Альтернатива очевидным идиотизмам автостроительства

[Zenitchik]

Если стена деформируется в меньшей степени (то есть, её сопротивление деформации выше), значит, она может поглотить больше энергии

А упругую деформацию Вы не учитываете? Бетон почти не воспринимает платических деформаций, энергия идёт в основном на его разрушение. А энергия разрушения - это  энергия образования новых поверхностей. Тут с расчётом, к сожалению, туго, т.к. когда я учился, хорошего метода измерения поверхностной энергии твёрдых тел не было, или он не был известен преподу. Тем не менее, очевидно, что чем меньше разрушение, тем меньше энергии поглощается.
 

А если уйти от автомобиля и использовать шары из пластилина и стальную стенку? ИМХО, в таком случае всё становится очевидно. Энергия столкновения со стальной стеной на 100% достаётся пластилину.

[Zenitchik]

(что при столкновении с другим автомобилем, что при столкновении со стеной) достается вся его кинетическая энергия.

А при столкновении с неподвижным автомобилем?

[Наполускр]

Он будет мяцца. И может будет сдвинут.  

Т.е. поглотит часть

[Вандал]

А упругую деформацию Вы не учитываете?

Зачем мне её учитывать? Еще раз: дело не в бетоне, а в том, что вся выделившаяся энергия почему-то достается автомобилю.

А если уйти от автомобиля и использовать шары из пластилина и стальную стенку? ИМХО, в таком случае всё становится очевидно. Энергия столкновения со стальной стеной на 100% достаётся пластилину.

Хороший пример. Вот и объясните, почему достается пластилину.

[Zenitchik]

Зачем мне её учитывать?

Затем, что энергия в упругой деформации не поглощается, а запасается. Причём, в нашем случае - крайне ненадолго. Маловероятно, что она останется виде энергии колебаний, скорее уж окажется передана автомобилю и пойдёт на его разрушение.

Вот и объясните, почему достается пластилину.

Потому что больше ей деться некуда. Энергия не делится на доли для тел, она расходуется на процессы. И, соответственно, достаётся тому, кто способен её преобразовать.

Он будет мяцца. И может будет сдвинут.   Т.е. поглотит часть

Так и я о том же. Причём, скорее всего, весьма изрядную часть.

[Вандал]

Затем, что энергия в упругой деформации не поглощается, а запасается. Причём, в нашем случае - крайне ненадолго. Маловероятно, что она останется виде энергии колебаний, скорее уж окажется передана автомобилю и пойдёт на его разрушение.

Возможно. Но почему стена не разрушается? Такая прочная, что энергии удара для этого недостаточно? Тогда да, первоначально вложенная в упругую деформацию стены энергия возвращается автомобилю.

Энергия не делится на доли для тел, она расходуется на процессы. И, соответственно, достаётся тому, кто способен её преобразовать.

Это, конечно, очень образно, но выглядит так, как будто энергия разумна: "Э, нет, эту стену мне не сломать, давай-ка я лучше пластилин поплющу". Тут бы побольше физики. Наверное так: передача энергии другому телу всегда встречает сопротивление (контактные поверхности неидеальны), поэтому энергия расходуется на плющение пластилина. И в итоге стене практически ничего не достается.

 

[Zenitchik]

Но почему стена не разрушается?

Потому что сила удара недостаточна, чтобы превысить предел упругости.

как будто энергия разумна

Не более разумна, чем электрический ток, который, как известно, течёт преимущественно по пути наименьшего сопротивления.

передача энергии другому телу всегда встречает сопротивление

Слишком философская мысль. На самом деле надо помнить, что преобразование энергии - это процесс. Процесс где-то происходит, в нём работают силы, может, помимо энергии, передаваться импульс. Кинетическая энергия переходит в другие виды энергии в следствие процесса: соударения. Этот процесс происходит на поверхности тел. При этом на оба тела действуют равные силы, но эти силы приводят к разным результатам, т.к. прочности тел разные. Стальная не воспринимает пластическую деформацию, а запасает всю доставшуюся ей энергию в виде упругой. Если бы деформация стены под действием удара пластелина была заметна глазу, мы, вероятно, видели бы что-то вроде "ответного удара". Кстати, интересно, почему пластилин не отскакивает, и можно ли сделать так, чтобы отскакивал?...

