Vis viva

редактировать

Vis viva (от латинского для «живой силы») - исторический термин, используемый для первое (известное) описание того, что мы сейчас называем кинетической энергией в ранней формулировке принципа сохранения энергии.

Содержание

  • 1 Обзор
  • 2 См. также
  • 3 Примечания
  • 4 Ссылки

Обзор

Теория, предложенная Готфридом Лейбницем в период 1676–1689 гг., Вызвала споры, поскольку, казалось, противоречила теории сохранение импульса, за которое выступали сэр Исаак Ньютон и Рене Декарт. Теперь считается, что эти две теории дополняют друг друга.

Теория была в конечном итоге впитана в современную теорию энергии, хотя этот термин до сих пор выживает в контексте небесной механики через уравнение vis viva.

Этот термин принадлежит немцу Готфриду Вильгельму Лейбницу, который в 1676–1689 гг. Впервые попытался дать математическую формулировку. Лейбниц заметил, что во многих механических системах (нескольких масс, m i каждая с скоростью vi) величина:

∑ imivi 2 {\ displaystyle \ sum _ {i} m_ {i} v_ {i} ^ {2}}\ sum _ {i} m_ {i} v_ {i} ^ {2}

был сохранен. Он назвал это количество vis viva или «жизненной силой» системы. Этот принцип, как теперь выяснилось, представляет собой точное утверждение сохранения кинетической энергии в упругих столкновениях и не зависит от сохранения количества движения. Однако многие физики в то время не знали об этом факте и, вместо этого, находились под влиянием престижа сэра Исаака Ньютона в Англии и Рене Декарт в Франции, оба из которых выдвинули сохранение количества движения в качестве руководящего принципа. Таким образом, импульс :

∑ imivi {\ displaystyle \, \! \ Sum _ {i} m_ {i} \ mathbf {v} _ {i}}\, \! \ Sum _ {{ i}} m_ {i} {\ mathbf {v}} _ {i}

считался лагерем соперников сохранены vis viva. В основном это были инженеры, такие как Джон Смитон, Питер Юарт, Густав-Адольф Хирн и Марк Сеген, которые возразил, что одного только сохранения количества движения недостаточно для практических расчетов, и использовал принцип Лейбница. Этот принцип также отстаивали некоторые химики, такие как Уильям Хайд Волластон.

Французский математик Эмили дю Шатле, которая хорошо разбиралась в ньютоновской механике, разработала концепцию Лейбница. и, объединив это с наблюдениями Willem's Gravesande, показал, что vis viva зависит от квадрата скоростей.

Представители академического истеблишмента, такие как Джон Плейфэр, поспешили указать на то, что кинетическая энергия явно не сохраняется. Это очевидно для современного анализа, основанного на втором законе термодинамики, но в 18-19 веках судьба потерянной энергии все еще была неизвестна. Постепенно возникло подозрение, что тепло, неизбежно генерируемое движением, было другой формой vis viva. В 1783 г. Антуан Лавуазье и Пьер-Симон Лаплас рассмотрели две конкурирующие теории: vis viva и теорию калорий. Граф Рамфорд Наблюдения 1798 года за выделением тепла во время бурения пушек добавили веса мнению о том, что механическое движение может быть преобразовано в тепло. Vis viva теперь стала называться энергией после того, как этот термин впервые был использован в этом смысле Томасом Янгом в 1807 году.

Отрывок из статьи Даниэля Бернулли, опубликованной в 1741 году с определением vis viva с множителем 1/2.

Перекалибровка vis viva для включения коэффициента половинного, а именно:

E = 1 2 ∑ imivi 2 {\ displaystyle E = {\ frac {1} {2}} \ sum _ {i} m_ {i} v_ {i} ^ {2}}E = {\ frac {1} {2}} \ sum _ {{i}} m_ {i} v_ {i} ^ {2}

был в значительной степени результатом работы Гаспара-Гюстава Кориолиса и Жан-Виктор Понселе в период 1819–1839 гг., Хотя современное определение иногда можно встретить и раньше (например, в текстах Даниэля Бернулли ).

Первый назвал его количественным трудом (количество работы), а второй - travail mécanique (механическая работа), и оба отстаивали его использование в инженерных расчетах.

См. Также

Примечания

  1. ^Бернулли Д. (1741 г.). «De legibus quibusdam Mechanicis…». Commentarii Academiae Scientiarum Imperialis Petropolitanae. 8 : 99–127.

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-18 03:39:51
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте