Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
  • 1
  • 2
2018-06-05, 10:08
  #1
Medlem
kodsnickrarns avatar
Lite "fysik-filosofisk" fråga:

Har alltid klurat på det här med lägesenergi (eller egentligen potentiell energi), och vad som händer med den om objektet som tillförts energin upphör att existera.

Ponera att jag bär upp två klot, ett av materia och ett av antimateria upp på ett berg. Vi bortser nu från alla praktiska implikationer som att få fram och förvara sådana mängder antimateria att det kan kallas ett "klot".

Det utvecklas naturligtvis värme av mitt arbete, men en del av den energi jag utvecklar tillförs kloten i form av lägesenergi som kan återfås när/om de senare rullar nedför berget.

Om jag då på toppen av berget låter materian och antimaterian annihileras (d.v.s. utplåna varandra fullständigt) så övergår ju _all_ materia till ren energi (enligt E=mc2).

Men, vad händer med lägesenergin som jag tillfört med mitt jobb att kånka upp kloten?

Det naturliga svaret är ju såklart att den också blir "värme" (eller strålning), det är ju slutpunkten för all energiomvandling, men exakt hur gick det till?

/K
Citera
2018-06-05, 10:25
  #2
Medlem
kodsnickrarns avatar
Eller är det så att antimateria tillförs "negativ lägesenergi", d.v.s. i princip att den skulle ha negativ massa?
Dess "negativa massa" skulle då i mitt fall exakt motsvara massan hos det vanliga klotet så lägesenergierna skulle
ta ut varandra när de annihileras så att termodynamikens första sats hålls nöjd och glad?

Det skulle då vara lättare att bära upp antimateriaklotet på berget men man får jobba för att få det att rulla ner igen?
Citera
2018-06-05, 10:39
  #3
Medlem
kodsnickrarns avatar
Eller om det nu är så att lägesenergin övergår i värme så innebär ju det att explosionen när materia-antimateria annihileras blir kraftigare om den sker uppe på ett berg än nere vid havsytan (med exakt lika stora massor)?

Men isåfall är ju lägesenergin ingen "potentiell" energi utan högst reell - men var "lagrades" den då någonstans?
Är det kanske så att lägesenergin ökar massan hos objektet till vilken den tillförs?

Många frågor blir det :-)
Citera
2018-06-05, 11:07
  #4
Medlem
MataRengis avatar
Citat:
Ursprungligen postat av kodsnickrarn
Eller är det så att antimateria tillförs "negativ lägesenergi", d.v.s. i princip att den skulle ha negativ massa?
Dess "negativa massa" skulle då i mitt fall exakt motsvara massan hos det vanliga klotet så lägesenergierna skulle
ta ut varandra när de annihileras så att termodynamikens första sats hålls nöjd och glad?

Det skulle då vara lättare att bära upp antimateriaklotet på berget men man får jobba för att få det att rulla ner igen?

Antimateria har ingen negativ massa, ingen negativ lägesenergi.
Citera
2018-06-05, 11:42
  #5
Medlem
När du burit upp dessa två klot så har de bara lägesenergi (mgh) jämfört med någon lägre. Du lagrar ingen energi i dessa två klot utan i ett system som innehåller marken under er.
Citera
2018-06-05, 11:50
  #6
Medlem
kodsnickrarns avatar
Citat:
Ursprungligen postat av MataRengi
Antimateria har ingen negativ massa, ingen negativ lägesenergi.

Nej så har jag också fattat det.

Återstår då att lägesenergin övergår i värme, men hur går det egentligen till?
Var "fanns" lägesenergin "lagrad"?

Som jag förstått lägesenergi är det en potentiell energi som en kropp kan "tillföras" om den befinner sig i ett kraftfält, t.ex. gravitation, och som återfås om kraftfältet med sin kraft får "utföra sitt arbete". Men om den potentiella energin kan övergå i värme direkt måste den ju ha lagrats någonstans??