[Вандал]

Слишком философская мысль.

Не более философская чем то, что ток всегда течет по линии наименьшего сопротивления.

На самом деле надо помнить, что преобразование энергии - это процесс.

Любой процесс имеет временную компоненту, то есть, передача энергии связана с задержками, что и позволяет говорить о сопротивлении.

Этот процесс происходит на поверхности тел.

Нужно еще помнить, что поверхности тел - это не идеальные плоскости, следовательно одна из временных задержек связана с увеличением контактной поверхности (смятие микровыступов, заполнение микровпадин).

При этом на оба тела действуют равные силы, но эти силы приводят к разным результатам, т.к. прочности тел разные.

Если говорить более конкретно, а не "философски", то различается зависимость удлинения от приложенного усилия и предел текучести/временного сопротивления.

Если бы деформация стены под действием удара пластелина была заметна глазу, мы, вероятно, видели бы что-то вроде "ответного удара".

Пластилин очень мягкий по своей природе. Поэтому в первую очередь он будет сплющивать сам себя, то есть лишь незначительная часть его массы будет давить на стену. Импульс не будет передаваться, потому что соударение не упругое.

Но, в общем, в итоге вырисовывается кое-что более-менее понятное и логичное. Автомобиль тоже не является абсолютно жестким телом. Поэтому при ударе лишь небольшая часть автомобиля будет воздействовать на стену, в то время как остальная его часть будет расходовать энергию на сминание самого себя. Это не снаряд, который пробьет стену или, хотя бы оставит в неё выбоину. А потом стена еще и "вернет" автомобилю запасенную в упругой деформации переданную ранее часть энергии.

Кстати, интересно, почему пластилин не отскакивает, и можно ли сделать так, чтобы отскакивал?

Если его подержать на морозе, он станет более твердым и может отскочить.

[Zenitchik]

Любой процесс имеет временную компоненту, то есть, передача энергии связана с задержками

Справедливо

зависимость удлинения от приложенного усилия и предел текучести/временного сопротивления.

В нашем случае - предел упругости. До текучести стали дело не доходит, не говоря уж о временном сопротивлении. Диаграмму же растяжения пластилина я вообще с трудом себе представляю. Надо будет прикрепить к пружинке карандаш и попробовать её построить.

Поэтому в первую очередь он будет сплющивать сам себя, то есть лишь незначительная часть его массы будет давить на стену.

Сплющивается он под действием силы, которая действует на него со стороны стены. Причём, первоначально она приложена к точке соударения, а по мере деформации - к всё большей поверхности соударения, и распространяется вглубь тела за счёт упругости слоёв.

Импульс не будет передаваться, потому что соударение не упругое.

Будет, согласно закону сохранения импульса для случая неупругого соударения. Но стена у нас закреплена, а импульс переданный Земле нас не волнует, в виду её массы.

Если его подержать на морозе, он станет более твердым и может отскочить.

Сформулирую по другому: интересно, какова должна быть минимальная упругость материала, чтобы он был способен отскочить после удара о сталь. На досуге можно будет над этим поразмыслить.

что ток всегда течет по линии наименьшего сопротивления.

Я, писал совсем другое. Не всегда, и не весь ток. А только преимущественно. Т.е. согласно закону Ома, чем меньше сопротивление, тем больше ток. Кстати, в нашем случае тоже должно что-то вроде закона Кирхгофа работать. Только не для тока, а для чего-то связанного с энергией/время процесса.

Изменено 31 Aug 2016 пользователем Zenitchik

[Вандал]

Сплющивается он под действием силы, которая действует на него со стороны стены.

