Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
  • 2
  • 3
2018-06-11, 18:33
  #25
Medlem
Bara-Robins avatar
Citat:
Ursprungligen postat av a987
Jag tror jag förstår hur du menar. En fjäder hänger i taket och du lyfter upp en sten och fäster den i fjädern. När du släpper taget om stenen och fjädern, då kommer stenen sjunka ner långsamt till golvet, pga att fjädern dämpar accelerationen. Fjädern kommer i sin tur sträckas ut, och stenens lägesenergi kommer övergå till potentiell energi i den nu sträckta fjäder. Om du lossar stenen från fjädern vid golvet, då kommer fjädern snabbt åka upp mot taket igen.

Men en muskel är ju ingen fjäder. En muskel kan dock liknas vid en fjäder, om du tex lyfter upp en sten med hjälp av deltoidmuskeln och håller den stilla där. Då motsvaras det ungefär av att du har låst fast fjädern halvvägs, så att den inte kan sänka ner stenen ända ner till golvet. Skillnaden är dock att när du sänker ner stenen sakta till golvet med deltoidmuskeln, och sen släpper stenen vid golvet, då kommer inte deltoidmuskeln nödvändigtvis åka upp igen som fjädern gjorde. Detta eftersom muskeln kan "stänga av sig", genom att stänga av nervimpulserna som orsakar kontraktion i muskeln. Det blir alltså ungefär som om fjädern, efter att sakta ha sänkt ner stenen till golvet och är utspänd, då magiskt försvinner tillsammans med sin potentiella energi som ursprungligen kom från stenens lägesenergi. Energin i den spända fjädern skulle då alltså "förstöras". Och det är det jag tänker sker i muskeln när den "stängs av" efter att ha varit spänd.

Om jag förstår dig rätt så precis. Förutom att energin inte magiskt försvinner utan har blivit värmeenergi.
Det som kanske är svårt att greppa är att man intuitivt upplever det som att energin i att lyfta en sten är ganska stor, medans värmen som bildas i musklerna är ganska lite. Men den "lilla" värmen är lika mycket energi som det krävs för att förflytta stenen.
Citera
2018-06-11, 22:17
  #26
Avstängd
Citat:
Ursprungligen postat av Bara-Robin
Om jag förstår dig rätt så precis. Förutom att energin inte magiskt försvinner utan har blivit värmeenergi.
Det som kanske är svårt att greppa är att man intuitivt upplever det som att energin i att lyfta en sten är ganska stor, medans värmen som bildas i musklerna är ganska lite. Men den "lilla" värmen är lika mycket energi som det krävs för att förflytta stenen.

Men om du tänker dig att du har ett rep, som är fäst med ena änden i en tung vikt på golvet och har ett handtag i andra änden. Du står rakt upp och tar tag i handtaget med handen, och du sträcker ut repet med en rörelse liknande en bicepscurl. När repet är helt sträckt så bildar din underarm och din överarm ungefär en rätvinkel.

Du försöker lyfta/dra uppåt så att vikten lyfts uppåt från golvet. Men vikten är alldeles för tung för att det ska vara möjligt. Du fortsätter dock ändå att försöka lyfta/dra uppåt allt vad du kan. Och din arm förblir då stilla, med en rät vinkel mellan underarm och överarm. Flera muskler i din arm kommer förstås då vara väldigt mycket spända, men vi fokuserar bara på biceps nu.

När din biceps nu är väldigt mycket spänd, då kommer den vara ungefär som en utsträckt fjäder eller ett utsträckt gummiband. Din biceps har alltså potentiell energi, ungefär som en utsträckt fjäder eller ett utsträckt gummiband. Iallafall så länge din biceps är spänd och repet är utsträckt och du lyfter uppåt. Om någon skulle hastigt skära av repet, utan att du är beredd på det, då kommer din underarm åka uppåt med en ganska stor kraft/hastighet. Ungefär som om du skulle sträcka ut ett gummiband och sen klippa av det när det är utsträckt.

Om repet däremot inte klipps av, utan din biceps istället hålls spänd och armen stilla, och repet sträckt och vikten kvar på golvet. Då kommer din biceps fortsätta ha potentiell energi. Om du plötsligt slappnar av så mycket du kan i din biceps, då försvinner den potentiella energin i din biceps plötsligt. Så du måste alltså hålla din biceps spänd för att bevara den potentiella energin i din biceps. Och för att din biceps ska kunna hållas spänd, så måste din biceps omvandla kemisk energi till muskelkontraktion.

Denna omvandling av kemisk energi till muskelkontraktion i din biceps, den måste ske hela tiden om och om igen, för att din biceps ska hållas spänd. Detta eftersom muskelkontraktionen i din biceps upphör ganska omgående efter att den har uppstått (om jag har förstått det rätt).

När din biceps är spänd och du håller i repet som ovan beskrivits, så sker det alltså upprepade muskelkontraktioner, och varje muskelkontraktion upphör ganska omgående. Och varje muskelkontraktion som sker i din biceps, ger potentiell energi. Den potentiella energin upphör dock ganska omgående, eftersom muskelkontraktionen som ger den potentiella energin upphör ganska omgående. Men eftersom det sker nya muskelkontraktioner hela tiden (så länge din biceps är spänd), så uppstår det hela tiden ny potentiell energi i din biceps, innan eller samtidigt som den tidigare potentiella energin upphör. Ungefär så har jag förstått att det fungerar.

Låt oss nu först anta att varje gång som potentiell energi upphör i din spända biceps (varje gång en muskelkontraktion upphör), så upphör (förstörs) den egentligen inte, utan den potentiella energin övergår istället i lika stor mängd energi i form av värme (eller strålning) i din biceps. Ungefär som termodynamikens första lag säger med andra ord.

