Движение зарядов под воздействием электромагнитного поля Земли

[Ost]

Обычно такие комментарии подтверждают расчетами. А если соответствуют, тогда что?

"кинематическое ускорение" - никогда раньше такого термина не встречал. Думал, что ускорения - это из области динамики.
Но если про термины, то ускорение механическое логичнее называть "механодинамическое", а то, что получилось у меня - "электродинамическое".  Почувствуйте разницу 

Просто посчитайте \(m~v^2/2=q~E~h=q~U\).
Это проверка на закон сохранения энергии.
Работа поля равна кинетической энергии,
которую приобретает частица в этом поле.

[Ost]

Кинематика и динамика — это два раздела механики, которые изучают движение тел, но с разных точек зрения.

Кинематика занимается описанием движения без учёта причин, его вызывающих. Основными величинами в кинематике являются перемещение, скорость и ускорение. Например, она ответит на вопросы "Какой путь прошло тело?", "С какой скоростью оно двигалось?" и "Как изменяется скорость тела во времени?".

Динамика, в свою очередь, изучает причины движения и изменения его характера. Она исследует, как силы воздействуют на тела и заставляют их двигаться. В динамике важными понятиями являются сила, масса и закон взаимодействия (в частности, законы Ньютона).

Связь между этими разделами заключается в том, что динамика объясняет причины движения, описанные в кинематике. Например, если кинематика описала, что тело движется с определённым ускорением, динамика объяснит, какая сила и почему вызывает это ускорение (по второму закону Ньютона: F = ma, где F - сила, m - масса, a - ускорение).

Иными словами, кинематика описывает "что происходит", а динамика отвечает на вопрос "почему это происходит".

ChatGPT4

[Ефимов И.]

Эти параметры используются для описания движения различных тел в пространстве, не учитывая их массу и силы, действующие на них.

С этим в какую-нибудь другую тему.
У меня и силы, и масса, и заряды

[Ефимов И.]

Просто посчитайте \(m~v^2/2=q~E~h=q~U\).
Это проверка на закон сохранения энергии.
Работа поля равна кинетической энергии,
которую приобретает частица в этом поле.

Посчитаю. Если укажете, какие числа брать для расчета

[Ефимов И.]

Кинематика и динамика — это два раздела механики, которые изучают движение тел, но с разных точек зрения.

Кинематика занимается описанием движения без учёта причин, его вызывающих. Основными величинами в кинематике являются перемещение, скорость и ускорение. Например, она ответит на вопросы "Какой путь прошло тело?", "С какой скоростью оно двигалось?" и "Как изменяется скорость тела во времени?".

Динамика, в свою очередь, изучает причины движения и изменения его характера. Она исследует, как силы воздействуют на тела и заставляют их двигаться. В динамике важными понятиями являются сила, масса и закон взаимодействия (в частности, законы Ньютона).

Связь между этими разделами заключается в том, что динамика объясняет причины движения, описанные в кинематике. Например, если кинематика описала, что тело движется с определённым ускорением, динамика объяснит, какая сила и почему вызывает это ускорение (по второму закону Ньютона: F = ma, где F - сила, m - масса, a - ускорение).

Иными словами, кинематика описывает "что происходит", а динамика отвечает на вопрос "почему это происходит".

ChatGPT4

Такое объясняют в программе средней школы, а здесь форум серьёзный, доценты с кандидатами. Им это прекрасно известно 

[Ost]

Посчитаю. Если укажете, какие числа брать для расчета

Например, берём параметры альфа частицы \(m_\alpha=6,644 656⋅10^{−27}~кг\); \(q_\alpha=2 \cdot 1,602176634⋅10^{−19}~Кл\);
\(E=125~В/м\). Заряд и напряженность можно взять в ваших единицах.
\(h=1~м\). Скорость вычисляем из \(a~t=v\) и \(a~t^2/2=h\). Ускорение вам известно.
Надо доказать, что \(m_\alpha~v^2/2=q_\alpha~E~h\).

[Ефимов И.]

Например, берём параметры альфа частицы \(m_\alpha=6,644 656⋅10^{−27}~кг\); \(q_\alpha=2 \cdot 1,602176634⋅10^{−19}~Кл\);
\(E=125~В/м\). Заряд и напряженность можно взять в ваших единицах.
\(h=1~м\). Скорость вычисляем из \(a~t=v\) и \(a~t^2/2=h\). Ускорение вам известно.
Надо доказать, что \(m_\alpha~v^2/2=q_\alpha~E~h\).

