Энергия потенциальная (скрытая)

Более широкое определение энергии дал Ф. Энгельс — как скалярной меры любых форм движения материи (векторной мерой механического движения является импульс). По Энгельсу, явное движение характеризуется кинетической энергией, а скрытое — потенциальной. Неужели,— писал он,— когда поднятая гиря остается спокойно висеть наверху, то ее потенциальная энергия во время покоя тоже является формой движения Несомненно [2, с. 419]. [c.30]

В природе и в технике —всюду происходит превращение потенциальной (скрытой) энергии в энергию явную (движения), и наоборот. Запас энергии мы производим каждый день, заводя свои часы явная энергия заводящей руки превращается в потенциальную энергию часовой пружины, которая затем постепенно в течение суток принимает форму явной энергии в движении стрелок часов. [c.14]

Добавление энергии при температуре и давлении, соответствующих плавлению, приводит к увеличению потенциальной энергии и межатомных расстояний до такой степени, что жесткая структура нарушается, и твердая фаза переходит в жидкую. Увеличение расстояния между частицами позволяет им приобрести некоторое количество поступательной и вращательной энергии. Общая энергия на единицу массы, поглощенная при переходе из твердой фазы в жидкую, называется скрытой теплотой плавления . Так как поступательное и вращательное движение частиц в жидкой фазе при точке замерзания сильно затруднено, то эта фаза почти подобна твердой фазе при тех же температуре и давлении. Однако частицы жидкой фазы при температуре кипения больше удалены друг от друга и имеют большую свободу в поступательном и вращательном движении. [c.59]

Добавление энергии при температуре кипения и соответствующем давлении настолько увеличивает потенциальную энергию, что позволяет частицам отойти друг от друга на относительно большие расстояния, и вещество из жидкого состояния переходит в газовую фазу. В газовой фазе силы притяжения между частицами слабы, и частицы получают свободу независимого перемещения и вращения. Общая энергия на единицу массы вещества, поглощенная при переходе из жидкой фазы в газовую, называется скрытой теплотой испарения . [c.59]

Г. Гельмгольц в 1847 г. предложил называть напряженными силами , т. е. потенциальной энергией, силы, которые стремятся двинуть точку т, пока они еще не произвели движения [60, с. 14], т. е. — энергию положения или напряженного состояния тел. Примерно такое же толкование сохраняется и теперь, поскольку обнаружить, четко отделить и измерить скрытые формы движения все еще трудно. [c.30]

Приведенная система. Потенциал Рауса. Скрытые движения. Концепция Герца о кинетическом происхождении потенциальной энергии.............274 [c.7]

Скрытые движения. Концепция Герца о кинетическом происхождении потенциальной энергии [c.274]

Выше мы видели, что потенциальная энергия консервативной системы всегда может быть рассматриваема как кинетическая энергия скрытых движений. [c.281]

Эти соображения привели Герца к мысли о том, что, возможно, вся потенциальная энергия приложенных сил порождается скрытыми движениями, выражаемыми при помощи циклических переменных. Дуализм кинетической и потенциальной энергий представляет собой достойную задачу для философских размышлений. Мы имеем инертное свойство материи, с одной стороны, и силу — с другой. Инертное свойство материи есть нечто, вытекающее из самого факта существования массы. Обычная инерция заставляет материю двигаться по прямой линии то же самое происходит и в римановом пространстве, при помощи которого движение даже самых сложных механических систем изображается как движение одной точки. Создается впечатление, что инерция есть первичное свойство материи, которое вряд ли может быть сведено к чему-либо еще более простому. Поэтому с философской точки зрения можно согласиться с тем, что при помощи кинетической энергии выражаются инертные свойства материи. Однако подобного объяснения для силы предложить нельзя. Если кинетическая энергия является главной движущей силой в механике, то нельзя ли как-нибудь обойтись без потенциальной энергии и тем самым устранить необъяснимый дуализм, проникший в механику вместе с понятием о двух глубоко различных формах энергии, кинетической и потенциальной. Герц хотел показать, что потенциальная энергия имеет кинетическое происхождение, что она возникает в результате скрытых движений с циклическими координатами. Место сил в бес-силовой механике Герца занимают кинематические условия, налагаемые на движение с микроскопическими параметрами. [c.158]