Tänk sen att du minskar viktens tyngd plötsligt, men samtidigt är din biceps spänd exakt lika mycket som innan. Då kommer vikten höjas lite grann. Men eftersom din biceps under upphöjningen, är spänd lika mycket som innan, så kommer lika mycket kemisk energi behöva omvandlas till muskelkontraktion i din biceps, som innan du minskade viktens tyngd. Och vad är det som säger att det då inte också kommer bildas lika mycke värme (eller strålning) i din biceps, som innan du minskade viktens tyngd?

Och om det bildas lika mycket värme (eller strålning) i din biceps, oavsett om du lyfter upp vikten eller håller den stilla, så länge din biceps är lika mycket spänd i båda fallen. Hur kan det då bli någon energi över till att ge vikten mer lägesenergi när den höjs? Var kommer lägesenergin ifrån?

Allt verkar alltså hänga på hur mycket värme (eller strålning) som bildas i muskeln (pga muskelkontraktionsprocessen) när du lyfter upp vikten med en viss muskelspänning, jämfört med när du håller vikten stilla med samma muskelspänning. Och om det bildas lika mycket värme (eller strålning) i båda fallen, då kan troligen inte termodynamikens första lag stämma. Detta eftersom det då blir för mycket energi i och med den ökade lägesenergin hos vikten, trots att ingen ökad kemisk energi omvandlas i muskeln när vikten höjs jämfört med när den hålls stilla med samma muskelspänning.

Så därför vore det bra att få veta om någon har mätt den värme (eller strålning) som bildas i muskeln vid kontraktion, både i "vila" (spänd muskel) och i "arbete" (lika spänd muskel)? Om inte så är det nog bra att försöka mäta det.

Och hur uppstår värmen förresten i muskeln? Om det sker på ett sätt som ofrånkomligt kommer leda till lika mycket värmebildning (eller strålning) i båda fallen, då talar det för att termodynamikens första lag INTE stämmer.

Att säga att jag har fel och sen enbart hänvisa till termodynamikens första lag som "bevis", det är enligt mig inte hållbart, eftersom det är termodynamikens första lag som jag ifrågasätter. Och att istället hänvisa till olika experiment som "bevisar" att termodynamikens första lag stämmer, det är enligt mig inte heller hållbart, eftersom bara för att något funkar på ett visst sätt i många eller de flesta situationer, så betyder ju inte det nödvändigtvis att det funkar på det sättet i alla situationer.
Citera
2018-06-13, 13:00
  #27
Medlem
Bara-Robins avatar
Citat:
Ursprungligen postat av a987
Frågor om energiöverföringar i hypotetiska system där man förändrar faktorerna systemet är uppbyggt av, som inte har någonting med termodynamik att göra alls.

Ja, den typen av potentiell energi "försvinner", alltså vad det nu kan vara, elastiska potentiella energin. Det finns annan potentiell energi kvar, som kemisk potentiell energi.
Sen försvinner ju inte den förstnämnda potentiella energin, utan den blir ju löpande värme i allt ifrån muskler, till potentiell energi och värme i repet, till potentiell energi i vikten, trots att den inte rör sig.(vi minskar ju dess kraft mot backen, och släpper vi efter sen så återgår denna)
Men ja, för att bibehålla den potentiella energin i armen som består av den redan bildade muskelkraften, alltså inte den lagrade kemiska energin, så krävs det en kontinuerligt process, vilket ger värme som rest.

Vi behöver inte anta det utan det är givet.

Ingenting säger det. Tvärtom så blir det mycket riktigt lika mycket värmeförluster och sådant eftersom vi använder lika stor kraft i armen. Att kraften från armen sedan går till potentiell och elastisk energi i repet och vikten som vi inte orkar bära, eller att kraften från armen går till potentiell energi, elastisk energi och kinetisk energi i en vikt vi kan bära spelar ingen roll.
Du kan ju göra av med lika mycket energi när du förflyttar en vikt på 10 g som när du förflyttar en vikt på 20 g om du ändrar andra parametrar, som t.ex. hastighet.

Jag förutsätter att det är underförstått att du med meningen "lika mycket spänd" menar "gör av med lika mycket energi" eftersom det är i den kontexten vi rör oss i nu, och inte kraft vilket är energi och tid.
I ditt exempel så kommer ju lägesenergin i tyngden vi lyfter från det faktumet att vi har samma energi som lyfter tyngden, men tyngden då väger mindre.
Har vi 10 energi och en sten som kräver 10 energi för att lyfta så blir det jämnvikt såklart. Har vi 10 energi och en sten som kräver 5 energi att lyfta så kan vi få 5 lägesenergi i stenen.
Spillenergin i form av värme som är låt säga x% spelar ju ingen roll för processen i sig, bara att vi har lite förluster. Så istället för att vi har en arm med 10 energi och en sten som kräver 5 energi för att förflytta sig så kan vi dra av någon % på allt, men det funkar fortfarande lika dant.

(Vi blandar ihop energi och kraft lite överallt här, men jag försöker göra andemeningen tydlig för dig här, men om någon annan läser detta så ska man vara nogrann med skillnaden)

Nae, allt hänger inte på hur mycket värme som bildas i muskeln. Det är fler energier än bara värme vi har att göra med. Du har ju manipulerat systemet genom att minska vikten på stenen. Energin i armen är konstant så förhållandet mellan armens energi och stenens energi är vad som går till stenens lägesenergi.

Det är irrelevant hur värmen skapas i musklerna.

