Lille spørgsmål om lys

[harbst]

Helt korrekt. Det rabler for dig.

"Dens energi splittet i to kræfter" Det er noget rablende nonsens.

Morten har spildt sin tid på at prøve at forklaare at energi ikke er kraft, og at en kraft som virker på tværs af bevægelsesretningen ikke udfører noget arbejde, og dermet hverken tilfører eller fjerner nogen energi.
Hvis der kun er konservative kræfter i spil vil kuglen som indfanges og derefter cirkulerer beholde sin bevægelsesenergi. Den slags kaldes kinetiskt energi.

Konservativ kraft betyder en bevarende kraft. Det er i vores eksempler alt andet end gnidningskraft.
kinetisk energi betyder bevægelsesenergi.

I dit eksempel omdannes ikke noget til potentiel energi.(beliggenhedsenergi)

[Morten Jødal]

Da nu allerede to vidende meddebattører har påpeget min lapsus mht. effekt - hvortil jeg kun kan sige, at seniliteten må være sat ind   (forhåbentlig kun midlertidigt!) under forfattelsen af det pågældende lange indlæg, vil jeg nøjes med at konstatere, at mine kritikere selvfølgelig har ret .

Derimod mener jeg stadig min formulering om centripetalacceleration er OK.
Idet formuleringen ikke skulle definere acceleration - det har harbst siden gjort helt korrekt, jeg troede ikke det var nødvendigt, men efter Chrismarks seneste svar kan jeg se jeg tog fejl.
Vægten i mit indlæg lå derimod på at skelne centripetal- fra centrifugal-.
Jeg vil lige gentage, at det sidste begreb kun har mening i et roterende koordinatsystem, som på andre måder er matematisk svært at håndtere, så de færreste fysikere benytter det; geografer gør af og til.

Men jeg vil prøve igen, mere præcist:
Accelerationsvektoren kan opdeles i komposanter. I de tilfælde, hvor bevægelsen kan beskrives under indflydelse af en centralkraft, er centripetalaccelerationen den komposant af accelerationen, der er rettet mod centrum.
Hvis bevægelsen er en jævn cirkelbevægelse, er dette den eneste komposant, der er forskellig fra nul.

Og Chrismark:
Hvis du engang støder på et dødsbo eller en rodekasse med ældre skolebøger, og du der støder på en gymnasiefysikbog, så tag den endelig til dig og læs den!
Jeg kan især anbefale den, hvis forfattere hedder Pihl & Storm (professor Mogens Pihl, Københavns Universitet og lektor Henning Storm, Nykøbing Mors). Det umage par var særdeles godt skrivende og ikke mindst altid 100% præcise. Det er en del år siden deres bøger gik ud af brug - moderne gymnasieelever kan ikke læse dem, men en lidt ældre person vil nyde, at de er meget systematisk opbygget, modsat de nyere afløsere.
Mekanikken (hvor jeg også mener det rabler for dig  ) står i bind 1.

[chrismark]

Opgave;

Jeg har en fjedrer som jeg har trykket sammen og derefter bundet sammen med noget ståltråd.

Denne fjedrer re presenter nu en (Øh..) akkumuleret energimængde, men skjult og vægtløs.
Som udgangspunkt har fjedren den samme masse og hastighed som før sammentrykningen. (Eller hvad)

Beskriv energi som denne "konstruktion" kan afgive.
Beskriv de kræfter og effekt og vinkler som fjedren har.

Marek.

[B Mønnike]

Men udøver en kraft på den snor du har bundet din fjeder med for at holde den sammentrykket.



et lille hjælpe værktøj
http://www.digitaldutch.com/unitconverter/

[Morten Jødal]

Jeg har en fjedrer som jeg har trykket sammen og derefter bundet sammen med noget ståltråd.
[...]
Beskriv energi som denne "konstruktion" kan afgive.

Marek, du skal huske, når du læser i den fysikbog, jeg anbefalede, at lægge godt mærke til afsnittene om potentiel energi. Det handler om meget mere end tyngde, men fx også elektrisk energi og sammenpressede fjedre.

Den potentielle energi i en sammenpresset - eller strakt - skruefjeder beregnes ideelt efter formlen:

E_pot = ½kx²

Her er k en konstant (fjederkonstanten), som er specifik for netop denne fjeder og x er deformationen i forhold til ligevægtspunktet.
Denne potentielle energi kan uden videre "veksles" til andre energiformer i passende mekaniske konstruktioner.
En noget fiksere udgave, som tankemæssigt svarer fuldstændig til dit eksempel, er et gammeldags ur med fjederoptræk.
Ganske vist brugte man normalt en fjeder af anden facon, men princippet er præcis det samme: Fjederen spændes ved optræk og får derved potentiel energi, uret går ved at omdanne energien til kinetisk energi i urværket (og siden til varme i lejer m.v.).

[harbst]

Fjederens energi er lagret som potentiel energi.
Den er præcis lig det arbejde der er gjort på fjederen for at presse den sammen.

Arbejdet er lig kraften gange vejen. Og så strengt taget noget med cosinus som Morten skrev. Her er kraften modsat rettet af bevægelsen , så cosinus er -1.  Det fgiver lidt sjov med fortegnsregning, som vi vil se stort på i dette tilfælde.