В римановом пространстве как раз таким образом, как представлял себе это Герц для механических систем, свободных от потенциальной энергии. Единственная разница заключается в том, что в системе Герца риманова кривизна пространства конфигураций создается кинематическими условиями, наложенными на скрытые движения системы, а в теории Эйнштейна риманова структура физического пространственно-временного континуума является внутренним свойством геометрии мира. [c.159]

Резюме. Скрытые микроскопические движения внутри механической системы, выражаемые циклическими переменными, не нарушают ни голономного характера макроскопической системы, ни справедливости принципа Гамильтона. Они игнорируемые , потому что их можно исключить. Они вызывают появление фиктивной потенциальной энергии, которую можно интерпретировать как потенциальную энергию приложенных сил. Это явление привело Герца к мысли [c.159]

Г. Герц развил эти идеи более последовательно, представляя себе потенциальную энергию как кинетическую энергию скрытых движений. Герц также развил геометрические аспекты механики, изображая движение произвольной механической системы как движение одной частицы в пространстве многих измерений в пространстве конфигураций . [c.393]

В XIX в. идеал Лапласа еще казался осуществимым. Согласно Гельмгольцу, сведение всех физических явлений к действию механических сил является основой полного понимания природы. В 80-х годах XIX в. Гельмгольц ) пришел к выводу, что для решения этой основной задачи нужно использовать принцип наименьшего действия, обобщив его на тот случай, когда лагранжиан есть функция qnq любой формы, т. е. отказаться от характерного для механики допущения, что кинетическая энергия есть однородная квадратичная форма скоростей, а потенциальная энергия — функция только координат (и времени). Принцип наименьшего действия, по мнению Гельмгольца, представляет собой эвристический принцип для формулирования законов новых классов явлений. Для такого расширения сферы применения принципа необходимо ввести в рассмотрение скрытые движения некоторых недоступных нашему наблюдению масс. Клаузиус пытался решить ту же проблему, введя гипотезу об изменении законов природы, происходящем по определенным законам. Однако установление [c.852]

При прогнозировании энергопотребления в развивающихся странах все специалисты сходятся только в одном — что темпы их экономического роста будут выше, чем в развитых странах. Среднее из двух прогнозов комиссии по экономии энергии МИРЭК, показанных на рис. 24, дает примерно 2,3 млрд, т н. э. в 2000 г. и 5 млрд, т н. э. в 2020 г. Метод выбора среднего значения показывает очень грубые результаты, поскольку не учитывает возможных скрытых несоответствий. Более глубокое рассмотрение проблем перспективного энергопотребления требует в дальнейшем изучения положения в СССР и КНР, а также потенциальных возможностей энергоснабжения. [c.313]

Основная часть механической работы, затрачиваемой на процесс резания, превращается в тепло и только небольшая ее часть накапливается в форме потенциальной энергии искаженной решетки наклепанного металла. Эта часть называется скрытой, или поглощенной, энергией деформации. Основными источниками тепловыделения служат пластическая деформация, трение в месте контакта [c.9]

Экспериментальные исследования показали, что выделение скрытой потенциальной энергии, накопленной элементом тела при пластическом деформировании в холодном состоянии, заканчивается в зоне температур начала рекристаллизации. При этих же температурах становятся несущественными эффекты деформационной анизотропии, в частности эффект Баушингера. [c.131]

