого объекта. Существует нечто большее , чем положение, которое может быть другим, что-то, что отвечает за объект, который иногда обнаруживается в несколько разных положениях в следующих моментах.

В классической механике мы даже не пытаемся понять что такое"нечто большее" - но мы действительно даем ему имя: импульс, В школе принято учить, что импульс - это абстрактная величина, которую вы можете вычислить , когда вы знаете массу и движение объекта, но с физической точки зрения столь же плодотворно представить, что это то, что действительно существует : чтобы полностью определить состояние объекта, вам нужно знать не только, где он находится, но и количество импульса, которое он «содержит». Если вы знаете оба из них, вы можете сделать довольно хорошее предположение о том, какой будет его позиция в следующий момент.

Импульс (вместе с массой) говорит нам, как позиция объекта изменяется с течением времени. У нас также есть (экспериментальные) правила того, как импульс объекта изменяется во времени - это законы механики .

В частности, оказывается, что импульс сохраняется , поэтому имеет смысл думать о нем (по крайней мере, в неформальной обстановке) как о «веществе», присущем объект, а не просто вспомогательное количество для расчетов. Перенос импульса от одного объекта к другому известен как сила .

Квантовая механика имеет свое математическое описание того, что импульс "на самом деле", в терминах квантовых амплитуд. Это не особенно доступно и лучше всего игнорировать, пока вы находитесь на стадии, когда вы можете задать этот вопрос. Вопрос о том, применимы ли слова «на самом деле» к любому квантово-механическому описанию, вызывает некоторое сомнение.

Добро пожаловать на сайт физиков.нет, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...