] Energie v gumovem svazku

Pavel Hudecek edizon na seznam.cz
Středa Březen 13 13:56:57 CET 2019


Jo to už vypadá lépe (i když s úplnou správností bych si 100% jist nebyl, 
ale už tam není nic "do očí bijícího"). Ten první mail byl natolik zmatený, 
že první co mě napadlo, bylo "zas nějakej lidovej myslitel" (tak se ve 
fyzikálních fórech obvykle říká lidem, co na základě "selského rozumu" 
popírají relativitu a pod).

PH

-----Původní zpráva----- 
From: Tomáš Halabala
já si opravdu nemyslím, že jsem ten pravý na vysvětlování, to já jsem se
včera jen tak vlastně nechtěně rozepsal. Nemohl jsem se zabrzdit a psal
jsem. Hlavně ve vysvětlování takovýchto věcí se člověk velmi snadno
splete, protože je potřeba vůbec na nic nezapomenout a říct úplně
všechno do poslední souvislosti. Včera jsem se poněkud omezil a řekl jen
malou část.
Hlavně je potřeba ty energie trochu rozlišovat. Ne jenom energie, ale
všechny složky toho vzorečku a neplantat věci, které spolu nesouvisí
dohromady, tedy například nepropojovat mezi sebou vztažné soustavy. Pro
každou jinou vztažnou soustavu je celková energie E rozdílná, ale
klidová hmotnost je konstantní.
Dále nezapomenout na to, že ve vzorečku E=mc2 vystupují ve skutečnosti
dvě hmotnosti i když to tak na první pohled nevypadá. Tedy my nemáme u
stejného jednoho tělesa jen jednu hmotnost, ale hmotnost a Hmotnost. To
E je celková energie tělesa, jakási virtuální energie, která je jak už
jsem napsal rozdílná pro každou jednotlivou vztažnou soustavu. Celkovou
energii E lze rozložit na energii kinetickou (pohybovou) a na energii
klidovou (chemickou, jadernou atd.), tedy Ek + E0.
To E0 je ta obrovitánská energie hmoty a Ek energie kinetická.
Zatímco v Ek figuruje hmotnost m, v E0 je zakomponovaná jen Hmotnost m0.
Hmotnost m0 žádnou vztažnou soustavu nemá, nebo lépe řečeno má všechny a
ve všech soustavách je to naprosto tatáž identická Hmotnost m0. Je to
relativistická hmotnost tělesa. Tedy ta hmotnost, která je daná složením
tělesa.

Třeba pro těleso na Zemi je kinetická energie v soustavě vůči Zemi
velmi malá a ta energie klidová velmi obrovská. Pro jinou vztažnou
soustavu, třeba pro ten Jupiter, je ale kinetická energie stejného
tělesa velmi velká. Takže E (celková) je jiná pro Zemi a jiná pro Jupiter.
Kdyby toto neplatilo, musela by se měnit E0, ale to je blbost, E0 je
furt stejná, pokud se tedy s tělesem zrovna něco neděje. Třeba když jej
rozkrojím, rozkrojím tím i E0.

No teď konečně k těm našim případům. Měli jsme tu
1) gumičku natočenou (mechanicky zdeformovanou)
2) gumičku přemístěnou z bodu A do bodu B
3) baterii

Body 1) a 2) jsou si principielně velmi podobné - oddalujeme zde tělesa.
A teď jsem se právě přistihl při vlastní chybě, které jsem se včera
dopustil. Tvrdil jsem, že se nemůže změnit hmotnost tělesa (gumičky),
když ji jenom přesuneme z místa A do místa B. Ale v tu chvíli jsem si
právě neuvědomil jednu věc a to právě tuto spojitost mezi příkladem 1) a
2). Srovnal jsem hrušky s jabkama a tím pádem je moje včerejší tvrzení
chybné. Udělal jsem přesně to, co jsem napsal na začátku mailu, že
nesmíme poplést vztažné soustavy. Při přemístění té gumičky jsme totiž
neovlivnili gumičku samotnou, ale ovlivnili jsme těleso, které se
zjednodušeně skládá převážně ze Zeměkoule a gumičky. Tím, že jsme od
sebe odtáhly ty dvě "částice", jsme mohli změnit celkovou energii podle
E=mc2. Jenže, uvážíme-li, kde jsme tu energii vzali, je to i tak velmi
diskutabilní a opravdu to není na mailovou konferenci. Nicméně změnili
jsme tedy celkovou hmotnost tělesa složeného ze Země a gumičky, ze které
je vyloučen člověk nebo výtah a jeho zdroj, který gumičku převezl.
Energie se tedy přesunula z jednoho tělesa do druhého. Jakmile se ale
začneme bavit o tomto přesunu energie, zapojíme obě soustavy do
kontrakce a v celé té soustavě všeho dohromady se nic nezmění.
Když půjdeme dále, tedy když obří ufoun z Jupitera vezme ze Země gumičku
a přenese ji na Měsíc, změní se celková energie tělesa gumička + Země,
zmenší se celková energie tělesa gumička + Měsíc, změní se celková
energie gumička + Jupiter, ale protože se v tom zaangažoval obr z
Jupitera, došlo opět jen k přesunu energií v rámci soustavy zvané
Vesmír, kde by se dalo zanedbat okolí a omezit se jen na soustavu
Sluneční, ale protože se bavíme o tématu, kde nechceme nic zanedbávat
dotkne se nenulovou měrou tento transfer celého Vesmíru, ale Energie
vesmíru jako celku se opět nezmění - asi :-)