Ta ett annat exampel då istället med en ballong som vi kan blåsa upp som vi lägger under en sten.
Stenen kräver 10 enheter någonting för att hamna i jämnvikt mot gravitationen. Vi tillför gas till ballongen med 10 enheter någonting så stenen hamnar i jämnvikt mot gravitationen. Gasen komprimeras av stenens vikt och det kommer bli värme. Låter vi detta system stå en tid så kommer värme att stråla bort från gasen i ballongen och de 10 enheterna någonting gas i ballongen kommer bli lite mindre och stenen kommer vara åka neråt efter ett tag.
I ditt exempel så blåser vi upp ballongen under stenen så den är i jämnvikt mot gravitationen. Detta ger värmeförluster över tid, men du minskar stenens vikt så mindre energi krävs för att lyfta den samtidigt som ballongens energi är densamma, och du undrar varifrån stenens nya lägesenergi kommer från? Från ballongen. Trots värmeförluster över tid. Såklart.

Njao, att säga att du har fel och hänvisa till termodynamikens lagar som bevis kanske inte är "hållbart" för dig, men det är ett legitimt motargument där bevisbördan istället hamnar på dig att motbevisa det.
Att du ifrågasätter detta står inte i motsatsförhållande till om det är rätt eller fel att hänvisa till dessa.

Nae det stämmer. Men om gravitationen har fungerat varje dag sedan början på Big Bang så är det rimligt att anta att den kommer fungera nästa gång vi provar också.

Däremot när vi kommer in på kvantfysik så kommer inte alltid sådana här saker vara i balans i varje givet ögonblick, utan då blir det statistiskt där det rättar till sig över tid istället.


Jag orkar dock inte utveckla något mer, dels för att jag inte ens är säker på att jag förstår vad du menar från första början, dels för att jag har skrivit "energi" istället för "kraft" alldeles för många gånger nu och även för att jag inte ens ser något argument mot termodynamikens lagar som du säger dig ifrågasätta. Du frågar lite om energiöverföringar och verkar vara förvirrad över vad som händer när man ändrar någon faktor i dessa hypotetiska system.

Sen är det ju onödigt krångligt att använda just en arm och muskelkraft för detta, för energierna vi har att ta hänsyn till är väldigt många via många olika processer beroende på hur långt bakåt vi ska gå.
Försök beskriva vad det är du ifrågasätter med en fjäder istället.
Citera
2018-06-13, 19:21
  #28
Avstängd
Citat:
Ursprungligen postat av Bara-Robin
Ja, den typen av potentiell energi "försvinner", alltså vad det nu kan vara, elastiska potentiella energin. Det finns annan potentiell energi kvar, som kemisk potentiell energi.
Sen försvinner ju inte den förstnämnda potentiella energin, utan den blir ju löpande värme i allt ifrån muskler, till potentiell energi och värme i repet, till potentiell energi i vikten, trots att den inte rör sig.(vi minskar ju dess kraft mot backen, och släpper vi efter sen så återgår denna)
Men ja, för att bibehålla den potentiella energin i armen som består av den redan bildade muskelkraften, alltså inte den lagrade kemiska energin, så krävs det en kontinuerligt process, vilket ger värme som rest.

Vi behöver inte anta det utan det är givet.

Ingenting säger det. Tvärtom så blir det mycket riktigt lika mycket värmeförluster och sådant eftersom vi använder lika stor kraft i armen. Att kraften från armen sedan går till potentiell och elastisk energi i repet och vikten som vi inte orkar bära, eller att kraften från armen går till potentiell energi, elastisk energi och kinetisk energi i en vikt vi kan bära spelar ingen roll.
Du kan ju göra av med lika mycket energi när du förflyttar en vikt på 10 g som när du förflyttar en vikt på 20 g om du ändrar andra parametrar, som t.ex. hastighet.

Jag förutsätter att det är underförstått att du med meningen "lika mycket spänd" menar "gör av med lika mycket energi" eftersom det är i den kontexten vi rör oss i nu, och inte kraft vilket är energi och tid.
I ditt exempel så kommer ju lägesenergin i tyngden vi lyfter från det faktumet att vi har samma energi som lyfter tyngden, men tyngden då väger mindre.
Har vi 10 energi och en sten som kräver 10 energi för att lyfta så blir det jämnvikt såklart. Har vi 10 energi och en sten som kräver 5 energi att lyfta så kan vi få 5 lägesenergi i stenen.
Spillenergin i form av värme som är låt säga x% spelar ju ingen roll för processen i sig, bara att vi har lite förluster. Så istället för att vi har en arm med 10 energi och en sten som kräver 5 energi för att förflytta sig så kan vi dra av någon % på allt, men det funkar fortfarande lika dant.

(Vi blandar ihop energi och kraft lite överallt här, men jag försöker göra andemeningen tydlig för dig här, men om någon annan läser detta så ska man vara nogrann med skillnaden)

Nae, allt hänger inte på hur mycket värme som bildas i muskeln. Det är fler energier än bara värme vi har att göra med. Du har ju manipulerat systemet genom att minska vikten på stenen. Energin i armen är konstant så förhållandet mellan armens energi och stenens energi är vad som går till stenens lägesenergi.

Det är irrelevant hur värmen skapas i musklerna.

Ta ett annat exampel då istället med en ballong som vi kan blåsa upp som vi lägger under en sten.
Stenen kräver 10 enheter någonting för att hamna i jämnvikt mot gravitationen. Vi tillför gas till ballongen med 10 enheter någonting så stenen hamnar i jämnvikt mot gravitationen. Gasen komprimeras av stenens vikt och det kommer bli värme. Låter vi detta system stå en tid så kommer värme att stråla bort från gasen i ballongen och de 10 enheterna någonting gas i ballongen kommer bli lite mindre och stenen kommer vara åka neråt efter ett tag.
I ditt exempel så blåser vi upp ballongen under stenen så den är i jämnvikt mot gravitationen. Detta ger värmeförluster över tid, men du minskar stenens vikt så mindre energi krävs för att lyfta den samtidigt som ballongens energi är densamma, och du undrar varifrån stenens nya lägesenergi kommer från? Från ballongen. Trots värmeförluster över tid. Såklart.