Рассмотрим очень тонкую пленку, толщина которой меньше дальности действия молекулярных сил. Предположим для простоты, что твердая поверхность не смачивается жидкостью, т. е. пе будем учитывать сил, обусловленных присутствием твердой поверхности. Тогда потенциальная энергия молекулы во внешнем (поверхностном) слое тонкой пленки U h) будет равна энергии молекулы на поверхности жидкости при толщине слоя, стремящейся к бесконечности, /(оо) минус энергия молекулы U(oo, к), находящейся в том же толстом слое на глубине h от поверхности. Для бесконечно толстой пленки величина представляет собой нормальное значение скрытой теплоты испарения. Величина же t/( , л> соответствует энергии, с которой бесконечно толстая пленка воздействовала бы на молекулу, расположенную на расстоянии h от ее поверхности в аналогичной жидкости, и может быть представлена в виде [c.38]

Примечательна теорема о сохранении энергии, данная Герцем в такой форме Энергия находящейся в произвольном движении свободной системы не изменяется со временем. Ибо энергия определяется массой системы, которая не меняется, а также скоростью, которая тоже не меняется Герц расшифровывает понятие потенциальной энергии (в обгцем, не слишком ясное) как кинетиче скую энергию скрытых систем. [c.29]

В докторской диссертации Умов разбирает один из самых основных вопросов современной физики —о природе потенциальной энергии вещества и о взаимоотношениях между энергиями кинетической и потенциальной. По мысли Умова природа потенциальной энергии не может считаться постижимой, и доступными исследованию должны быть только ее проявления. Последние для своего выражения нуждаются в допущении некоторой скрытой среды типа светового эфира . Потенциальная энергия —есть не что иное, как живая сила движений некоторых сред, неощутимых для нас . [c.74]

Хотя все это очень ясно, такое разделение системы на механическую и термическую неудобно тем, что работу термической части над механической совершает не все поле, существующее в месте расположения заряда е , а только та его часть, которая создается связанными зарядами диэлектрика. Можно иначе провести границу между термической и механической частями нашей системы, так чтобы это неудобство исчезло. Определение термической части, в которой могут иметь место как видимые, так и скрытые движения, настолько широко, что в ее состав можно включать какие угодно механические системы. Требуется лишь, чтобы остающиеся (не включенные в ( ])) механические системы ограничивали скрытое движение в пространстве, не давая ему уходить в бесконечность. Кроме того, когда мы говорим о части системы, не нужно непременно иметь в виду какие-то частицы, составляющие эту часть. Система может и не состоять из частиц, и характеризует ее определенный вид движения. Поэтому в нашей системе, состоящей из внешних зарядов, поля и диэлектрика, можно взаимную потенциальную энергию зарядов е (т. е. энергию их поля) включить в термическую часть. Тогда энергия механической части будет только кинетической, а работа будет определяться полной электрической напряженностью, действующей на заряды е [c.13]

Согласно (25) она равна по величине кинетической энергии скрытых движений (если 7 = 0). При потенциальных задаваемых силах интеграл энергии (16.14) в случае стационарных связей выражает постоянство суммы кинетической / 2 и измененной потенциальной энергии системы II—С фактом появления гироскопических сил при исключении циклических координат мы встретились уже в примере 3" п. 7.9. В механике Герца потенциальная энергия любого силового поля трактуется как кинетическая энергия скрытых движений ). [c.354]

Таким образом, при горении топлива в топке котла происходит превращение скрытой химической энергии вступающих во взаимодействие веществ в явную энергию теплового движения молекул продуктов горения. Эту скрытую энергию называют потенциальной (от латинского слова — потенция, означающего возможность). [c.14]

Полупроводниковый слой наносится обычно на металлическую подложку, образуя электрографическую пластину. Для очувствления его заряжают в темноте до высокого потенциала, который, если на пластину не действуют свет или ионизирующее излучение, удерживается в течение длительного времени. Затем такая заряженная пластина (предварительно помещенная в светонепроницаемую кассету) подвергается экспонированию, как обычная рентгеновская пленка при просвечивании. Под влиянием рентгеновского излучения полупроводниковый слой становится проводящим и потенциал пластины падает. Сопротивление каждого участка фотопроводящего слоя изменяется в соответствии с количеством лучистой энергии, попавшей на данный участок. В результате на слое полупроводника образуется скрытое электростатическое изображение, которое затем проявляется мелки.м наэлектризованным порошком, оседающим на поверхности слоя в соответствии с распределением скрытого потенциального рельефа. [c.13]

