Доб­рый день!

Cпа­си­бо за ин­те­рес­ный и пол­ный ком­мен­та­рий.

Со­гла­сен с Вами, с опре­де­ле­ни­ем ки­не­ти­че­ской энер­ги­ей в школе не все ладно. Но тут ни­че­го не по­де­ла­ешь. Что ка­са­ет­ся дан­ной за­да­чи, она мне пред­став­ля­ет­ся впол­не кор­рект­ной, а при­ве­ден­ный ответ — осмыс­лен­ным. Не вижу при­чин вклю­чать энер­гию вра­ще­ния тела во внут­рен­нюю энер­гию. На то она и внут­рен­няя, чтобы не за­ви­сеть от мак­ро­ско­пи­че­ских дви­же­ний. В ка­че­стве под­твер­жде­ния этого те­зи­са могу при­ве­сти ссыл­ку на того же Лан­дау (том 5, "Ста­ти­сти­че­ская фи­зи­ка, часть 1", § 26, текст около фор­му­лы 26.10).

По моему мне­нию, школь­ни­ки долж­ны осо­зна­вать, что вра­ще­ние си­сте­мы как це­ло­го не вно­сит из­ме­не­ния в теп­ло­вое дви­же­ния ча­стиц, а по­то­му не при­во­дит к из­ме­не­нию внут­рен­ней энер­гии.

Два вра­ща­ю­щих­ся в раз­ные сто­ро­ны диска, со­глас­но до­во­дам на­ше­го ува­жа­е­мо­го Лан­дау, не яв­ля­ют­ся за­мкну­той си­сте­мой, на­хо­дя­щей­ся в тер­мо­ди­на­ми­че­ском рав­но­ве­сии, а потом внут­рен­нюю энер­гию всей си­сте­мы так сразу и не опре­де­лить. При­хо­дит­ся раз­би­вать си­сте­мы на два куска, два диска, и счи­тать их внут­рен­ние энер­гии по от­дель­но­сти.

Впро­чем, со­гла­сен в том, что можно сло­мать много копий в ходе дис­кус­сии. Может быть, из­ме­нить ва­ри­ант 1) на "опу­стить в глу­бо­кую шахту" и оста­вить дан­ную ветку со­об­ще­ний с со­от­вест­ву­ю­щим ком­мен­та­ри­ем как раз для тех, кто любит по­ко­пать­ся в чем-ни­будь?

Доб­рый день!

Мои ци­та­ты как раз из пра­виль­но­го кон­тек­ста :) Лан­дау об­суж­да­ет в со­от­вест­ву­ю­щем па­ра­гра­фе имен­но дан­ный во­прос.

Энер­гии мак­ро­дви­же­ний тела не сле­ду­ет вклю­чать в по­ня­тие внут­рен­ней эне­грии. Я обе­и­ми ру­ка­ми за это утвер­жде­ние. Если части си­сте­мы дви­га­ют­ся друг от­но­си­тель­но друга, то вся си­сте­ма не на­хо­дит­ся в со­сто­я­нии рав­но­ве­сия. Внут­рен­няя энер­гия, бу­дучи функ­ци­ей со­сто­я­ния, ха­рак­те­ри­зу­ет толь­ко рав­но­вес­ные со­сто­я­ния. По­это­му в дан­ном слу­чае можно го­во­рить толь­ко о внут­рен­них энер­ги­ях от­дель­ных кус­ков, а потом поль­зо­вать­ся при­бли­жен­ной ад­ди­тив­но­стью внут­рен­ний энер­гии.

Петр, Вы очень пра­виль­но пи­ше­те про то, что энер­гия имеет свой­ство пе­ре­хо­дить из од­но­го вида в дру­гой, и не стоит сме­ши­вать сферы ин­те­ре­сов ме­ха­ни­ки и тер­мо­ди­на­ми­ки. У Вас очень хо­ро­ший при­мер про пор­шень. В этом же ключе: две дви­га­ю­щи­е­ся на встре­чу друг другу доски, ко­то­рые оста­нав­ли­ва­ют­ся за счет ра­бо­ты сил тре­ния. При этом энер­гия по­сту­па­тель­но­го (упо­ря­до­чен­но­го) дви­же­ния досок пе­ре­хо­дит в энер­гию теп­ло­во­го (ха­о­ти­че­ско­го) дви­же­ния мо­ле­кул. Мы все­гда можем пе­ре­ве­сти одну энер­гия в дру­гую, но важно по­ни­мать, что по­ня­тие "внут­рен­ней энер­гии" не­раз­рыв­но свя­за­на с по­ня­ти­ем "хаоса" в дви­же­нии мо­ле­кул. Если вновь об­ра­тит­ся к школь­но­му опре­де­ле­нию внут­рен­ней энер­гии, да­ва­е­мо­му в 10 клас­се, мы уви­дим, что в эту энер­гию вклю­ча­ют­ся толь­ко ки­не­ти­че­ская энер­гия теп­ло­во­го (ха­о­ти­че­ско­го) дви­же­ния ча­стиц и по­тен­ци­аль­ная энер­гия их вза­и­мо­дей­ствия (что и от­ме­ча­ет­ся в ре­ше­нии дан­ной за­да­чи). А по­то­му упо­ря­до­чен­ную ком­по­нен­ту дви­же­ния при опре­де­ле­нии дан­ной ве­ли­чи­ны не­об­хо­ди­мо ис­клю­чать.

Таким об­ра­зом, мне ка­жет­ся, что у обыч­но­го школь­ни­ка не долж­но воз­ни­кать про­блем с от­ве­том на во­прос, из­ме­нит­ся ли внут­рен­няя энер­гия мо­нет­ки, если ее на­чать вра­щать, на что я и ука­зы­вал в своем пер­вом со­об­ще­нии. Так что я скло­нен к тому, чтобы все-таки воз­вра­тить ис­ход­ную вер­сию дан­ной за­да­чи. А дан­ную ветку со­об­ще­ний со­хра­нить, как ин­те­рес­ную и по­лез­ную для всех ин­те­ре­су­ю­щих­ся.