Njao, att säga att du har fel och hänvisa till termodynamikens lagar som bevis kanske inte är "hållbart" för dig, men det är ett legitimt motargument där bevisbördan istället hamnar på dig att motbevisa det.
Att du ifrågasätter detta står inte i motsatsförhållande till om det är rätt eller fel att hänvisa till dessa.

Nae det stämmer. Men om gravitationen har fungerat varje dag sedan början på Big Bang så är det rimligt att anta att den kommer fungera nästa gång vi provar också.

Däremot när vi kommer in på kvantfysik så kommer inte alltid sådana här saker vara i balans i varje givet ögonblick, utan då blir det statistiskt där det rättar till sig över tid istället.


Jag orkar dock inte utveckla något mer, dels för att jag inte ens är säker på att jag förstår vad du menar från första början, dels för att jag har skrivit "energi" istället för "kraft" alldeles för många gånger nu och även för att jag inte ens ser något argument mot termodynamikens lagar som du säger dig ifrågasätta. Du frågar lite om energiöverföringar och verkar vara förvirrad över vad som händer när man ändrar någon faktor i dessa hypotetiska system.

Sen är det ju onödigt krångligt att använda just en arm och muskelkraft för detta, för energierna vi har att ta hänsyn till är väldigt många via många olika processer beroende på hur långt bakåt vi ska gå.
Försök beskriva vad det är du ifrågasätter med en fjäder istället.

Det du citerade av mig måste ha blivit fel, men jag antar att du citerade mitt förra inlägg.

Sen så är det väldigt komplicerat det här med energiöverföring och muskelkemi etc., iallafall för mig. Och därför vet jag inte riktigt vad jag ifrågasätter. Jag tror jag mer frågar "stämmer det jag nyss skrev?".
Citera
2018-06-14, 14:16
  #29
Medlem
Bara-Robins avatar
Citat:
Ursprungligen postat av a987
Det du citerade av mig måste ha blivit fel, men jag antar att du citerade mitt förra inlägg.

Sen så är det väldigt komplicerat det här med energiöverföring och muskelkemi etc., iallafall för mig. Och därför vet jag inte riktigt vad jag ifrågasätter. Jag tror jag mer frågar "stämmer det jag nyss skrev?".

Fasen, du kan ju inte komma och vara ödmjuk efter att jag var dryg. Då får jag ju dåligt samvete.
Jag drog öronen till mig när du utan egentlig grund ifrågasatte termodynamikens lagar med icke applicerbara argument om energiöverföring. Men då frågade du genuint och förtjänar ett bättre svar.

Först så är det det gamla vanliga, att kolla igenom hur vetenskaplig metodig funkar. Kolla engelska Wikilänken och följ upp det du inte förstår. Det är relevant här eftersom vissa saker du nämner som kritik är ovetenskaplig kritik.

Sedan så citerar jag ditt ursprungliga inlägg här ovan men delar upp det för att lättare kunna svara på olika delar.

Citat:
Ursprungligen postat av a987
Men om du tänker dig att du har ett rep, som är fäst med ena änden i en tung vikt på golvet och har ett handtag i andra änden. Du står rakt upp och tar tag i handtaget med handen, och du sträcker ut repet med en rörelse liknande en bicepscurl. När repet är helt sträckt så bildar din underarm och din överarm ungefär en rätvinkel.

Du försöker lyfta/dra uppåt så att vikten lyfts uppåt från golvet. Men vikten är alldeles för tung för att det ska vara möjligt. Du fortsätter dock ändå att försöka lyfta/dra uppåt allt vad du kan. Och din arm förblir då stilla, med en rät vinkel mellan underarm och överarm. Flera muskler i din arm kommer förstås då vara väldigt mycket spända, men vi fokuserar bara på biceps nu.

När din biceps nu är väldigt mycket spänd, då kommer den vara ungefär som en utsträckt fjäder eller ett utsträckt gummiband. Din biceps har alltså potentiell energi, ungefär som en utsträckt fjäder eller ett utsträckt gummiband. Iallafall så länge din biceps är spänd och repet är utsträckt och du lyfter uppåt. Om någon skulle hastigt skära av repet, utan att du är beredd på det, då kommer din underarm åka uppåt med en ganska stor kraft/hastighet. Ungefär som om du skulle sträcka ut ett gummiband och sen klippa av det när det är utsträckt.

Om repet däremot inte klipps av, utan din biceps istället hålls spänd och armen stilla, och repet sträckt och vikten kvar på golvet. Då kommer din biceps fortsätta ha potentiell energi.

Ja, bicepsen kommer ha potentiell energi, repet kommer ha potentiell energi i form av elastisk sådan, vikten på golvet, trots att den inte rört sig kommer ha potentiell energi eftersom vi trots att den inte rört sig, så har vi applicerat en kraft uppåt vilket minskar dess kraft neråt. Det vill säga att om vi har en vikt på 10 kg som står på ett golv, så låter vi en fjäder med 5 kg kraft dra vikten uppåt så kommer vikten stå kvar på backen, men dess kraft mot backen är bara 5 kg. Då har vikten potentiell energi motsvarande 5 kg vilket då märks om vi släpper vikten mot fjädern så kommer en kraft motsvarande 5 kg att utövas mot backen. (Vilket blir värme och ljudvågor)

På samma sätt som om jag sträcker dig en matkasse genom att hålla den stabil i luften. Tar du över den matkassen medans den är stabil i luften och jag släpper, och du har underskattat vikten så kommer matkassen att dippa neråt tills du hunnit kompensera med mer kraft för att hålla den stabil.

En massa kan alltså ha potentiell lägesenergi trots att den inte har förflyttat sig.