Как известно, внутренняя энергия е металлических кристаллов представляет собой сумму потенциальной энергии взаимодействия вх атомов решетки при 7 = 0° К (упругие или холодные составляющие энергии), кинетической энергии ет колебаний ядер решетки и энергии движения граничных электронов (тепловые составляющие) заметим, что скрытая энергия, замороженных электронов (при 7=0° К), естественно, включается в холодную компоненту. Для соответствующих составляющих давления справедливо такое же соотношение, в результате будем иметь [c.156]

Постоянное слагаемое Eo — nl/ 2k ) можно во внимание не принимать, так как потенциальная энергия определяется с точностью до постоянного слагаемого. Следовательно, свет в среде с показателем преломления п = По +г/г) будет распространяться по кривым, совпадающим по форме с траекториями материальной точки в поле тяготения, т. е. по коническим сечениям (эллипсам, в частности) с фокусом в центре Земли (см. решение задачи Кеплера в гл. И1). Наблюдатель, находящийся в точке Рг, увидит скрытый от него предмет Р, в положении Р[ (рис. 4.18). Таким образом, опираясь на оптико-механическую аналогию, мы можем объяснить явление миража. [c.263]

Н. А. Умов пишет Картезианская точка зрения приводит к особому представлению об энергии. Подымая камень с поверхности земли, я запасаю в системе камень — земля работу, так называемую потенциальную энергию, которая проявляется и может быть взята из этой системы при падении камня на землю. Энергия, которою обладает тело в силу своего движения, есть энергия кинетическая. Таким образом в природе мы находим две формы энергии — потенциальную и кинетическую. С точки зрения современных картезианцев существует только одна энергия — кинетическая. Потенциальная энергия есть кинетическая энергия скрытых от нас движений . [c.73]

В заключение отметим еще проблему скрытых движений или проблему дальнодействи я , волновавшую физиков в конце 19-го века. Предположим, что натуральная механическая система с п- -1 степенями свободы движется по инерции и ее лагранжиан, представляющий только кинетическую энергию, допускает группу симметрий с полем V. Понижая порядок системы, мы видим, что функция Рауса, являющаяся лагранжианом приведенной системы с п степенями свободы, содержит слагаемое — приведенный потенциал — /с = <1 , Шс>/2 = с /2<к, у>, не зависящее от скоростей. Это слагаемое можно интерпретировать как потенциал сил, действующих на приведенную систему. Гельмгольц, Дж. Томсон (Л. Л. ТЬотзоп), Герц настаивали на том, что все механические величины, проявляющиеся как потенциальные энергии , обусловлены скрытыми циклическими движениями. Характерным примером является вращение симметричного волчка поскольку вращение волчка вокруг оси симметрии заметить невозможно, то можно считать волчок не-вращающимся и странности в его поведении объяснить действием дополнительных потенциальных сил. [c.103]

Бессиловая механика Герца. Свойства циклических координат легли в основу интересной теории Герца, созданной с целью вскрыть более глубокий смысл потенциальной энергии. Механическая система характеризуется определенным количеством координат, но некоторые из них могут быть скрытыми. Система может обладать микроскопическими параметрами , которые непосредственно не наблюдаемы. Из-за этих микроскопических параметров число степеней свободы системы может показаться меньшим, чем оно есть на самом деле. Например, твердое тело является в первом приближении жестким, однако в действительности молекулы твердого тела осциллируют вокруг некоторых средних положений. Шесть степеней свободы твердого тела описывают механическое поведение тела только макроскопически. [c.157]

При наличии кинетического взаимодействия между макроскопическими и скрытыми циклическими координатами функция Лагранжа макроскопической системы будет содержать гироскопические члены, линеЙ1Ш1е относительно наблюдаемых скоростей. При отсутствии же подобного взаимодействия скрытые движения проявляются лишь в виде дополнительной фиктивной потенциальной энергии, записанной в макроскопических переменных. [c.157]