Справедливо. Коль скоро у нас скорость меняется с v до 0, это означает наличие ускорения, а где ускорение, там и сила. С другой же стороны имеем движение по инерции, следовательно, силы нет.

 

[Zenitchik]

Сила упругости со стороны стены.

[Вандал]

Сила упругости со стороны стены.

Это уже неважно. Понятно, как энергия возвращается автомобилю.

[Наполускр]

Вы в авариях то были?

Физики теоретики 

[Zenitchik]

Вы в авариях то были?

А как это помогло бы нам решить обсуждаемый вопрос?

[Наполускр]

Мне помогло. Я знаю как надо.

[Вандал]

Вы в авариях то были? Физики теоретики 

Мне помогло. Я знаю как надо.

При чем здесь обсуждаемый вопрос? Мне Ваши знания "как надо" без надобности. У меня машины не было, нет и не будет. Тема не Ваша, вот и нечего Вам тут командовать.

[Zenitchik]

Я знаю как надо.

И что с того? Как это к вопросу относится?

[Наполускр]

А я и не командую. Но готов подсказать. 

[letbur]

Не годится. Если стена деформируется в меньшей степени (то есть, её сопротивление деформации выше), значит, она может поглотить больше энергии.

Блдад,почему так сложно пишут о простых вещах?

Допустим, машина врезается в стену. Машина деформируется на 0,1 метр, стена на 0,01 метр - стена ведь прочнее. Силы на стену и на машину действуют одинаковые - третий закон Ньютона. Работа = сила умножить на перемещение. Очевидно, машина перемещается больше, что стена, поэтому она и получает больше энергии. То, каким образом деформируется стена (упруго, пластично, как-то еще) значения практически не имеет.

[Вандал]

Блдад,почему так сложно пишут о простых вещах?

Я хотел рассмотреть вопрос исключительно в рамках закона сохранения энергии, не привлекая лишних сущностей типа законов Ньютона. Работа к балансу энергии имеет прямое отношение, да.

[letbur]

Я хотел рассмотреть вопрос исключительно в рамках закона сохранения энергии, не привлекая лишних сущностей типа законов Ньютона. Работа к балансу энергии имеет прямое отношение, да.

Ну для рассмотрения задачи какие-то дополнительные сущности все равно придется рассматривать. Ведь энергия при взаимодейтвии тел вовсе не обязана распределяться между ними равномерно.

Хотите разрыв шаблона? Объясните эффект Оберта с точки зрения закона сохранения энергии.

А еще обратите внимание, что энергия и импульс относительны. Несмотря на закон сохранения и того и другого. Это в классической, Ньютоновской механике!

[Zenitchik]

Работа = сила умножить на перемещение

Это было бы так, если бы в стене и в машине происходили одинаковые процессы. Но тут работает уже не школьная физика, а сопромат. Без интеграла за подсчёт энергии лучше не браться.

[Zenitchik]

эффект Оберта

Если мне память не изменяет, Он как раз с его помощью и объясняется.

[Вандал]

Ну для рассмотрения задачи какие-то дополнительные сущности все равно придется рассматривать.

Нет. Стандартные физические задачки можно решать разными способами. Можно чисто в рамках закона сохранения энергии. Можно в кинематике и т.д.

Объясните эффект Оберта с точки зрения закона сохранения энергии.

До сих пор никогда про него не слышал. Но, вроде как, в википедии объяснение и дается с опорой на закон сохранения энергии?

А еще обратите внимание, что энергия и импульс относительны.

Если не ошибаюсь, именно по этой причине в классической механике выбор систем координат ограничивается инерционными системами. Впрочем, я это изучал очень давно, и уже многое забыл, ибо нет надобности.

 

 

 

[Вандал]

Без интеграла за подсчёт энергии лучше не браться.

Мне нет надобности точно считать деформации. А для понимания физической сути достаточно и такого объяснения. Собственно, сопромат, это совсем другая парадигма. Не помню, чтобы там вообще энергия была задействована напрямую.