Kraften vokser fra nul til en maksimalværdi efterhånden som fjederen trykkes sammen. kraften er kX hvor k er fjederkraften ved 1 m sammenpresning  og  x er den øjeblikkelige sammenpresning

Når man integrerer det udtryk over hele vejen fås udtrykket som Morten lige har angivet:
 Epot = ½kx²

[chrismark]

Fjederens energi er lagret som potentiel energi.
Den er præcis lig det arbejde der er gjort på fjederen for at presse den sammen.

Ja, men i mellemtiden har jeg smidt denne spændte jernfjedre i noget syre, hvorved energien bliver til varme, Derefter vil jeg bruge syren til og genskabe fjedren? Eller hvad.?

Jeg forventer nok, at jeg frit kan veksle den ene slags til den anden, naturligvis under forudsætning at intet forsvinder, men giver et samlet ballance.

Marek.

[harbst]

Det er blevet moderne at regne varme som energi, selv om det ikke gælder i den helt klassiske fysik.
Der er et varmeækvivalent - fandt man ud af ret sent i mekanikkens historie.  Det vil sige at en vis mekanisk ( rigtig) energi altid bliver til den en bestemt mængde varme. 
Men varme er en andenrangs energiform, som ikke bare kan veksles tilbage til mekanisk energi.

Egent lig hænger det sammen med 2. hovedsætning, men det er en helt anden historie.

[chrismark]

Det er blevet moderne at regne varme som energi, selv om det ikke gælder i den helt klassiske fysik.
Der er et varmeækvivalent - fandt man ud af ret sent i mekanikkens historie.  Det vil sige at en vis mekanisk ( rigtig) energi altid bliver til den en bestemt mængde varme. 
Men varme er en andenrangs energiform, som ikke bare kan veksles tilbage til mekanisk energi.

Harbst, det er nok her min kæde hopper af. Jeg har både læst 1-ste og anden sætning, men og beskrive noget som "andenrangs energiform" er vrøvl i min optik. Husk på at jeg har en lille stirlig motor her, som bliver drevet af det Du kalder "andenrangs energiform".  Jeg accepter, at hvis jeg bruger energi til og lave irreversible forandringer, er energien brugt (skjult), men ikke forsvundet.
Marek.

[harbst]

Tag din lille sterling motor , sæt den i en båd og sejl en tur på en sø. Den mekaniske energi du frembringer med den , ender på grund af vandets  bevægelse og indre gnidning som varme i søen.

Forklar mig, hvordan du vil tage den varme tilbage og sejle videre med den til drift af motoren.
når du har indset at det ikke går ved du hvorfor jeg kaldte varme for andenrangs energi.

Jeg ved godt at termodynamikken bruger andre ord , men jeg synes at mine ord er mere beskrivende.

[Morten Jødal]

Marek, efter at have læst en del af dine indlæg i mange tråde, tror jeg nok du er af den type, der kan tilslutte dig den simple udlægning af 2. hovedsætning:

Der bliver mere og mere rod med tiden!

Varme er en "rodet" energiform, fordi molekylbevægelserne er uordnede. Den potentielle energi i din spændte fjeder skyldes, at metalatomerne er placeret i en streng orden, som de egentlig ikke vil være i.
Jeg kan derfor helt tilslutte mig harbsts definition.

Du kan godt lave et lille område med fin orden - men resultatet er uvægerligt mere rod et andet sted! Din Stirlingmotor kører heller ikke reversibelt, selv om du oplever, at den laver andenrangs energi om til førsterangs. Men den laver mere andenrangs energi på steder, hvor du ikke lægger mærke til det.
Det snyder lidt her, for varmt vand i beholder 1 og koldt vand i beholder 2 er også mere orden end lunkent vand i begge. Groft sagt er det dette princip din stirlingmotor udnytter. Slutresultatet er lunkent vand overalt (meget groft - du behøver ikke her forklare mig detaljer i virkemåden).

De allerbedste kulfyrede kraftværker laver forbrændingsvarme fra kullene (lavværdig energi) om til el (højværdig energi) med en virkningsgrad på lige ved 50%. Resten fiser ud i atmosfæren eller kølevandet som varme.
Men hov! Udgangspunktet var 100% kemisk potentiel energi (førsterangs!) i kullene!!! Så du har spildt en masse undervejs ...

Og lige for god ordens skyld: danske kraftvarmeværker praler med langt højere virkningsgrader. Men det er kun fordi vi i det kolde nord er glade for at få en del af energien leveret i fjernvarmenettet som lavvædig varme. De 50% er omtrent den teknisk mulige grænse ved ren elproduktion.
Til allersidst: kraftværksfolk hænger sig meget i forskellen på 48% og 48,5%, og der kan ligge adskillige millioner i anlægsudgift for at nå den sidste halve %. Men her diskuterer vi fysiske principper, og så er ½% altså ikke ret meget ...

[chrismark]

Der bliver mere og mere rod med tiden!

Det er også derfor at jeg prøver og tænke i Sorte bokse (KISS), som den gang jeg læste til programmør. Nok skulle man kode i assembler, men tanker skulle være i bokse. Ellers ku man miste overblik. Altså; jeg propper noget i en Sort Boks og ud af den kommer (forhåbentligt) et forventet resultat. Hvad der sker i boksen er ret ligegyldigt, bare det virker.
Det er nok på samme måde prøver jeg tænke på energi.
  Lidt som vores politiker;
 "Der findes mange ligegyldige mennesker omkring mig; Men det er Mig der er Centrumet."

Marek.

[B Mønnike]

Så kort...Man  skal være et lys for at forstå lys....men man behøver ikke at være energisk for at forstå energi