В этой глаие мы начнем с рассмотрения связей, наложенных на систему мы покажем, что связи можно ввести как предельный случай обычной потенциальной энергии. Затем обсуждается принцип Д Аламбера и на его основе выводятся уравнения Лагранжа первого рода, которые используются в нескольких простых примерах. Выводится вариационный принцип Гамильтона, с помощью которого получаются уравнения Лагранжа второго рода, после того как вводятся обобщенные координаты. После этого рассматриваются циклические координаты, функция Рауса и скрытые массы. Далее кратко обсуждаются неголоном-ные и неинтегрируемые связи и потенциалы, зависящие от скорости специально рассмотрен случай движения заряженной частицы в электромагнитном поле. В конце главы обсуждается связь между бесконечно малыми преобразованиями координат и законами сохранения. [c.38]

Наличие реактивных напряжений одгюго знака, не урановешенных в пределах сечения и распределенных по большой площади, обусловливает накапливание в изделии больших запасов скрытой потенциальной энергии и может снизить работоспособность конструкции. Можно предполагать, что скрытая энергия способствует прежде всего процессу разрушения. Поэтому, например, при наличии в изделии различных зародышевых дефектов в виде надрывов, трещин и других накопленная скрытая энергия реактивных напряжений может приводить к их раскрытию вплоть до полного разделения деталей. Самопроизвольные разрушения, происходящие при полном отсутствии приложенных нагрузок и имеющие характер взрыва, свидетельствуют об огромных запасах энергии, которая может накопиться в конструкциях или деталях конструкции. Разрушения от действия реактивных напряжений могут происходить в процессе как изготовления, так и эксплуатации конструкции. [c.62]

Герц поставил перед собой задачу, обратную той, которую так пли иначе решает элементарная механика нельзя ли все собственно силы свести к силам ограничения движения Возможно, что вообш,е все наблюдаемые изменения скорости, которые не требуются как будто с точки зрения геометрических связей, вызваны па самом деле не силами, а именно какими-то, может быть, еще не исследованными, геометрическими связями. Сама сила есть лишь способ описания этих связей, применимый при известных допуш,еннях, но отнюдь не являющийся необходимым для однозначного и ясного научного познания мира. Понятие о силе как о причине замедления или ускорения в механике Г. Герца исчезает бесследно. Сила, с точки зрения Герца, является только мерой переноса или взаимопреоб-разования движения между прямо связанными системами. Загадочная потенциальная энергия консервативных систем обычной механики оказывается обычной кинетической энергией скрытых материальных систем. В основе действий, наблюдаемых между удаленными телами (например, планетами) лежит материальный процесс, протекающий в скрытых материальных системах, связывающих обычные или наблюдаемые системы. [c.237]

Плоское гной агрегат /-центров будет окружен силовым полем, подобным полю, связанному со смещением граней. При этом будет ynie TBOBaxb область максимального сжатия в плоскости, лежащей непосредственно вне периферии агрегата, и область максимального расширения, воздействующая на атомы соседних плоскостей непосредственно внутри периферии агрегата. Предполагается. что по достижении плоскостным агрегатом критических размеров, при которых это силовое поле достигает максимума, потенциальная энергия системы может быть понижена путем диффузии междуузельных ионов серебра в междуузлия, расположенные в области расширения, или диффузии вакантных галоидных узлов в область сжатия [30]. В обоих случаях агрегат приобретает эффективный положительный заряд. Предполагается, что этот положительно заряженный агрегат будет устойчив при комнатной температуре. Междуузельный ион серебра обладает большей подвижностью, чем вакантный галоидный узел, и поэтому он должен быть захвачен как только агрегат достигнет критического размера. Однако энергия диссоциации такой системы будет значительно ниже, чем у агрегата, состоящего только из F-центров поэтому менее подвижный вакантный галоидный узел должен в конце концов приблизиться и прикрепиться к периферии агрегата, а междуузельный ион серебра покинет агрегат. Таким образом, описанные дополнительные процессы, протекающие в присутствии междуузельных ионов серебра, не вызывают какого-либо существенного изменения предложенной ранее модели устойчивого скрытого изображения. Возможно, однако, что промежуточная фаза представляет собой неустойчивое скрытое изображение. [c.124]

