Александр Астахов - Физика. Порядок вещей, или Осознание знаний. Книга 1

«Желая передвинуть шкаф, мы с силой на него надавливаем, но если он при этом в движение не приходит, то механической работы мы не совершаем. Можно представить себе случай, когда тело движется без участия сил (по инерции), в этом случае механическая работа также не совершается.

Итак, механическая работа совершается, только когда на тело действует сила и оно движется. Если тело или несколько взаимодействующих между собой тел (система тел) МОГУТ совершить работу, то говорят, что они обладают энергией.

Энергия – физическая величина, показывающая, какую работу МОЖЕТ совершить тело (или несколько тел).»

Как видите, ключевые слова в определении энергии МОГУТ, МОЖЕТ. То есть термин «энергия» означает возможную или потенциальную работу. Потенциальное это то, чего ещё нет и что только возможно в будущем при определённых обстоятельствах. А обстоятельства, при которых совершается работа – это изменение движения. Это может быть, как изменение уже существующего движения, так и изменение движения с нуля, т.е. из состояния покоя. Первое называют кинетической энергией, а второе – потенциальной энергией!

Таким образом, само по себе движение это ещё не работа, но энергия, которая только может стать работой. А может и не стать. А может стать совсем другой работой, чем мы предполагали. Поэтому на наш взгляд такое положение с терминами не совсем правильное. Лучше было бы оставить только один термин, обозначающий реальное действие. А возможное действие – обозначать добавлением термина «потенциальное» к термину «действие-работа». Всё сразу же стало бы на свои места естественным образом.

Сегодня же термин «энергия» абсолютно аналогичен термину «потенциальная работа». Именно это обстоятельство и является причиной практически официально закреплённой в современной физике путаницы между работой и энергией.

Кинетическую энергию, т.е. возможную потенциальную работу по изменению уже существующего движения путают с реально осуществляющемся действием, т.е. с реальной работой, даже при равномерном и прямолинейном движении. Применение же прилагательного «потенциальная» по отношению к потенциальной энергии приводит к несуразице типа «масло масляное». Потенциальная энергия превращается в «потенциальную потенциальную работу», т.е. фактически в «потенциальную потенциальность».

В результате подавляющее большинство людей ошибочно считают кинетическую энергию действующей энергией-работой в противовес потенциальной энергии. Но ошибочно это только по отношению к официальным определениям, т.к. говоря об энергии практически все физики подразумевают именно реальные затраты действия (работы), т.е. одинаковую физическую сущность, на которую в конечном итоге направлены эти термины. В формуле потенциальной и кинетической энергии эта общая сущность выражена через разные физические величины сводящиеся друг к другу естественным образом.

Поэтому и мы в дальнейшем, в случаях, когда речь идёт о реальных затратах действия-работы будем использовать общий термин энергия-работа, имея в виду их общую физическую сущность. А для обозначения ещё не совершённого действия будем прилагать к термину «энергия» прилагательное «потенциальная». Хотя это и «масло-масляное», но в отличие от существующего строгого, но, мягко говоря, не совсем логичного определения энергии, это интуитивно понятно большинству непрофессиональных читателей.

Поскольку с появлением нового движения в это же мгновение исчезает и соответствующая часть напряжения, то перепад напряжение—движение ослабевает, что замедляет процесс «разгона» и воспринимается нами, как инерционное сопротивление движению. При обратном преобразовании тормозящая сила-напряжение расходуется на разгон массовых элементов тормозящего тела, что снижает тормозящую силу и воспринимается нами, как инерционная поддержка движения. Кроме того, останавливаемые массовые элементы непрерывно подпитываются свежим движением задних элементов.

Таким образом, формируется отрицательная обратная связь, которая растягивает процесс во времени с коэффициентом регулирования, равным ускорению, что и есть инерция, мерой которой является энергия. А длительность этого процесса является физической основой искусственно изобретённой человеком равномерной вселенской шкалы времени, в качестве единицы её измерения (гл. 11.2.).

Ну, а теперь вернёмся к мере взаимодействия.

Совершенно очевидно, что мера взаимодействия или мера свойства материи преобразование напряжение—движение пропорциональна её свойствам, которые участвуют в этом преобразовании, и их мерам, т.е. силе и импульсу. Очевидно также, что процесс преобразования напряжение—движение не может происходить мгновенно. Вспомним, что мы говорили об инерции выше. С учётом сказанного мера взаимодействия и инерции – энергия определяется материей-массой, свойствами материи напряжением-силой, движением-скоростью, преобразованием напряжение-движение, а также длительностью-временем преобразования.

Е = N * t = F * V * t / 2 = m * V * a * t / 2 = m * V2 / 2 (1.2.0)

Где:

Множитель «1/2» приводит скорость V к средней скорости Vср. процесса преобразования напряжение-движение при изменении скорости от 0 до V.

N – мощность, равная N = Е / t = F * V * / 2 = F * Vср.

Здесь наша точка зрения в корне расходится с мнением Смирнова А. П., который в статье «Осознание знания – откровение XXI века» пишет, что мерой взаимодействия является не сила и не энергия, а мощность:

«В динамике И. Ньютона причиной изменения состояния является не сила, а действие, необходимое для свершения элементарного акта изменения состояния, которое оценивается произведением действующей силы F на скорость ее действия V, то есть мгновенной мощностью F * V. Ибо сила сама по себе ничего не может совершить, не будучи приложенной с определенной скоростью» (выделение наше – ААА).

Однако сила – это результат остановленного движения, которое образует скалярноенапряжение взаимодействия. Следовательно, сила не прикладывается с определенной скоростью, как предлагает считать А. П. Смирнов. Прикладываются друг к другу движущиеся физические тела, которые до наступления взаимодействия не несут в себе никакой силы и никакого действия (работы). Поэтому скорость во взаимодействии принадлежит не силе, а движущейся массе. Тем более, что прикладывается тело с мгновенной скоростью, а мощность определяется средней скоростью, рассчитанной из двух мгновенных начальной и конечной.

В плане «осознания знания» следует уточнить также и физический смысл работы (энергии). Ни скалярное напряжение с мерой силой (F), ни мощность (N), ни импульс (Р) работу не совершают, т.к. не материальные сущности не могут ничего изменять в материальном мире. Они только отражают его изменения. Поэтому работа – это наша субъективно—объективная количественная оценка процесса взаимного преобразования свойств материи (массы) движения и напряжения, а свойства не могут работать, они только проявляются и наблюдаются.