Citat:
Om du plötsligt slappnar av så mycket du kan i din biceps, då försvinner den potentiella energin i din biceps plötsligt.

Den potentiella energin i en muskel är annorlunda gentemot en fjäder eftersom vi måste fortsätta tillföra energi till muskeln för att den ska bibehålla sin kraft, så under tiden vi håller armen spänd så vi har potentiell energi så kommer energi försvinna i form av värme som vi måste kompensera med genom att muskeln då käkar mer socker eller vad den kan tänkas göra. Så "försvinner" är aldrig rätt ord när man pratar om energi, men när du slappnar av så slutar du att omfördela kemisk energi som också är potentiell energi, till den potentiella energin i armens position. Så det blir lite som att stänga av en motor.

Citat:
Så du måste alltså hålla din biceps spänd för att bevara den potentiella energin i din biceps. Och för att din biceps ska kunna hållas spänd, så måste din biceps omvandla kemisk energi till muskelkontraktion.
Ja, förutom att vi då har potentiell energi i muskeln i form av kemisk energi också. Som med en bil med sin tank med bensin. Kör vi med bilen så har vi en massa energier, men stänger vi av bilen så har vi fortfarande lagrad energi kvar. Men jag förstår vad du menar och det stämmer.

Citat:
Denna omvandling av kemisk energi till muskelkontraktion i din biceps, den måste ske hela tiden om och om igen, för att din biceps ska hållas spänd. Detta eftersom muskelkontraktionen i din biceps upphör ganska omgående efter att den har uppstått (om jag har förstått det rätt).
Jag ser det som en kontinuerlig process. Du kan ju hålla en muskel spänd länge, och under tiden muskeln då har någon form av, låt säga potentiell energi, så omvandlas ju socker till denna energin under tiden. Det är dock en detalj som jag inte tror är relevant för detta.

Citat:
När din biceps är spänd och du håller i repet som ovan beskrivits, så sker det alltså upprepade muskelkontraktioner, och varje muskelkontraktion upphör ganska omgående. Och varje muskelkontraktion som sker i din biceps, ger potentiell energi. Den potentiella energin upphör dock ganska omgående, eftersom muskelkontraktionen som ger den potentiella energin upphör ganska omgående. Men eftersom det sker nya muskelkontraktioner hela tiden (så länge din biceps är spänd), så uppstår det hela tiden ny potentiell energi i din biceps, innan eller samtidigt som den tidigare potentiella energin upphör. Ungefär så har jag förstått att det fungerar.

Ingen energi upphör, utan all energi antingen omvandlas, eller så avstannar omvandlingen, vilket man kanske kan se som "upphör".
Den potentiella energin som "uppstår" hela tiden i ny potentiell energi i bicepsen kommer ju från en kontinuerlig process där kroppen omvandlar socker, alltså kemisk energi, vilket är en typ av potentiell energi, till en annan typ av potentiell energi i form av förflyttning av massa i detta fallet.
Se det som en raketmotor snarare än någonting som sker i distinkta uppdelade separata händelser.

Citat:
Låt oss nu först anta att varje gång som potentiell energi upphör i din spända biceps (varje gång en muskelkontraktion upphör), så upphör (förstörs) den egentligen inte, utan den potentiella energin övergår istället i lika stor mängd energi i form av värme (eller strålning) i din biceps. Ungefär som termodynamikens första lag säger med andra ord.

Nja, det beror lite på. Har vi en arm som är utsträckt horisontellt som vi sedan slappnar av med så upphör energiöverföringen från kemisk energi till "muskelenergin", och armen kommer falla av gravitationen vilket då blir lägesenergi som blir till rörelseenergi/momentum och sedan friktion mot luften och kanske ljud och sådant, och då även värme från överallt där det finns friktion.
(Sen får vi ett litet litet plus också genom att materia hamnar lägre ner i gravitationens potentialbrun, vilket ökar frekvensen på saker, och då energin, och då massan, men det är en pytteliten detalj som är försumbar)

Så den potentiella energin i en muskelkontraktion behöver inte bli till bara värme när vi stänger av "motorn" som omvandlar socker till muskelkontraktioner.

Det du ska plocka med dig härifrån är inte att låsa in dig allt för mycket på endast värmeenergi, utan att det alltid(om vi inte pratar kvant) är jämnvikt mellan all energiöverföring, oavsett vad den kommer ifrån och vad den blir till.

Sen kan vi "stänga av" en energiöverföring och bromsa detta så energierna står i jämnvikt med varandra.

I fallet med en muskel som bär upp en vikt och håller den stilla så är hela systemet inte i jämnvikt. Kraften i muskeln och kraften från vikten är i jämnvikt med varandra, men energin i muskeln har förluster och är inte i jämnvikt med energin som krävs för att motverka kraften från vikten. Så där måste vi hoppa ett steg tillbaka till, för då har vi förluster i muskeln i form av värme, så då får vi gå till den kemiska energin i sockret. Då får vi att det är jämnvikt mellan den kemiska energin i sockret, värmeförlusten från muskeln mot energin som krävs för att motverka kraften från vikten.

Fortsättning nedan.
Citera
2018-06-14, 14:16
  #30
Medlem
Bara-Robins avatar
Citat:
Tänk sen att du minskar viktens tyngd plötsligt, men samtidigt är din biceps spänd exakt lika mycket som innan. Då kommer vikten höjas lite grann.
Inte nödvändigtvis, men vikten kommer fortfarande att få potentiell energi trots att den inte rört sig rumsligt eftersom... Det här ska egentligen beskrivas med vektorer vilket jag inte kan anta att du kan visualisera, men som i mitt tidigare exempel. Har vi en vikt på 10 kg som bärs upp från ett golv av en fjäder med en kraft på 5 kg så kommer vikten ligga kvar mot golvet, men kraften mot golvet kommer vara 5 kg, där vi då har motsvarande 5 kg i potentiell energi trots att vikten inte rört sig.