У меня вопрос на опережение.
Вот посчитаю, и получится что равенство не получилось.
Рассудить, что правильно, а что ошибочно - поможет только эксперимент. Это невыполнимо, поэтому каждый будет иметь основание оставаться при своём мнении.

[Ost]

У меня вопрос на опережение.
Вот посчитаю, и получится что равенство не получилось.
Рассудить, что правильно, а что ошибочно - поможет только эксперимент. Это невыполнимо, поэтому каждый будет иметь основание оставаться при своём мнении.

Это соотношение давно уже доказано экспериментом на ускорителях.
Обязательность выполнения закона сохранения энергии уже давно не требует доказательства.

[Ефимов И.]

Это соотношение давно уже доказано экспериментом на ускорителях.

Такое можно считать доказанным только в том случае, если есть средства контроля и предоставлены не десятки, а тысячи результатов измерений.
В данном случае будет считаться доказанным только в том случае, если эксперимнетально получили значение скорости.
Вопрос по существу: Каким прибором (спидометром ) на практике измеряют реальную скорость на ускорителях ???
Ответ, что теоретическое значение скорости получается из каких-то там никем на практике не подтвержденных теоретических предположений - меня не устроит
Что там на самом деле измеряют и доказывают на ускорителях - тайна за семью замками 

[Ефимов И.]

Например, берём параметры альфа частицы \(m_\alpha=6,644 656⋅10^{−27}~кг\); \(q_\alpha=2 \cdot 1,602176634⋅10^{−19}~Кл\);
\(E=125~В/м\). Заряд и напряженность можно взять в ваших единицах.
\(h=1~м\). Скорость вычисляем из \(a~t=v\) и \(a~t^2/2=h\). Ускорение вам известно.
Надо доказать, что \(m_\alpha~v^2/2=q_\alpha~E~h\).

Сегодня с утра пораньше накосячил с арифметикой, удалил и исправил.

Заряд и напряженность единицах системы СИЭ
q_α=2⋅1,602176634⋅10⁻¹⁹ Кл х1,16·10¹⁰ кг/Кл = 3,78·10^-9 кг
Е_е = 125 х 8,61·10^-11 = 1,07∙10^-8 м/с²

На заряд действует сила
F  = q_α E_е = 3,78·10^-9 кг  х 1,07∙10^-8 м/с² = 4∙10^-17  кг∙м/с²
Эта сила оказывает воздействие на частицу массой 6,644656⋅10−27 кг
Ускорение
a   = F : m_α = 4∙10^-17 кг∙м/с² : 6,644656⋅10⁻²⁷ кг = 6∙10⁹ м/с²
Время
t = (2 h : a )^0,5 = (2м : 6∙10⁹ м/с²)0,5 = 1,82∙10^-5 с
v = a t = 6∙10⁹ м/с² х 1,82∙10^-5 с = 1,1∙10⁵ м/с

m_α v²/2  = 0,5 х 6,644656⋅10⁻²⁷ кг х (1,1∙10⁵ м/с)²  = 4∙10^-17 кг м/с²
q_α E_е h = 3,78·10^-9 кг х 1,07∙10^-8 м/с² х 1м = 4∙10^-17 кг м/с²
Что и требовалось доказать

Не проверял, как это будет выглядеть при расчете в единицах системы СИ, но если результаты совпадут, то это подтвердит что система СИЭ вполне годится для прикладных расчетов
Если результаты окажутся разными, то это будет означать, что одна из методик ошибочна. Какая именно сказать невозможно по причине отсутствия экспериментальных данных

[Ефимов И.]

Например, берём параметры альфа частицы \(m_\alpha=6,644 656⋅10^{−27}~кг\); \(q_\alpha=2 \cdot 1,602176634⋅10^{−19}~Кл\);
\(E=125~В/м\). Заряд и напряженность можно взять в ваших единицах.
\(h=1~м\). Скорость вычисляем из \(a~t=v\) и \(a~t^2/2=h\). Ускорение вам известно.
Надо доказать, что \(m_\alpha~v^2/2=q_\alpha~E~h\).