Eller tas den från kraftfältet? Minskar jordens gravitation något om kloten på bergstoppen utplånar varandra?
Citera
2018-06-05, 12:16
  #7
Medlem
kodsnickrarns avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Woozah
När du burit upp dessa två klot så har de bara lägesenergi (mgh) jämfört med någon lägre. Du lagrar ingen energi i dessa två klot utan i ett system som innehåller marken under er.

Men allt arbete jag utför med att bära upp kloten slutar ju inte i värme där och då, en del "investeras" ju som lägesenergi hos kloten (eller ok, i hela systemet ink. jorden under oss). Jag har då "betalat in" en del energi som jag sen kan få ut genom att låta kloten rulla ner igen. Men om kloten upphör att existera, var tog då min "investerade energi" vägen?
Citera
2018-06-05, 14:10
  #8
Medlem
GalFisks avatar
Är det inte så att energin helt enkelt hamnar i fotonerna?
Fotoner som klättrar upp ur ett gravitationsfält förlorar energi till https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_redshift.
Om källan befinner sig högre upp, förlorar fotonerna som tar sig utåt mindre energi. Fotoner som rör sig nedåt i gravitationsfältet får även mer energi, av samma anledning.

Effekten överskuggas förstås totalt av energin i explosionen, men lägesenergin går inte förlorad.
Citera
2018-06-05, 15:12
  #9
Medlem
kodsnickrarns avatar
Citat:
Ursprungligen postat av GalFisk
Är det inte så att energin helt enkelt hamnar i fotonerna?
Fotoner som klättrar upp ur ett gravitationsfält förlorar energi till https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_redshift.
Om källan befinner sig högre upp, förlorar fotonerna som tar sig utåt mindre energi. Fotoner som rör sig nedåt i gravitationsfältet får även mer energi, av samma anledning.

Effekten överskuggas förstås totalt av energin i explosionen, men lägesenergin går inte förlorad.

Ah, så fotonerna som emanerar från explosionen kommer hålla en högre energi om den sker på bergstoppen än vid havsytan p.g.a. den lägre gravitationen däruppe. M.a.o. så blir explosionen kraftigare uppe på berget och skillnaden lika stor som lägesenergin.

Tack!

/K
Citera
2018-06-05, 15:17
  #10
Medlem
GalFisks avatar
Citat:
Ursprungligen postat av kodsnickrarn
Ah, så fotonerna som emanerar från explosionen kommer hålla en högre energi om den sker på bergstoppen än vid havsytan p.g.a. den lägre gravitationen däruppe. M.a.o. så blir explosionen kraftigare uppe på berget och skillnaden lika stor som lägesenergin.

Tack!

/K
Nästan - vid explosionspunkten har de samma energi, men efterhand som de rör sig i gravitationsfältet förlorar eller vinner de energi motsvarande den kulorna skulle ha vunnit om de rört sig samma väg.
Citera
2018-06-05, 15:25
  #11
Medlem
kodsnickrarns avatar
Citat:
Ursprungligen postat av GalFisk
Nästan - vid explosionspunkten har de samma energi, men efterhand som de rör sig i gravitationsfältet förlorar eller vinner de energi motsvarande den kulorna skulle ha vunnit om de rört sig samma väg.

Det var så jag menade fast mycket bättre uttryckt! :-)
För en betraktare "utifrån" kommer explosionen uppe på berget se "hetare" ut än den nere vid bergets fot.

Tack för ditt svar!

/K
Citera
2018-06-05, 15:32
  #12
Medlem
Denoms avatar
Citat:
Ursprungligen postat av GalFisk
Nästan - vid explosionspunkten har de samma energi, men efterhand som de rör sig i gravitationsfältet förlorar eller vinner de energi motsvarande den kulorna skulle ha vunnit om de rört sig samma väg.
Vad händer med gravitationsfältet sen då?
Citera
  • 1
  • 2

Stöd Flashback

Flashback finansieras genom donationer från våra medlemmar och besökare. Det är med hjälp av dig vi kan fortsätta erbjuda en fri samhällsdebatt. Tack för ditt stöd!

Stöd Flashback