Производит ли сила Лоренца работу?

[Фёдор Менде]

Это отдельный разговор, откройте соответствующую тему, там и поговорим. А здесь речь идёт о том, может ли сила Лоренца совершать работу. Давайте этот вопрос здесь и обсуждать.

[tory]

Если бы сила Лоренца не могла совершать работу, то не работал бы ни один электромотор постоянного тока. При свободном движении заряда, работа, конечно, не совершается. Не совершается эта работа и при движении по заданной прямолинейной траектории по проводнику, если он неподвижен. Но как только начинается движение этого проводника в напрвлении силы Лоренца, работа совершается. Этот вопрос разобран в моей статье "Как работает электродвигатель" http://bolshoyforum.com/wiki/index.php/%D0%9A%D0%B0%D0%BA_%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B0%D0%B5%D1%82_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%3F .

Но проводник с током не электрон, а квазинейтральная СИСТЕМА зарядов. В ней свои особенности и формула Лоренца по другому интерпретируется. Не как для отдельного электрона.

[Фёдор Менде]

Это не столь важно. Можно рассмотреть  каждый электрон в отдельности, а затем просуммировать их действие на стенки проводника.

[tcaplin]

Это отдельный разговор, откройте соответствующую тему, там и поговорим. А здесь речь идёт о том, может ли сила Лоренца совершать работу. Давайте этот вопрос здесь и обсуждать.

В физике все явления взаимосвязаны. Невозможно рассматривать свойства силы Лоренца в отрыве от сопутствующих ей противодействующих сил. Например:

Можно рассмотреть  каждый электрон в отдельности, а затем просуммировать их действие на стенки проводника.

Уже здесь Вы (к сожалению негласно и, похоже, даже неосознанно) имеете в виду силы взаимодействия каждого электрона со стенкой (именно стенкой, а не проводником вцелом!). А если бы осознали, то Вам пришлось бы признать, что и эта сила - неэлектрического характера. Явление, известное под названием "поверхностный барьер работы выхода" - одно из проявлений сил, противодействующих электрическому полю (электрической силе).
 В классической ЭД таких сил нет в принципе. Они вводятся постулятивно в квантовой теории - но без попыток вскрыть их физическую природу. Просто предлагается зазубрить как факт, а затем поднять это эмпирическое правило как знамя "глубокого понимания" процессов.
 Якобы "грамотному физику" (читай - зазубрившему учебники) все ясно без объяснений.

[Фёдор Менде]

Я не вдаюсь в подробности, по какой причине электрон не может выйти за пределы стенок проводника. Да в данном случае это и несущественно.

[tcaplin]

Фёдор Менде:

Я не вдаюсь в подробности, по какой причине электрон не может выйти за пределы стенок проводника. Да в данном случае это и несущественно.

В физике нет несущественных подробностей. Есть только неучтенные физические факторы. Некоторыми можно пренебречь - но не по умолчанию, а обязательно доказав их пренебрежительную малость.
 Движущийся равномерно без ускорения (в данном случае - бокового) по прямой электрон работу не производит. Значит, и поле, действующее на него, энергию ему не передает. Сила Лоренца в этом (и только в этом) случае работу не совершает.
 Но сила эта есть. И в природе нет силы "действия" без равной ей силы "противодействия". Если Вы объявляете силу "действия" по природе "электрической", то противодействующая обязательно имеет другую природу. Обе уравновешивающие друг друга силы действуют на заряд - и Ваш "постулат" о том, что на заряд могут действовать только электрические силы, явно несостоятелен.

[tory]

 Но сила эта есть. И в природе нет силы "действия" без равной ей силы "противодействия". Если Вы объявляете силу "действия" по природе "электрической", то противодействующая обязательно имеет другую природу. Обе уравновешивающие друг друга силы действуют на заряд - и Ваш "постулат" о том, что на заряд могут действовать только электрические силы, явно несостоятелен.