Расчет в единицах системы СИ

F_е  = q_α E_е = 2⋅1,602176634⋅10₋₁₉ Кл х 125 В/м = 4⋅10⁻¹⁷ кг∙м/с²
a   = F_е : m_α = 4∙10^-17 кг∙м/с² : 6,644656⋅10⁻²⁷ кг = 6∙10⁹ м/с²
Время
t = (2 h : a )^0,5 = (2м : 6∙10⁹ м/с²)0,5 =1,82∙10^-5 с
скорость
v = a t = 6∙10¹¹ м/с² х 2∙10⁶ м/с² х 1,82∙10^-5 с = 1,1∙10⁵ м/с

m_α v²/2  = 0,5 х 6,644656⋅10⁻²⁷ кг х  (1,1∙10⁵ м/с)² = 4∙10^-17 кг∙м/с²
q^α E^е h = 2⋅1,602176634⋅10⁻¹⁹ Кл х 125 В/м  х 1 м= 4⋅10⁻¹⁷ кг∙м/с²

Результаты расчётов времени и скорости, выполненных по общепринятой методике в единицах СИ, не совпали с результатами расчетов в единицах системы СИЭ. Разница на много порядков
К моему непомерному удивлению
Это недоразумение могу объяснить только тем, что сила действует на заряд, а расчеты производим таким образом, словно эта сила приложена к массе.
Кто изучал сопромат - поймёт ход моих мыслей.

Во всём виноват Кулон. Следовало не остановиться на достигнутом, а обнародовать Второй закон имени себя, то есть Кулона. И назвать его Основным законом электродинамики
Примерно в такой редакции:
Ускорение, с которым движется заряд, прямо пропорционально равнодействующей всех электрических сил, действующих на заряд, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально величине этого заряда:     а = F_к : q    
Что касается рассматриваемого примера, то есть основание, по аналогии с закономерностью, открытой Галилеем, утверждать:
Ускорение заряженного объекта, находящегося вблизи земной поверхности и взаимодействующего с зарядом Земли, рассчитывается по формуле E_е = GQ/R², составляет примерно 1,07∙10^-8 м/с², и не зависит от величины заряда объекта.   

Это максимальное ускорение, с которым может двигаться заряженный объект под действием заряда Земли. Это в случае, когда масса настолько мала, что эту величину можно не учитывать. Если масса представляет большую величину, то ускорение будет ещё меньше.
Формула для расчета ускорения заряженных объектов в электрическом поле другого заряда принимает вид:
a   = F_е : (q + m)
Когда величина  m на порядок и более превышает значение  q, то величину  заряда можно не учитывать и формула приобретает классический вид a = F_е : m

[Ost]

Расчет в единицах системы СИ

F  = q_α E_е = 2⋅1,602176634⋅10₋₁₉ Кл х 125 В/м = 4⋅10⁻¹⁷ кг∙м/с²
a   = F : m_α = 4∙10^-17 кг∙м/с² : 6,644656⋅10⁻²⁷ кг = 6∙10⁹ м/с²
Время
t = (2 h : a )^0,5 = (2м : 6∙10⁹ м/с²)0,5 =1,82∙10^-5 с
скорость
v = a t = 6∙10¹¹ м/с² х 2∙10⁶ м/с² х 1,82∙10^-5 с = 1,1∙10⁵ м/с

m_α v²/2  = 0,5 х 6,644656⋅10⁻²⁷ кг х  (1,1∙10⁵ м/с)² = 4∙10^-17 кг∙м/с²
q^α E^е h = 2⋅1,602176634⋅10⁻¹⁹ Кл х 125 В/м  х 1 м= 4⋅10⁻¹⁷ кг∙м/с²

Результаты расчётов, выполненных в единицах СИ совпали с результатами расчетов в единицах системы СИЭ.
К моему непомерному удивлению
Это недоразумение могу объяснить только тем, что сила действует на заряд, а расчеты производим таким образом, словно эта сила приложена к массе.
Кто изучал сопромат - поймёт ход моих мыслей.