Citat:
Men eftersom din biceps under upphöjningen, är spänd lika mycket som innan, så kommer lika mycket kemisk energi behöva omvandlas till muskelkontraktion i din biceps, som innan du minskade viktens tyngd. Och vad är det som säger att det då inte också kommer bildas lika mycke värme (eller strålning) i din biceps, som innan du minskade viktens tyngd?

Om muskeln gör av med lika mycket energi så kommer det bildas lika mycket värme i den som innan. Att vi minskar vikten i detta exempel spelar ingen roll. Är vikten i jämnvikt med muskelns kraft så har vikten potentiell energi som vi använder samma mängd muskelenergi för att balansera. Minskar vi vikten och fortfarande använder samma muskelenergi så är det enda som händer att vikten får en lägre potentiell energi eftersom vi har minskat massan, men istället får den rörelseenergi eller momentum som tillsammans då blir lika stor som när vikten endast hade potentiell energi. Eftersom muskelns energi är konstant, och då kommer också förlusterna i muskeln gå till samma ställe då ingenting har förändrats där.

Citat:
Och om det bildas lika mycket värme (eller strålning) i din biceps, oavsett om du lyfter upp vikten eller håller den stilla, så länge din biceps är lika mycket spänd i båda fallen. Hur kan det då bli någon energi över till att ge vikten mer lägesenergi när den höjs? Var kommer lägesenergin ifrån?

Kraften från muskeln är ju konstant, så det är ju givet att lika mycket förluster kommer gå till samma ställen, som värme. Vikten som du säger att vi har minskat får LÄGRE lägesenergi när den höjs eftersom lägesenergi beror på faktorerna massa och kraft från det fältet som drar i massan. Minskar vi massan så minskar vi lägesenergin om vi inte höjer upp den nya, lägre massan väldigt väldigt mycket högre upp i gravitationsfältet. Men i vårat hypotetiska exempel här så kommer lägesenergin bli lägre, däremot så får vi en energifaktor av momentum eller rörelseenergi istället, där både lägesenergin och rörelseenergin i vikten kommer vara i balans med energin från muskeln.
Detta eftersom vi ju inte kan accelerera en massa snabbare än vad vi har kraft till, så det måste vara balans där.

Om det här är ett annat hypotetiskt exempel där vikten är konstant så är det omöjligt att göra av med lika mycket energi över samma tid när vi håller vikten stilla som när vi lyfter den.

Citat:
Allt verkar alltså hänga på hur mycket värme (eller strålning) som bildas i muskeln (pga muskelkontraktionsprocessen) när du lyfter upp vikten med en viss muskelspänning, jämfört med när du håller vikten stilla med samma muskelspänning.

Njae, allt hänger på hur mycket socker som muskeln omvandlar till muskelkraften. Värmen är en förlust som vi förvisso måste kompensera med mer socker, men det är inte värmeförlusten som är den relevanta faktorn här.

Vi kan som sagt var INTE hålla en vikt stilla med samma muskelkraft som vi använder för att höja muskeln. Då är inte systemet i jämnvikt och vi har trollat fram energi från ingenstans för att höja vikten. Då måste vi antingen använda mer socker som blir mer muskelkraft, eller så måste vi minska vikten, och minskar vi vikten så att samma muskelkraft som håller en tyngre vikt stilla, nu istället höjs så blir det balans mellan den mindre viktens mindre lägesenergi och dess rörelseenergi eller då momentum.

Citat:
Och om det bildas lika mycket värme (eller strålning) i båda fallen, då kan troligen inte termodynamikens första lag stämma.

Det beror på hur du tänker dig att detta system ser ut. Det är som sagt var omöjligt att göra av med samma mängd energi över samma tid när du håller en massa stilla som när du höjer upp denna massan i ett gravitationsfält eftersom du då måste tillföra mer energi som går till massans lägesenergi/potentiella energi.
Om du ska höja samma vikt som du håller stilla så måste du göra av med mer energi, och då blir det också mer värmeförluster.
Men minskar du vikten och bibehåller muskelkraften så kommer det bli lika mycket värmeförluster eftersom förhållandena kring muskeln är desamma, men den mindre massan kommer då få en lägre potentiell energi och samtidigt som muskelns kraft är densamma så kommer den överflödiga energin då gå till att förflytta massan uppåt och ge den mer energi i form av potentiell sådan istället.

Citat:
Detta eftersom det då blir för mycket energi i och med den ökade lägesenergin hos vikten, trots att ingen ökad kemisk energi omvandlas i muskeln när vikten höjs jämfört med när den hålls stilla med samma muskelspänning.
Om vikten är densamma så är detta omöjligt.
En fjäder på 5 kg som håller uppe en vikt på 5 kg i jämnvikt kan inte lyfta upp massan ännu mer utan att vi tillför mer energi.
Om vikten minskas så blir det lägre lägesenergi men med ett tillskott av momentum/rörelseenergi, och då är balansen mellan massans energier och muskelns rätt igen.
Samma muskelspänning kan inte både hålla en vikt i jämnläge och höja den eftersom höjningen kräver mer energi.


Citat:
Så därför vore det bra att få veta om någon har mätt den värme (eller strålning) som bildas i muskeln vid kontraktion, både i "vila" (spänd muskel) och i "arbete" (lika spänd muskel)? Om inte så är det nog bra att försöka mäta det.

Det där har man listat ut på andra sätt.

Citat:
Och hur uppstår värmen förresten i muskeln? Om det sker på ett sätt som ofrånkomligt kommer leda till lika mycket värmebildning (eller strålning) i båda fallen, då talar det för att termodynamikens första lag INTE stämmer.