Ваш подход не очень ясен. Например, взаимодействие двух зарядов. Здесь природа сил одна и та же.

[tcaplin]

tory:

Ваш подход не очень ясен. Например, взаимодействие двух зарядов. Здесь природа сил одна и та же.

Два свободных заряда при взаимодействии либо ускоренно сближаются (разноименные), либо так же ускоренно разлетаются (одноименные). В обоих случаях на каждый из зарядов действуют две силы - электрическая от взаимодействия зарядов и неэлектрическая - сила инерции ma.
 Чтобы заряды не двигались, в качестве противодействующей силы может выступить другая неэлектрическая сила - либо квантовая сила удержания заряда на разрешенной орбите (жесткость штативов и проводов), либо химическая сила той же квантовой природы - в гальванических элементах.
 Эти неэлектрические силы известны в электротехнике под наименованием "сила ЭДС". Но почему-то в составлении базовых уравнений ЭД ее не используют. И зря, по-моему.
 Например, в электромагнитных волнах на самом деле электрического поля нет вообще - так как физически нет эарядов, взаимодействующих между собой посредством этого поля. Обойти это обстоятельство Максвеллу удалось весьма искусственным введением "токов смещения в вакууме", в противовес определению тока как движения зарядов.
 Электрическое поле, и соответственно напряженность Е появляется только при взаимодействии поля ЭДС волны с встречающимися на его пути зарядами. Разводя этой неэлектрической силой противоположные заряды в разные стороны, она получает в результате противодействующую ей электрическую силу Е между этими зарядами.

[tory]

tory:  Два свободных заряда при взаимодействии либо ускоренно сближаются (разноименные), либо так же ускоренно разлетаются (одноименные). В обоих случаях на каждый из зарядов действуют две силы - электрическая от взаимодействия зарядов и неэлектрическая - сила инерции ma.
 Чтобы заряды не двигались, в качестве противодействующей силы может выступить другая неэлектрическая сила - либо квантовая сила удержания заряда на разрешенной орбите (жесткость штативов и проводов), либо химическая сила той же квантовой природы - в гальванических элементах.
 Эти неэлектрические силы известны в электротехнике под наименованием "сила ЭДС". Но почему-то в составлении базовых уравнений ЭД ее не используют. И зря, по-моему.
 Например, в электромагнитных волнах на самом деле электрического поля нет вообще - так как физически нет эарядов, взаимодействующих между собой посредством этого поля. Обойти это обстоятельство Максвеллу удалось весьма искусственным введением "токов смещения в вакууме", в противовес определению тока как движения зарядов.
 Электрическое поле, и соответственно напряженность Е появляется только при взаимодействии поля ЭДС волны с встречающимися на его пути зарядами. Разводя этой неэлектрической силой противоположные заряды в разные стороны, она получает в результате противодействующую ей электрическую силу Е между этими зарядами.

Тогда следовало бы уточнить условие: Тело движется при взаимодействии равномерно (сумма всех сил, действующих на тело, равна нулю, например).

[tcaplin]

tory:

Тогда следовало бы уточнить условие: Тело движется при взаимодействии равномерно (сумма всех сил, действующих на тело, равна нулю, например).

Зачем? Мы обсуждаем действие поля на заряды. О каком теле речь?

[tory]

tory:  Зачем? Мы обсуждаем действие поля на заряды. О каком теле речь?

Заряд и имеется в виду.

[tcaplin]

Заряд и имеется в виду.

Не вижу смысла в таком уточнении. Если заряд участвует в каком-то другом процессе взаимодействий, то действует принцип суперпозиции - движения накладываются друг на друга независимо. Действие волны на заряд можно рассматривать отдельно, а иные движения - отдельно, затем наложив их друг на друга.
 Например, падающая волна вызывает ускорение зарядов. Ускоренные заряды излучают ЭМВ. Наложение этих процессов мы рассматриваем как "отражение волны" от проводников.