Protože jsme tedy zároveň našli chybu ve včerejším výkladu, a takovou
pěknou, lze konstatovat, že u natažené gumičky se tím pádem může změnit
její celková hmotnost, tedy v tomto případě neplatí můj důkaz a celková
relativistická hmotnost natažené gumičky je jiná než u gumičky
nenatažené. V soustavě vesmír se totiž opět přesunula energie odněkud
jinam a i když celý vesmír jako celek svou hmotnost nezměnil, zvýšila se
relativistická hmotnost gumičky a zároveň se snížila relativistická
hmotnost toho, kdo tu energii gumičce dodal.

Tak a teď baterie, bod 3)
V rámci vztažné soustavy řekněme třeba Vesmír, ať jsme co nejpřesnější,
přesuneme energii ze zdroje do baterie. Díky E=mc2 vlastně víme, že
energie má svou hmotnost (kterou normálně neuvažujeme, ale v tomto
tématu ji uvažovat klidně můžeme), takže opravdu lze přesouvat tuto
hmotnou energii. Energie zde mění svou tvář, přetransformovává se třeba
z energie slunce, kde se formou toku elektronů přenáší do baterie, kde
se spotřebuje na přeměnu chemického složení elektrolytu, elektrod nebo
spíš obojího. Takže proč ne, zde se opravdu opět změní celková hmotnost
baterie, která platí ve všech soustavách a nebo se může také změnit
kinetická energie částic v baterii. To ale spíše nee, protože ta by se
vyzářila relativně rychle a baterie by se tím vybila. Lépe řečeno i ta
kinetická energie částic uvnitř se určitě změní, ale není to to co
hledáme, změní se jen minoritně a časem se vyzáří v podobě tepla nebo
jiného záření. Tedy změní se nám relativistická hmotnost m0 a to je asi
pochopitelné, když se prokazatelně a viditelně změní elektrochemické
složení. Vztažná soustava: všechny, ve kterých baterie vystupuje jako celek.

Takže když jsem si tak pěkně popřel některé části včerejšího mailu, lze
udělat další zajímavý závěr, teď už možná přesnější, a to, že zcela
nepatrným stlačením ocelové koule se velmi málo změní vzdálenosti prvků,
ze kterých je ocel složená a uloží se do té koule hodně energie, tedy i
"relativně" hodně se změní její relativistická hmotnost, zatímco u
gumičky se velkým natažením změní vzdálenosti jejích prvků také hodně,
ale relativistická hmotnost se změní daleko méně než u té oceli. Tudíž
vše se odvíjí od velikosti sil, které mezi těmi prvky jsou. Pohnu-li s
něčím v silném poli je to jiné než když pohnu s něčím ve slabém silovém
poli.

To je krása jak je to všechno propojené a logické :-D Jen na něco
nezapomenout ;-)

Mějte se krásně a přemýšlejte... je to zdravé!