Условие а О, Р О, 7 0 также соответствует случаю спонтанного поляризованного кристалла — кривая G является в этом случае более сложной (рис. 33, а). Из рисунка видно, что кривая G имеет три минимума — один в начале координат при Реп = О и два других, соответствующие значениям Реп Ч= О- Если соотношение глубин минимумов зависит от температуры и потенциальные барьеры невелики, то будет иметь место переход из параэлектрического состояния в сегнетоэлектрическое. В отличие от предыдущего случая спонтанная поляризация (рис. 32, б) и энергия кристалла в точке перехода меняются скачком. Скрытая теплота превращения имеет конечное значение, что характерно для фазовых переходов I рода. Абсолютная величина скрытой теплоты превращения Д(2 определяется из соотножения [c.67]

В паровой фазе время от времени происходят флуктуации, при которых молекулы пара слипаются, образуя молекулярные комплексы — зародыши жидкой фазы. В ненасыщенном паре, когда устойчива газовая фаза, комплексы неустойчивы и вскоре распадаются (испаряются). В пересыщенном паре неустойчивы лишь комплексы очень малых размеров. Увеличение мельчайших комплексов за счет прилипания новых молекул энергетически невыгодно из-за возрастания поверхностной энергии на границе раздела между жидкой и газовой фазами. Рост комплексов достаточно больших размеров энергетически выгоден, так как благоприятный объемный энергетический эффект (выделение скрытой теплоты) при достаточно больших размерах становится больше неблагоприятного поверхностного. При каждой степени пересыщения существуют определенные, критические размеры комплексов. Сверхкритические зародыши с радиусом больше критического) устойчивы, жизнеспособны и обнаруживают тенденцию к дальнейшему росту и превращению в капельки жидкости. Скорость образования жизнеспособных зародышей центров конденсации пропорциональна вероятности появления комплексов критических размеров. Для образования таких комплексов должна быть затрачена некая энергия АФтах нужно преодолеть потенциальный барьер, поэтому вероятность таких флуктуаций по закону Больцмана пропорциональна ехр (—ДФтах/ )- [c.459]

Упомянем еще про попытку решения проблемы дальнодействия с помощью теории скрытых движений . Основную идею можно пояснить на примере вращающегося симметричного волчка поскольку вращение волчка вокруг его оси симметрии заметить невозможно, то можно считать волчок невращающимся и странности в его поведении объяснить действием дополнительных гироскопических и потенциальных сил. В общем случае эту идею можно пытаться реализовать в рамках теории Рауса понижения порядка систем с симметриями. Предположим, что механическая система с и + 1 степенями свободы движется по инерции и ее лагранжиан, представляющий только кинетическую энергию, допускает однопараметрическую группу симметрий. Понижая порядок системы факторизацией по орбитам действия этой группы, мы видим, что функция Рауса, представляющая лагранжиан приведенной системы с п степенями свободы, содержит слагаемое, не зависящее от скоростей. Это слагаемое можно интерпретировать как потенциал сил, действующих на приведенную систему. Гельмгольц, В. Томсон (лорд Кельвин), Дж. Дж. Томсон, Герц настаивали на том, что все механические величины, проявляющиеся как потенциальные энергии , на самом деле обусловлены скрытыми циклическими движениями. Эта концепция кинетической теории наиболее полно выражена в книге Генриха Герца Принципы механики, изложенные в новой связи [20]. Оказывается, системы с компактным конфигурационным пространством действительно можно получить из геодезических потоков с помощью метода Рауса [13]. Однако, в некомпактном случае (наиболее интересном с точки зрения теории гравитации) это уже не так (см. [23, 13]). [c.13]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...