Во всём виноват Кулон. Следовало не остановился на достигнутом, а обнародовать Второй закон имени себя, то есть Кулона. И назвать его Основным законом электродинамики
Примерно в такой редакции:
Ускорение, с которым движется заряд, прямо пропорционально равнодействующей всех электрических сил, действующих на заряд, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально величине этого заряда:     а = F_к : q    
Что касается рассматриваемого примера, то есть основание, по аналогии с закономерностью, открытой Галилеем, утверждать:
Ускорение заряженного объекта, находящегося вблизи земной поверхности и взаимодействующего с зарядом Земли, рассчитывается по формуле E_е = GQ/R², составляет примерно 1,07∙10^-8 м/с², и не зависит от величины заряда объекта.   

Это максимальное ускорение, с которым может двигаться заряженный объект под действием заряда Земли. Это в случае, когда масса настолько мала, что эту величину можно не учитывать. Если масса представляет большую величину, то ускорение будет ещё меньше. Вроде бы так
На практике это проверить невозможно, ускорение свободного падения на много порядков больше

Результаты расчётов, выполненных в единицах СИ совпали с результатами расчетов в единицах системы СИЭ.
К моему непомерному удивлению
Это недоразумение могу объяснить только тем, что сила действует на заряд, а расчеты производим таким образом, словно эта сила приложена к массе.
Кто изучал сопромат - поймёт ход моих мыслей.

Просто результат не зависит от размерности заряда. Размерность заряда сокращается.

Ускорение заряженного объекта, находящегося вблизи земной поверхности и взаимодействующего с зарядом Земли, рассчитывается по формуле E_е = GQ/R², составляет примерно 1,07∙10^-8 м/с², и не зависит от величины заряда объекта.

Это ускорение надо тоже проверить на соответствие закону сохранения энергии.

[Ефимов И.]

Это ускорение надо тоже проверить на соответствие закону сохранения энергии.

Можно и проверить, но как определить, насколько теоретическое значение скорости отличается от практической, экспериментальной?
Я повторюсь: Если практичесую скорость не измеряют приборами, средствами измерения, а рассчитывают по сомнительным методикам, то и проверять ничего не надо. Всё сойдется, как и в первом примере, хотя реальные скорости будут отличаться от теоретических на много порядков.
Впрочем, если применять формулу a = F_е : (q + m) то расчетные данные могут совпасть с реальными скоростями

[Ost]

Можно и проверить, но как определить, насколько теоретическое значение скорости отличается от практической, экспериментальной?
Я повторюсь: Если практическую скорость не измеряют приборами, средствами измерения, а рассчитывают по сомнительным методикам, то и проверять ничего не надо. Всё сойдется, как и в первом примере, хотя реальные скорости будут отличаться от теоретических на много порядков.
Впрочем, если применять формулу a = F_е : (q + m) то расчетные данные могут совпасть с реальными скоростями

Закон сохранения энергии доказан теоретически и экспериментально. Любая теория не должна ему противоречить.
Естественно, что если теория соответствует закону сохранения энергии, то это ещё не значит, что она правильная,
но если она ему противоречит, то она заведомо не правильная.
Поэтому и надо проверить ускорение на соответствие формуле \(m~v^2/2=q~E~h=q~U=m~a~h\).

[Ефимов И.]

Закон сохранения энергии доказан теоретически и экспериментально. Любая теория не должна ему противоречить.
Естественно, что если теория соответствует закону сохранения энергии, то это ещё не значит, что она правильная,
но если она ему противоречит, то она заведомо не правильная.
Поэтому и надо проверить ускорение на соответствие формуле \(m~v^2/2=q~E~h=q~U=m~a~h\).

Заряд qα и напряженность Земли Ее в единицах системы СИЭ:
q_α=2⋅1,602176634⋅10⁻¹⁹ Кл х1,16·10¹⁰ кг/Кл = 3,78·10^-9 кг. Это на 18 порядков превышает массу альфа-частицы, поэтому массу к расчету не принимаем
Е_е = 125 х 8,61·10^-11 = 1,07∙10^-8 м/с²

На заряд действует сила
F  = q_α E_е = 3,78·10^-9 кг  х 1,07∙10^-8 м/с² = 4∙10^-17  кг∙м/с²
Эта сила оказывает воздействие не на массу альфа-частицы, а на заряд qα = 3,78·10-9 кг. Следовательно, ускорение принимает значение
a = F : q_α = 4∙10^-17 кг∙м/с² : 3,78·10^-9 кг = 1,06∙10^-8 м/с²
Время и скорость при расчёте в единицах СИЭ
t = (2 h : a )^0,5 = (2м : 1,06∙10^-8 м/с²)^0,5 = 1,37∙10⁴ с
v = a t = 1,06∙10^-8 м/с² х 1,37∙10⁴ с = 1,45∙10^-4 м/с

