Показать сообщение отдельно
Старый 01.01.2010, 15:13   #1 (permalink)
Кандидат в мастера слова
 
Аватар для UVA

Регистрация: 05.11.2009
Адрес: Беларусь, Минск
Сообщений: 780
Сказал(а) спасибо: 363
Поблагодарили 590 раз(а) в 365 сообщениях

По умолчанию Парадокс Фейнмана

В общих чертах: при прекращении подачи тока диск приходит в движение.


Парадокс Феймана был описан в «Фейнмановских лекциях по физике» том №6 «Электродинамика» глава 17 «Законы индукции», параграф 4 «Парадокс»

«Представим, что мы конструируем прибор, в котором имеется тонкий круглый пластмассовый диск, укрепленный концентрически на оси с хорошими подшипниками, так что он совершенно свободно вращается. На диске имеется катушка из проволоки – короткий соленоид, концентричный по отношению к оси вращения. Через этот соленоид проходит постоянный ток I от маленькой батареи, также укрепленной на диске. Вблизи края диска по окружности на равном расстоянии размещены маленькие металлические шарики, изолированные друг от друга и от соленоида пластмассовым материалом диска. Каждый из этих проводящих шариков заряжен одинаковым зарядом Q. Вся картина стационарна, и диск неподвижен. Предположим, что случайно, а может и намеренно, ток в соленоиде прекратился, но, разумеется, без какого-либо вмешательства извне. Пока через соленоид шел ток, более или менее параллельно оси диска проходил магнитный поток. После того как ток прервался, поток этот должен уменьшиться до нуля. Поэтому должно возникнуть индуцированное электрическое поле, которое будет циркулировать по окружности с центром на оси диска. Заряженные шарики на периферии диска будут все испытывать действие электрического поля, касательного к внешней окружности диска. Эта электрическая сила направлена для всех зарядов одинаково и, следовательно, вызовет у диска вращающий момент. Из этих соображений можно ожидать, что когда ток в соленоиде исчезнет, диск начнет вращаться. Если нам известны момент инерции диска, ток в соленоиде и заряд шариков, то можно вычислить результирующую угловую скорость.

Но можно рассуждать и по-другому. Используя закон сохранения момента количества движения, мы могли бы сказать, что момент диска со всеми его пристройками вначале равен нулю, поэтому момент всей системы должен оставаться нулевым. Никакого вращения при остановке тока быть не должно. Какое из доказательств правильно? Повернется ли диск или нет?»

Далее в главе №27 «Энергия поля и его импульс в параграфе №6 «Импульс поля» дается ответ:

«Помните парадокс с соленоидом и зарядами на диске, описанный в главе 17, § 4? Казалось, что при включении тока весь диск должен начать крутиться.

Остается загадка, откуда возникает этот момент количества движения? Ответ на этот вопрос такой: если у вас есть магнитное поле и какие-то заряды, то поле имеет и момент количества движения. Он возник еще при создании самого поля. Когда же поле выключается, момент количества движения отдается обратно. Так что диск в этом парадоксе начнет крутиться. Таинственный циркулирующий поток энергии, который сначала кажется чем-то непонятным, на самом деле абсолютно необходим. Ведь существует реальный поток импульса. Он необходим для выполнения закона сохранения момента количества движения в целом».

Еще один похожий эксперимент: _http://www.tdn.ru/~ekt/experiment.htm
UVA вне форума   Ответить с цитированием
Эти 4 пользователя(ей) сказали спасибо автору за это сообщение:
eon (04.07.2010), metelev_sv (01.01.2010), Smetanin (01.01.2010), сергий (30.04.2010)