Friktion. Det kommer inte bli lika mycket värmebildning i bägge fallen eftersom de båda exemplena berör olika storheter på energierna, alltså kommer värmeförlusten att vara större när vi hanterar större energier/krafter.


Citat:
Att säga att jag har fel och sen enbart hänvisa till termodynamikens första lag som "bevis", det är enligt mig inte hållbart, eftersom det är termodynamikens första lag som jag ifrågasätter. Och att istället hänvisa till olika experiment som "bevisar" att termodynamikens första lag stämmer, det är enligt mig inte heller hållbart, eftersom bara för att något funkar på ett visst sätt i många eller de flesta situationer, så betyder ju inte det nödvändigtvis att det funkar på det sättet i alla situationer.

Det där är argumentationsfel och inte förenligt med vetenskaplig metodik eftersom en sådan hänvisning skulle vara en god indikator på hur det förhåller sig oaktat vad som enligt dig är hållbart eller inte. Att hänvisa till experiment som indikatorer på att det stämmer hamnar under vetenskaplig metodik och är väl kanske det allra bästa sättet att påvisa hur någonting är.
Det stämmer dock att någonting som funkar i många situationer inte nödvändigtvis gör det i alla.
Detta som vi pratar om här nu gäller inte alltid i kvantsystem t.ex.
Citera
2018-06-15, 00:39
  #31
Avstängd
Citat:
Ursprungligen postat av Bara-Robin
Fasen, du kan ju inte komma och vara ödmjuk efter att jag var dryg. Då får jag ju dåligt samvete.


Ingen fara för mig. I övrigt har jag inte hunnit läsa allt det du skrev ännu. Jag får återkomma, om jag har något att komma med vill säga.
Citera
2018-06-15, 17:44
  #32
Avstängd
Citat:
Ursprungligen postat av Bara-Robin
Om muskeln gör av med lika mycket energi så kommer det bildas lika mycket värme i den som innan. Att vi minskar vikten i detta exempel spelar ingen roll. Är vikten i jämnvikt med muskelns kraft så har vikten potentiell energi som vi använder samma mängd muskelenergi för att balansera. Minskar vi vikten och fortfarande använder samma muskelenergi så är det enda som händer att vikten får en lägre potentiell energi eftersom vi har minskat massan, men istället får den rörelseenergi eller momentum som tillsammans då blir lika stor som när vikten endast hade potentiell energi. Eftersom muskelns energi är konstant, och då kommer också förlusterna i muskeln gå till samma ställe då ingenting har förändrats där.



Kraften från muskeln är ju konstant, så det är ju givet att lika mycket förluster kommer gå till samma ställen, som värme. Vikten som du säger att vi har minskat får LÄGRE lägesenergi när den höjs eftersom lägesenergi beror på faktorerna massa och kraft från det fältet som drar i massan. Minskar vi massan så minskar vi lägesenergin om vi inte höjer upp den nya, lägre massan väldigt väldigt mycket högre upp i gravitationsfältet. Men i vårat hypotetiska exempel här så kommer lägesenergin bli lägre, däremot så får vi en energifaktor av momentum eller rörelseenergi istället, där både lägesenergin och rörelseenergin i vikten kommer vara i balans med energin från muskeln.
Detta eftersom vi ju inte kan accelerera en massa snabbare än vad vi har kraft till, så det måste vara balans där.

Men om två spända muskler, tex biceps och triceps, motverkar varandra, så att det inte sker någon rörelse. Då finns det ju ändå potentiell "fjäderenergi" hos båda musklerna. Slappna av plötsligt i den ena, och den andra åker upp/ner. Men om du slappnar av helt i båda samtidigt, vart tar den potentiella "fjäderenergin" vägen då?
Citera
2018-06-15, 20:54
  #33
Medlem
Bara-Robins avatar
Citat:
Ursprungligen postat av a987
Men om två spända muskler, tex biceps och triceps, motverkar varandra, så att det inte sker någon rörelse. Då finns det ju ändå potentiell "fjäderenergi" hos båda musklerna. Slappna av plötsligt i den ena, och den andra åker upp/ner. Men om du slappnar av helt i båda samtidigt, vart tar den potentiella "fjäderenergin" vägen då?
Då stannar energiövefingen då så socker slutar bli till "muskelenergi".

Det finns alltså två möjligheter. Energiöverföring förtsätter. Eller den avstannar. I ditt exempel så avstannar den. I annnat fall fortsätter den och då blir det mer komplicerat.
Den potentiella energin kvarstår då i glukosen. Alltså kemisk/potentiell energi

Åter igen så vill jqg be om ursäkt för att jag var passivt aggressiv tidigare. Jag uppfattade inte din frågeställning som genuin utan jag är för van vid knasbollar som ifrågasätter konsensus vilket irritirerar mig.. Men du verkar vara genuin, så fråga gärna vidare så svarar jag gärna för att räta.ut frågetecken.
__________________
Senast redigerad av Bara-Robin 2018-06-15 kl. 20:59.
Citera
2018-06-17, 20:39
  #34
Avstängd
Fråga 1:
Kan man inte klara sig utan energibegreppet, alltså utan begrepp som "lägesenergi" etc.? Och istället bara tala om "krafter"?

Jag tänker att man kanske kan uttrycka sig ungefär så här:
När man lyfter upp en 10 kg vikt upp på en 10 meter höjd. Då krävs det en viss mängd kraft för det, för att motverka jordens dragningskraft på vikten. När vikten står där stilla på 10 meters höjd, då säger man inte att den har "lägesenergi". Istället säger man att vikten och jorden då har en viss mängd "dragningskraft" (gravitation) mellan/relativt varandra. Denna dragningskraft mellan/relativt jorden och vikten, den har inte ökat bara för att jorden och vikten nu befinner sig längre ifrån varandra. (Snarare tvärtom, eftersom gravitation mellan två kroppar minskar med ökat avstånd mellan de två kropparna).