Проверяем закон сохранения энергии с учетом обобщенной формулы a = Fе : (q + m).
Логика подсказывает, что для энергии будет выполняться Е = (q + m) v²/2 , из чего следует:
q_α v²/2  = 0,5 х 3,78·10^-9 кг х (1,45∙10^-4 м/с)² = 4∙10^-17 кг м/с²
q_α E_е h = 3,78·10^-9 кг х 1,07∙10^-8 м/с² х 1м = 4∙10^-17 кг м/с²
 

Время и скорость при общепринятой методике расчета в единицах СИ по формуле  a = F : m_α
t = (2 h : a )^0,5 = (2м : 6∙10⁹ м/с²)^0,5 =1,82∙10^-5 с
v = a t = 6∙10¹¹ м/с² х  = 2∙10⁶ м/с² х 1,82∙10^-5 с = 1,1∙10⁵ м/с
На таких скоростях альфа-частицы при столкновении с земной поверхностью будут уходить вглубь на много метров. А по пути, сталкиваясь с молекулами воздуха должны бы создавать сияние подобное сварочной дуге, но такого не наблюдается. Простое наблюдение указывает на то, что значение v =1,1∙10⁵ м/с рассчитано по ошибочной методике

« Ответ #150 : 18 Декабрь 2024, 15:25:19 »  Ошибочно указал, что расчеты в СИ и СИЭ совпали. Внес соответствующие изменения

[Ost]

Заряд qα и напряженность Земли Ее в единицах системы СИЭ:
q_α=2⋅1,602176634⋅10⁻¹⁹ Кл х1,16·10¹⁰ кг/Кл = 3,78·10^-9 кг. Это на 18 порядков превышает массу альфа-частицы, поэтому массу к расчету не принимаем
Е_е = 125 х 8,61·10^-11 = 1,07∙10^-8 м/с²

На заряд действует сила
F  = q_α E_е = 3,78·10^-9 кг  х 1,07∙10^-8 м/с² = 4∙10^-17  кг∙м/с²
Эта сила оказывает воздействие не на массу альфа-частицы, а на заряд qα = 3,78·10-9 кг. Следовательно, ускорение принимает значение
a = F : q_α = 4∙10^-17 кг∙м/с² : 3,78·10^-9 кг = 1,06∙10^-8 м/с²
Время и скорость при расчёте в единицах СИЭ
t = (2 h : a )^0,5 = (2м : 1,06∙10^-8 м/с²)^0,5 = 1,37∙10⁴ с
v = a t = 1,06∙10^-8 м/с² х 1,37∙10⁴ с = 1,45∙10^-4 м/с

Проверяем закон сохранения энергии с учетом обобщенной формулы a = Fе : (q + m).
Логика подсказывает, что для энергии будет выполняться Е = (q + m) v²/2 , из чего следует:
q_α v²/2  = 0,5 х 3,78·10^-9 кг х (1,45∙10^-4 м/с)² = 4∙10^-17 кг м/с²
q_α E_е h = 3,78·10^-9 кг х 1,07∙10^-8 м/с² х 1м = 4∙10^-17 кг м/с²
 

Время и скорость при общепринятой методике расчета в единицах СИ по формуле  a = F : m_α
t = (2 h : a )^0,5 = (2м : 6∙10⁹ м/с²)^0,5 =1,82∙10^-5 с
v = a t = 6∙10¹¹ м/с² х  = 2∙10⁶ м/с² х 1,82∙10^-5 с = 1,1∙10⁵ м/с
На таких скоростях альфа-частицы при столкновении с земной поверхностью будут уходить вглубь на много метров. А по пути, сталкиваясь с молекулами воздуха должны бы создавать сияние подобное сварочной дуге, но такого не наблюдается. Простое наблюдение указывает на то, что значение v =1,1∙10⁵ м/с рассчитано по ошибочной методике