Tomáš Halabala


Dne 12.03.2019 v 8:00 Pavel Troller napsal(a):
> Zdravím,
>    děkuji za vysvětlení, většinou mi to přijde logické, ale přesto mám
> jeden dotaz, něco mi stále není jasné.
>    Mějme zařízení schopné akumulovat energii. Tedy třeba gumičku,
> pružinu, akumulátor atd. Nechť má toto zařízení ve vybitém stavu
> klidovou hmotnost m0. Nabijme dané zařízení maximálním množstvím
> energie, jaké snese. Dle AE by tedy měla být nyní hmotnost m1=m0+E/c^2.
> Zajímalo by mne, v jaké vztažné soustavě se tato hmotnost projeví. V
> nějaké by přeci měla, ne ? Nebo se bude projevovat jen v těch vztažných
> soustavách jednotlivých molekul, nábojů, chemických či krystalových
> vazeb ? Vy tvrdíte, že hmotnost se nezmění. Tedy ani hmotnost měřená
> například měřením zrychlení tělesa při působení síly známé velikosti ?
> V mezihvězdné prázdnotě bez vlivu gravitačních polí ? I takto měřená
> hmotnost bude stejná u nenabitého i plně nabitého zařízení ? Zajímavé!
> Jen mi to buď potvrďte nebo dovysvětlete, ať máme jasno. Děkuji!
>
>    Zdraví Pavel
>
>> Zdravím a děkuji za zajímavou konverzaci.
>>
>> Přináším zde možná rozuzlení celého tématu. Takže kdo chce znát odpověď 
>> na
>> otázky položené v tomto vlákně ať čte až do konce!
>>
>> Podle mě ta hmotnost se mění podle toho vzorečku od rozcuchaného pána jen 
>> v
>> rámci vztažné soustavy. Tedy při vynesení gumičky do druhého patra se 
>> změní
>> hmotnost ve vztažné soustavě vůči Zemi o tuto energii.
>>
>> Čili vlastně zároveň tento vzoreček říká, že vzoreček pro výpočet 
>> gravitační
>> (přítažlivé) síly v závislosti na vzdálenosti od země nebo zobecněně na
>> vzdálenosti dvou těles, ve kterých figuruje hmotnost těchto těles má 
>> chybu
>> rovnající se této energii právě proto, že podle chlupatého pána vlastně
>> hmotnost těch dvou těles při rozdílných vzdálenostech nelze považovat za
>> konstantní. Teď nevím jestli mě někdo pochopil :-)
>>
>> No ale to nevadí. Co je ovšem důležitější a co chci hlavně tímto 
>> příspěvkem
>> říci je, že lze následující úvahou dokázat, že vzdálenost dvou kuliček
>> (molekul), jak tady někdo napsal, nemůže ovlivňovat hmotnost tělesa jako
>> celku. A to ani chemické složení, ani nic jiného, co se v té natažené 
>> gumě
>> změní oproti gumě nenatažené. NIC ABSOLUTNÍHO, žádný absolutní parametr a
>> ani parametr relativní měřený v jiné vztažné soustavě, nemůže tuto 
>> hmotnost
>> (hmotnost celku - celého tělesa) ovlivňovat, prostě nemůže.
>>
>> Dostávám se k jádru věci. Proč nemůže? Protože těch vztažných soustav
>> existuje nekonečně mnoho. Tedy každé těleso (každá hmota) má nekonečně 
>> mnoho
>> hmotností. Pro každou vztažnou soustavu má těleso svou vlastní hmotnost, 
>> v
>> každé vztažné soustavě je měřena jedna hmotnost tělesa. Pro některou
>> soustavu se hmotnost tělesa přemístěním zvětší a pro jinou se zase 
>> zmenší.
>>
>> Dále pokračuji s popřením tvrzení, že se hmotnost natočené gumičky změní
>> oproti gumičce nenatočené (nenatažené). Lépe řečeno popřu toto tvrzení v 
>> tom
>> smyslu, v jakém bylo zamýšleno. Nelze zde totiž aplikovat vzoreček
>> rozdrchmaného pána, protože energie, která se do natočení gumičky vloží a
>> která se z natočené gumičky opět dostane uvolněním zpátky není stejná
>> energie, která by mohla ovlivnit hmotnost natočené gumičky jako celku 
>> vůči
>> zemi, protože je tato energie uložena v jiné vztažné soustavě než v 
>> soustavě
>> Země vs gumička. Nýbrž jedná se o vztažnou soustavu jeden konec gumičky 
>> vs.
>> druhý konec gumičky. Tedy celá gumička vůči zemi hmotnost nezmění, ale 
>> změní
>> hmotnost jednotlivé částice hmoty vůči sobě uvnitř gumičky. Prostě je to
>> jednoduché. Nenatažená gumička, tak jak ji chápeme, píšu tak jak ji
>> "chápeme", protože o nenatažené gumičce se dá stejně tak zároveň říct, že 
>> je
>> natažená. Pojem nataženost gumičky má totiž také nekonečné množství
>> vztažných soustav. Kdybychom totiž třeba tu gumičku zmrazili a přenesli 
>> na
>> jinou planetu, po rozmrazení se zdeformuje protože se naráz bude nacházet 
>> v
>> jiném prostředí. Stejně tak lze vymyslet jakoukoli jinou vztažnou 