[tory]

Не вижу смысла в таком уточнении. Если заряд участвует в каком-то другом процессе взаимодействий, то действует принцип суперпозиции - движения накладываются друг на друга независимо. Действие волны на заряд можно рассматривать отдельно, а иные движения - отдельно, затем наложив их друг на друга.
 Например, падающая волна вызывает ускорение зарядов. Ускоренные заряды излучают ЭМВ. Наложение этих процессов мы рассматриваем как "отражение волны" от проводников.

Это ДИССИПАТИВНЫЙ процесс! Его так просто не "скушаешь"!
В обычной механике это описывается с помощью диссипативной функции Релея в классическом Лагранжиане.

[shilin]

Два свободных заряда при взаимодействии либо ускоренно сближаются (разноименные), либо так же ускоренно разлетаются (одноименные).
 

"Забил заряд я в пушку туго и думал: угощу я друга." (Бородино, М.Ю.Лермонтов)
"Электрический заряд - величина, определяющая интенсивность эл.-магн. взаимодействия электрически заряженных частиц".
Взаимодействуют посредством эл.-магн. поля, ускоренно сближаются, либо ускоренно разлетаются не заряды, а электрически заряженные частицы.

[tory]

"Забил заряд я в пушку туго и думал: угощу я друга." (Бородино, М.Ю.Лермонтов)
"Электрический заряд - величина, определяющая интенсивность эл.-магн. взаимодействия электрически заряженных частиц".
Взаимодействуют посредством эл.-магн. поля, ускоренно сближаются, либо ускоренно разлетаются не заряды, а электрически заряженные частицы.

Мудро!

[Rudnik-vs]

  Учитывая  несколько замечаний   в адрес   *Этюда  о силе Лоренца*  , приходится уточнить некоторые моменты.
     Сила Лоренца  - это ещё не работа  и даже не потенциал, а только намерение  , готовность совершить работу.   Работой считается действие силы на определённом расстоянии.                           1 Дж  =1Н* 1м.         
В электродвигателях  сила Лоренца  работает всегда , кроме случаев полного  стопорения  при пуске , когда она, как штангист , пытается взять неподъёмный вес.  В этом случае вся подводимая электрическая   энергия  непроизводительно уходит в тепло.
  Примерно  то же самое в генераторах.  Там сила Лоренца  действует всегда , но не всегда производит работу.  Например . при Х.Х. генератора , то есть при разомкнутой внешней цепи,           ЭДС создаётся , но мощность не передаётся.

[Фёдор Менде]

Совершенно верно!

[Незнайка на Луне]

Думаю, что не верен сам подход к орпеделению движения тела по окружности. Просто если поместить наблюдателя в центр точки, относительно которой вращается тело, никокого движения не будет. И работы не будет. Для стороннего наблюдателя - это будет как движение маятника, при условии, что его масса не влияет на эту пару.

[Rudnik-vs]

     Ув.  Виктор Аркадьевич.    Не знаю , как у Фейнмана , но прочитав  2й том Парселла ,          я был удивлён  тем . что не нашёл упоминания о Лоренце.  Я говорю о силе  Лоренца.             Нет , сила  Лоренца , как таковая , конечно имеется , но называется без упоминания автора.   Это в работах наших учёных умов только и мелькает *сила Лоренца , Лоренцева индукция*. Почему же у Парселла ( а может и других) такое пренебрежение к имени  этого учёного.

[Фёдор Менде]

Думаю, что не верен сам подход к орпеделению движения тела по окружности. Просто если поместить наблюдателя в центр точки, относительно которой вращается тело, никокого движения не будет. И работы не будет. Для стороннего наблюдателя - это будет как движение маятника, при условии, что его масса не влияет на эту пару.

Над свободно движущимся зарядом сила Лоренца работу не производит. Но если заставить заряд двигаться по нужной нам траектории, как это имеет место в электродвигателях постоянного тока, то именно эта сила и производит работу. Это малограмотные орты да учдуры этой простой истины не понимают.