« Ответ #150 : 18 Декабрь 2024, 15:25:19 »  Ошибочно указал, что расчеты в СИ и СИЭ совпали. Внес соответствующие изменения

Заряд qα и напряженность Земли Ее в единицах системы СИЭ:
q_α=2⋅1,602176634⋅10⁻¹⁹ Кл х1,16·10¹⁰ кг/Кл = 3,78·10^-9 кг. Это на 18 порядков превышает массу альфа-частицы, поэтому массу к расчету не принимаем
Е_е = 125 х 8,61·10^-11 = 1,07∙10^-8 м/с²

Если Вы заменили размерность заряда на килограммы, то это не значит, что Вы изменили свойство заряда и он стал массой.
Это все равно заряд, имеющий другие свойства, чем масса. Поэтому суммировать заряд и массу нельзя в любом случае.
У вас выражение (8) формально правильное, так как суммируются силы, а выражение (11) не верное, так как суммируются ускорения.
http://bolshoyforum.com/forum/index.php?topic=620691.msg10604613#msg10604613
Не суммируются ускорения в контексте второго и третьего закона это ошибка. Ускорения вычисляются через второй закон.

[Ефимов И.]

Если Вы заменили размерность заряда на килограммы, то это не значит, что Вы изменили свойство заряда и он стал массой.
Это все равно заряд, имеющий другие свойства, чем масса. Поэтому суммировать заряд и массу нельзя в любом случае.
У вас выражение (8) формально правильное, так как суммируются силы, а выражение (11) не верное, так как суммируются ускорения.
http://bolshoyforum.com/forum/index.php?topic=620691.msg10604613#msg10604613
Не суммируются ускорения в контексте второго и третьего закона это ошибка. Ускорения вычисляются через второй закон.

По Вашей логике если на телегу с конной тягой установить парус, а затем ешё и пропеллер, то при расчетах скорости нужно будет учитывать только силу конной тяги, а воздействие паруса и пропеллера не учитывать. По той причине, что эти силы по своей прирде отличаются от лошадиных   
ИМХО означает: Имею Мнение Х.. Оспоришь 
С Вашим мнением ознакомился. Хотел бы узнать имена тех, кто думает точно так же

[Ефимов И.]

На днях на просторах интернета нашел отличную статью как раз по этой теме
Шпеньков Г. П. Электрический заряд     https://shpenkov.com/pdf/ECharge.pdf
Шпеньков Г.П. все размерности, принятые в электродинамике, называет псевдоразмерностями и указывает на их абсурднность
Но предложить систему в единицах метр, килограмм, секунда не сумел
Вот он бы ни на секунду не усомнился в том, что система СИЭ ( метр, килограмм, секунда) намного рациональнее, чем система СИ

[Ost]

По Вашей логике если на телегу с конной тягой установить парус, а затем ешё и пропеллер, то при расчетах скорости нужно будет учитывать только силу конной тяги, а воздействие паруса и пропеллера не учитывать. По той причине, что эти силы по своей прирде отличаются от лошадиных   
ИМХО означает: Имею Мнение Х.. Оспоришь 
С Вашим мнением ознакомился. Хотел бы узнать имена тех, кто думает точно так же

Не по моей логике. Я сказал, что суммируются силы. Вы приводите пример, где суммируются силы. Нет противоречия.
А вот по вашей логике, если пропеллер имеет ускорение 10, а парус 15, то в сумме они имеют ускорение 25.
Ваша формула (11). Непонятно, как они могут находится на одной телеге.

[Ефимов И.]

Не по моей логике. Я сказал, что суммируются силы. Вы приводите пример, где суммируются силы. Нет противоречия.
А вот по вашей логике, если пропеллер имеет ускорение 10, а парус 15, то в сумме они имеют ускорение 25.
Ваша формула (11). Непонятно, как они могут находится на одной телеге.

а = F_g/m + F_e/q = G(M +Q)/R²          (11)"

Быть может и  ошибочна.
Если бы тело с зарядом q и массой m двигалось только под воздействием заряда Q, а масса М настолько мала, что этой величиной можно пренебречь, то масса m оказывала бы тормозящее действие.
Учтём, что в расчётах в этой теме я эту формулу не применял. Парадоксальные выводы получил без неё.
В общем - вычеркиваем и забываем.
+ за указание на ошибку. Так и укажу: За ошибку