Men, om man släpper ner vikten till marken, då kommer ju kraftverkan mot marken från vikten (alltså när vikten träffar marken), bli större än om man skulle sakta sänka ner vikten till marken. Om vikten släpps och får falla fritt mot marken, då får den en ökad hastighet relativt marken/jorden. Och ju längre ifrån marken/jorden vikten är när den släpps, desto större hinner viktens hastighet bli relativt marken/jorden, eftersom viktens hastighet accelererar hela tiden som den faller. Och ju större viktens hastighet är relativt jorden när den träffar marken/jorden, desto större blir viktens kraftverkan mot marken/jorden.

Och istället för att då säga att vikten har en viss mängd "rörelseenergi" relativt jorden när den faller mot marken/jorden, så säger man att vikten har en viss mängd "hastighetskraft" relativt marken/jorden. Och att viktens hastighetskraft ökar med ökad hastighet relativt marken/jorden.

Så när vikten träffar marken, då blir viktens kraftverkan mot marken: "dragningskraften mellan vikten och marken/jorden, plus hastighetskraften mellan vikten och marken/jorden".

Och när vikten fortfarande står stilla på 10 meters höjd från marken, då säger man inte att vikten har någon kraft eller energi alls. Utan istället säger man helt enkelt att vikten är på ett visst avstånd från/relativt marken/jorden rakt under.

Sen skulle man förstås kunna använda begreppet "POTENTIELL hastighetskraft relativt marken/jorden rakt under". Och hur stor den potentiella hastighetskraften är, det beror helt på avståndet, om man utgår ifrån att vikten faller fritt i vakuum. (Men sen

Man använder alltså inte energibegreppet alls, utan istället använder man begrepp som "relativ dragningskraft mellan kroppar", "relativ hastighetskraft mellan kroppar", och "relativt avstånd mellan kroppar" (alternativt: relativ potentiell hastighetskraft (beoende av avståndet) mellan kropparna).

Kan man tänka/säga så som ovan, eller blir det problem att få det att gå ihop med annan fysik då?



Fråga 2.
Om man fortfarande använder energibegreppet, och säger att vikten på 10 meters höjd har en viss mängd lägesenergi. Vad händer då med den lägesenergin om man fortsätter höja vikten så mycket att den kommer utanför jordens gravitationsfält?
Eller har två kroppar alltid dragningskraft/gravitation mellan varandra, hur stort avståndet än är mellan dem?



Fråga 3.
Har jag förstått rätt om jag säger följande:
En sten och en fjäder (fågelhår) faller lika fort till marken, om man släpper dem från lika hög höjd och låter dem falla fritt samma sträcka till marken. Och detta beror på att även om stenen har större massa, och därmed starkare dragningskraft/gravitation relativt jorden än vad fjädern har, så har stenen större tröghet pga sin större massa och accelerar därför inte lika mycket som fjädern. Och att det därför jämnar ut sig, och stenen och fjädern får därför lika stor hastighet under fallet?
Citera
2018-06-17, 21:38
  #35
Medlem
matteyass avatar
Citat:
Ursprungligen postat av a987
Fråga 1:
Kan man inte klara sig utan energibegreppet, alltså utan begrepp som "lägesenergi" etc.? Och istället bara tala om "krafter"?
Njae. Det man kan göra för att få ett mer generellt perspektiv är att inte se energi som en inneboende egenskap som "saker" har. Det är en egenskap av interaktioner.

Kraftutbyte och energiutbyte är inte riktigt samma sak. En kraft har att göra med acceleration av massiva objekt. Ett exempel som är energiskt och kraftlöst (vad jag vet) är de elementarpartiklar som interagerar med higgsfältet, vilket är interaktionen som ger upphov till vilomassa.

Citat:
Ursprungligen postat av a987
Fråga 2.
Om man fortfarande använder energibegreppet, och säger att vikten på 10 meters höjd har en viss mängd lägesenergi. Vad händer då med den lägesenergin om man fortsätter höja vikten så mycket att den kommer utanför jordens gravitationsfält?
Eller har två kroppar alltid dragningskraft/gravitation mellan varandra, hur stort avståndet än är mellan dem?
Gravitation är obegränsad i räckvidd så alla objekt förhåller sig till varandra gravitationellt sett. Lägesenergi är ett mått på interaktionen mellan två graviterande föremål. Det är inte ett mått som tillhör det ena eller det andra eller båda föremålen.

Citat:
Ursprungligen postat av a987
Fråga 3.
Har jag förstått rätt om jag säger följande:
En sten och en fjäder (fågelhår) faller lika fort till marken, om man släpper dem från lika hög höjd och låter dem falla fritt samma sträcka till marken. Och detta beror på att även om stenen har större massa, och därmed starkare dragningskraft/gravitation relativt jorden än vad fjädern har, så har stenen större tröghet pga sin större massa och accelerar därför inte lika mycket som fjädern. Och att det därför jämnar ut sig, och stenen och fjädern får därför lika stor hastighet under fallet?
Så kan man se det. Ett annat sätt är att komma ihåg Newtons fundering om att saker som inte påverkas av en kraft fortsätter i sin bana ostört. Man får bara tänka sig att "raka banor" (i bemärkelsen "kortaste distansen") inte är speciellt raka i vanlig bemärkelse runt en gravitationskälla.

Stenen och fjädern följer liknande banor och det enda skälet till att fjäderns bana är annorlunda i luft är för att det är externa krafter som ändrar banan, något som stenen inte påverkas av lika mycket.
Citera
  • 2
  • 3

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