>> soustavu,
>> třeba soustavu, která už je stočená jako ta gumička a v této soustavě 
>> bude
>> stočená gumička nestočená a naopak. No prostě je potřeba si uvědomit tu
>> relativitu. Jak energie, tak hmotnost jsou v tom vzorečku relativní 
>> hodnoty
>> a je potřeba je relativně vnímat.
>> Takže nelze míchat relativní energii vzniklou stočením gumičky v soustavě
>> jeden konec vůči druhému konci, s energií gumičky vůči zemi. Ta energie
>> stočené gumičky se totiž nevybije v soustavě vůči zemi, ale v soustavě 
>> dvou
>> konců. Energie v soustavě gumička vs. Země se natočením gumičky téměř
>> nezmění a tedy se nezmění ani ta lidsky vnímaná hmotnost, tedy váha na 
>> váze,
>> která měří sílu působení gravitace.
>> Pořád je to jakási hra se silami. Čili energie (ta hlavní převažující),
>> protože těch energií je tam také hned nekonečno, ale bavíme se o té jedné
>> (točivé), se neukládá a neodebírá nikam jinam, než do sil. V rovnovážném
>> stavu v každé vztažné soustavě má gumička svou hmotnost i svou energii. 
>> Ta
>> kinetická energie rakety nebo hozeného míčku či čehokoli je také měřená 
>> vždy
>> v nějaké vztažné soustavě. Energie gumičky ať už nestočené nebo stočené 
>> je
>> úplně diametrálně odlišná v soustavě vůči Zemi než v soustavě vůči 
>> Jupiteru.
>> Když stočíme gumičku, stočíme tím nepatrně i Zemi a ještě nepatrněji i
>> Jupiter, ale ne tím, samotným stočením, protože tu energii na stočení
>> vytváříme ve vztažné soustavě dvou konců, ale tím, že ta stočená gumička
>> změní pár parametrů i vůči Zemi a Jupiteru, dotkne se energie gumičky 
>> všech
>> soustav, změní se totiž její tvar, nepatrně i velikost, bez toho to 
>> nejde,
>> ale hlavně se změní vzdálenost jednotlivých parciálních částic gumičky
>> uvnitř a tyto vzdálenosti se nejvíce změní ve směru od jednoho konce k
>> druhému a ještě k tomu v hodně zamotané a docela dost dlouhé spirále. 
>> Proto
>> v této soustavě vytvoříme největší energetický rozdíl. A vybije ji hlavně
>> zase ta síla v této soustavě, tedy částice vnější silou oddálené nebo
>> přiblížené se budou chtít vrátit do svého rovnovážného stavu a vrátí 
>> energii
>> opět zpátky do stejné soustavy. A nebude to ani Země ani Jupiter, co se
>> roztočí, bude to třeba ta vrtule letadýlka.
>>
>> A tak dále a tak dále. O tom by se dalo mluvit nekonečně dlouho ;-)
>>
>> Závěr:
>> Ten vzoreček od vlasáče platí ve všech vztažných soustavách, ale nemůžeme 
>> v
>> něm zaplantat E1 s m2, tedy energii ve vztažné soustavě 1 s hmotností ve
>> vztažné soustavě 2, nýbrž vždy E1 s m1, E2 s m2 atd.
>>
>> Takže ani ta změna stavu natočené gumičky nemůže být absolutního 
>> charakteru,
>> hmotnost gumičky nemůže ovlivňovat žádný z absolutních parametrů. Proto 
>> se
>> to také celé jmenuje "teorie relativity". Ta změna hmotnosti je 
>> RELATIVNÍ!
>> Čili také celý pojem "hmotnost" je pojem relativní.
>>
>> Přeji všem pěkný zadumaný večer nebo den, podle toho, kdy si tento 
>> příspěvek
>> budete pročítat, i to je totiž relativní ;-)
>> Na světě a v běžném životě je mnohem více relativních věcí a vztahů, než 
>> si
>> běžně člověk připouští, protože všechno co jsme se naučili a co známe je
>> zase vztaženo k nějaké referenci. I zloděj je jednou zloduch a jednou 
>> dobrý
>> člověk. Taky slovo hodně je jednou málo a jindy moc. Atd. atd. Končím, 
>> jinak
>> si ten text kvůli své délce ani nikdo nepřečte a mé velké úsilí bude mít 
>> jen
>> pramalý vliv na člověka :-D
>>
>> Tomáš Halabala
>>
>>
>> Dne 07.03.2019 v 13:44 Jindrich Fucik napsal(a):
>>> Já bych se nebál použít ještě jednodušší úlohu.
>>> Vezmeme třeba ten gumový svazek, nebo klidně i něco jiného a vyneseme to 
>>> z přízemí do druhého patra.
>>> Tím jsme tomu zvětšili potenciální energii, takže by se dalo očekávat, 
>>> že to také bude těžší.
>>> A to že tam ta energie je, to se dá snadno ověřit, třeba tak, že to 
>>> hodíme (pustíme) z okna na zem a tím dojde k výměně té potenciální 
>>> energie za kinetickou, která se na konci dráhy vyzáří mimo jiné, jako 
>>> zvuková vlna :) 



Další informace o konferenci Hw-list