Vis viva

Vis viva (от латинского «живая сила») - исторический термин, использованный для первого (известного) описания того, что мы теперь называем кинетической энергией в ранней формулировке принципа сохранения энергии .

Обзор [ править ]

Предложенная Готфридом Лейбницем в период 1676–1689 гг. Теория вызвала споры, поскольку, казалось, противоречила теории сохранения количества движения, отстаиваемой сэром Исааком Ньютоном и Рене Декартом . Теперь понимается, что эти две теории дополняют друг друга.

Теория была в конечном итоге впитана в современную теорию энергии, хотя термин все еще выживает в контексте небесной механики через уравнение vis viva .

Этот термин принадлежит немцу Готфриду Вильгельму Лейбницу , который в 1676–1689 годах впервые попытался дать математическую формулировку. Лейбниц заметил, что во многих механических системах (нескольких масс , каждая m _i со скоростью v _i ) величина:

${\ Displaystyle \ сумма _ {я} м_ {я} v_ {я} ^ {2}}$

был сохранен. Он назвал это количество vis viva или «жизненной силой» системы. Этот принцип, как теперь выяснилось, представляет собой точное утверждение сохранения кинетической энергии при 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 Декарта во Франции , оба из которых выдвинули сохранение импульса в качестве руководящего принципа. Таким образом, импульс :

${\ Displaystyle \, \! \ сумма _ {я} м_ {я} \ mathbf {v} _ {я}}$

соперничающий лагерь считал консервативным vis viva . В основном такие инженеры , как Джон Смитон , Питер Эварт , Карл Хольцманн , Густав-Адольф Хирн и Марк Сегин , возражали против того, что одного сохранения импульса недостаточно для практических расчетов, и использовали принцип Лейбница. Этот принцип был также защищен некоторыми химиками, такими как Уильям Хайд Волластон .

Французский математик Эмили дю Шатле , хорошо разбирающийся в механике Ньютона, разработал концепцию Лейбница и, объединив ее с наблюдениями Виллема Гравезанда , показал, что vis viva зависит от квадрата скоростей.

Члены академического истеблишмента, такие как Джон Плейфейр, сразу отметили, что кинетическая энергия явно не сохраняется. Это очевидно для современного анализа, основанного на втором законе термодинамики, но в 18-19 веках судьба утраченной энергии все еще была неизвестна. Постепенно возникло подозрение, что тепло, неизбежно генерируемое движением, было еще одной формой vis viva . В 1783 году Антуан Лавуазье и Пьер-Симон Лаплас рассмотрели две конкурирующие теории: vis viva и теорию калорий . ^[1] Наблюдения графа Рамфорда за выделением тепла во времяскучный из пушек добавляют больше веса к мнению , 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.

Перекалибровка vis viva для включения коэффициента половинного, а именно:

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

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

Бывшие назвала его quantité де изнурение (количество работы) , а второй, изнурение mécanique (механической работа) , и оба отстаивали свое применение в инженерных расчетах.

См. Также [ править ]

• Сохранение энергии: историческое развитие
• Élan vital
• Кинетическая энергия
• Ортогенез
• Потенциальность и актуальность
• Уравнение Vis-viva

Примечания [ править ]

Ссылки [ править ]

• Джордж Э. Смит, «Спор Vis Viva: противоречие на заре динамики» , Physics Today 59 (октябрь 2006 г.), выпуск 10, стр. 31–36. [2] (см. Также опечатку )