Czy energia kinetyczna może być ujemna?
W różnych miejscach, w tym w pytaniach na tej stronie, widziałem ludzie mówią ujemna energia kinetyczna ciała . Nie bardzo rozumiem, jak coś takiego jak ujemna energia kinetyczna jest w ogóle możliwe. Dla mnie energia kinetyczna to $ E_ {kin} = \ frac {1} {2} mv ^ 2 $. Jak O ile wiem, masa nie może być ujemna, a prędkość jest podniesiona do kwadratu, więc musi być dodatnia. Dlaczego więc / jak istnieje coś, co nazywa się ujemną energią kinetyczną? Poza tym, kiedy energia potencjalna może być ujemna?
Moje pytanie jest trochę naiwne, ale gdyby ktoś mógł wyjaśnić, byłoby wspaniale.
Komentarze
- Hej, czy możesz połączyć posty PSE? Też chcę o tym poczytać. Jeśli chodzi o energię potencjalną, jest to głównie kwestia odniesienia.
- @ frederick99 I ' będę musiał ich szukać. Czy mógłbyś również wyjaśnić swoje poglądy na temat negatywnej energii potencjalnej. Mówiąc kwestia odniesienia, masz na myśli układ odniesienia? Czy możesz podać kilka przykładów, gdzie jest on pozytywny, a gdzie negatywny.
- @Nightshade Potential to po prostu w zasadzie dostępna energia w stosunku do innego stanu na przykład grawitacja. Często definiujemy 0 grawitacyjnej energii potencjalnej jako znajdującej się na poziomie gruntu. Teraz wyobraź sobie kopanie dziury. Udało ci się zejść poniżej poziomu gruntu. Możesz przedefiniować potencjał na 0 w tym nowym najniższym punkcie, ale wymagałoby to również zmiany innej pracy. Równie trafne jest stwierdzenie, że ma on ujemną energię potencjalną. Oznacza to po prostu, że pod twoim numerem referencyjnym jest stan, który jest dostępny. To powiedziawszy, nie ' tak naprawdę nie widzę, jak to się odnosi do energii kinetycznej.
- @JMac tak, dzięki Myślę, że to wyjaśnia moje wątpliwości dotyczące ujemnego PE
- Coś nie może mieć ujemnej energii kinetycznej.
Odpowiedź
Tak by było z hipotetyczną masą ujemną, ale nie ma dowodów, że coś takiego istnieje w rzeczywistości. Niemniej jednak matematycznie w ogólnej teorii względności dozwolone jest ujemne $ m $, patrz odniesienie Michigan Tech: Negative Mass video i prezentacja , więc nadal można to odtworzyć jako eksperyment myślowy.
Taka hipotetyczna masa ujemna miałaby odpychającą grawitację, więc teoretycznie z parą mas dodatnich i ujemnych można by stale przyspieszać oba obiekty w kierunku masy dodatniej (ponieważ masa dodatnia byłaby odpychana przez masa ujemna, podczas gdy masa ujemna byłaby przyciągana przez masę dodatnią ze względu na zasadę równoważności).
Suma energii kinetycznych, ujemnych i dodatnich, układu zawsze znosiłaby się do zera, chociaż poruszałaby się prawie z prędkością światła (termin techniczny dla takiej przyspieszającej konstelacji masy dodatniej i ujemnej obiekty to uciekająca para ).
Kolejną dziwną rzeczą jest to, że jeśli ujemna cząstka $ m $ uderzyłaby cię, wepchnęłaby cię kierunku, z którego nadszedł, ponieważ ze względu na ujemną energię kinetyczną pęd byłby po przeciwnej stronie ruchu.
Komentarze
- To jest ładne fajne. Masa ujemna. Nawet o tym nie myślałem. Dzięki.
- Zespół badawczy z Washington State University stwierdził ostatnio, że z powodzeniem osiągnął ujemną masę efektywną.
- Może pseudocząstka mogłaby mieć masę ujemną.