עבודה וכוח
היי התחלתי ללמוד פיזיקה לאחרונה ואני די מבולבל מההבחנות בין מספר מושגים בסיסיים.
מישהו יכול לתת לי אינטואיציה לגביי כוח ועבודה והקשר שלהם למהירות ולהאצה?
מה קורה כשאני מפעיל כוח על מרחק קטן באופן אינפיניטסמלי? האם הוא פשוט 'מתכלה' (או מפסיק) מיד? והגוף ממשיך לנוע במהירות קבועה? וכאשר אפעיל את אותו כוח על גוף למשך מרחק גדול יותר, הוא פשוט יאיץ לעומת הגוף הראשון ביחס ישיר למרחק שעליו הפעלתי את הכוח? מישהו יכול להדגים לי השוואה של התנהגות של שני אובייקטים כאלה?
כשאני דוחף למשל עצם כבד סטטי, ונגיד שבתחילה הוא זז ולפיכך הכוח שהפעלתי עליו גדול מכוח החיכוך, אך לאחר מכן מהירותו קבועה, מה קורה כאן?
כמו כן, מישהו יכול להסביר לי את זה?
This formulation is very convenient for describing the energy requirements for traveling between different bodies in the solar system. We can imagine coming in to land on a planet. As we come closer to the planet, we gain kinetic energy. Because energy is conserved, we lose gravitational potential energy to account for this—in other words, U_gU
g
U, start subscript, g, end subscript becomes more negative.
This picture leads to the concept of a gravity well which you need to "climb out of" in order to transfer from one planetary body to another. The image below shows a depiction of the gravity wells of Pluto and its moon Charon, calibrated for a 1,000 kg spacecraft.
Exercise 3: Based on the plot shown in the image above, how much work needs to be done against gravity on a journey beginning at rest on the surface of Charon and arriving at the surface of Pluto with zero speed?
To leave the surface of Charon, we must first climb out of Charon's gravity well. Luckily we don't need to escape the whole system but go just far enough that we have enough energy to avoid falling back to Charon should our rocket shut off. This occurs when the red and blue lines cross.
Reading from the plot this requires (-.07)-(-0.175) = 0.105~\mathrm{GJ}(−.07)−(−0.175)=0.105 GJ.
At this point, we could simply fall into Pluto, but then all our gravitational potential energy would be transferred to kinetic energy, and we would crash into Pluto's surface. We want to land with zero speed, so we need to do work exactly equal to our gravitational potential energy to achieve this. Reading from the plot again we find this requires (-0.07) - (-0.737) = 0.667~\mathrm{GJ}(−0.07)−(−0.737)=0.667 GJ.
So, overall, we require a total energy of 0.105 + 0.667 = 0.772~\mathrm{GJ}0.105+0.667=0.772 GJ. This does not include any energy needed to account for velocity differences between the two objects.
האם עבודה ששווה לעבודה שהכוכב עושה על החללית לא יביא פשוט למהירות קבועה? מדוע כתוב כאן שזה יעצור את החללית? כמו כן, מדוע העבודה קבועה כאן? האם לא אמורה להיות עבודה אחרת לכל רגע בהנחה והעבודה של הכוכב על החללית משתנים?
היי התחלתי ללמוד פיזיקה לאחרונה ואני די מבולבל מההבחנות בין מספר מושגים בסיסיים.
מישהו יכול לתת לי אינטואיציה לגביי כוח ועבודה והקשר שלהם למהירות ולהאצה?
מה קורה כשאני מפעיל כוח על מרחק קטן באופן אינפיניטסמלי? האם הוא פשוט 'מתכלה' (או מפסיק) מיד? והגוף ממשיך לנוע במהירות קבועה? וכאשר אפעיל את אותו כוח על גוף למשך מרחק גדול יותר, הוא פשוט יאיץ לעומת הגוף הראשון ביחס ישיר למרחק שעליו הפעלתי את הכוח? מישהו יכול להדגים לי השוואה של התנהגות של שני אובייקטים כאלה?
כשאני דוחף למשל עצם כבד סטטי, ונגיד שבתחילה הוא זז ולפיכך הכוח שהפעלתי עליו גדול מכוח החיכוך, אך לאחר מכן מהירותו קבועה, מה קורה כאן?
כמו כן, מישהו יכול להסביר לי את זה?
This formulation is very convenient for describing the energy requirements for traveling between different bodies in the solar system. We can imagine coming in to land on a planet. As we come closer to the planet, we gain kinetic energy. Because energy is conserved, we lose gravitational potential energy to account for this—in other words, U_gU
g
U, start subscript, g, end subscript becomes more negative.
This picture leads to the concept of a gravity well which you need to "climb out of" in order to transfer from one planetary body to another. The image below shows a depiction of the gravity wells of Pluto and its moon Charon, calibrated for a 1,000 kg spacecraft.
Exercise 3: Based on the plot shown in the image above, how much work needs to be done against gravity on a journey beginning at rest on the surface of Charon and arriving at the surface of Pluto with zero speed?
To leave the surface of Charon, we must first climb out of Charon's gravity well. Luckily we don't need to escape the whole system but go just far enough that we have enough energy to avoid falling back to Charon should our rocket shut off. This occurs when the red and blue lines cross.
Reading from the plot this requires (-.07)-(-0.175) = 0.105~\mathrm{GJ}(−.07)−(−0.175)=0.105 GJ.
At this point, we could simply fall into Pluto, but then all our gravitational potential energy would be transferred to kinetic energy, and we would crash into Pluto's surface. We want to land with zero speed, so we need to do work exactly equal to our gravitational potential energy to achieve this. Reading from the plot again we find this requires (-0.07) - (-0.737) = 0.667~\mathrm{GJ}(−0.07)−(−0.737)=0.667 GJ.
So, overall, we require a total energy of 0.105 + 0.667 = 0.772~\mathrm{GJ}0.105+0.667=0.772 GJ. This does not include any energy needed to account for velocity differences between the two objects.
האם עבודה ששווה לעבודה שהכוכב עושה על החללית לא יביא פשוט למהירות קבועה? מדוע כתוב כאן שזה יעצור את החללית? כמו כן, מדוע העבודה קבועה כאן? האם לא אמורה להיות עבודה אחרת לכל רגע בהנחה והעבודה של הכוכב על החללית משתנים?