Что представляет собой понятие «энергия», которое мы так часто используем? «Энергия» (греч. ενεργια – действие, деятельность) – общая количественная мера различных форм движения материи. По большому счету понятие энергии, идея энергии искусственны и созданы специально для того, чтобы быть результатом наших размышлений об окружающем мире. В отличие от материи, о которой мы можем сказать, что она существует, энергия – это плод мысли человека, его «изобретение», построенное так, чтобы была возможность описать различные изменения в окружающем мире и в то же время говорить о постоянстве, сохранении чего-то, что было названо энергией. Для этой физической величины долгое время употреблялся термин «живая сила», введенный И. Ньютоном. Впервые в истории в понятие «живая сила» смысл «энергия», не произнося ещё этого слова, вкладывает Роберт Майер в статье «Замечания о силах неживой природы», опубликованной в 1842 году. Специальный термин «энергия» был введен в 1807 г. английским физиком Томасом Юнгом и обозначал величину, пропорциональную массе и квадрату скорости движущегося тела. В науку термин «энергия» в современном его смысле ввел Уильям Томсон (лорд Кельвин) в 1860 году.
Это самый страшный подвох задач на вращательное движение
Сначала рассмотрим гипотетическую ситуацию, когда у нас две минутные стрелки вращаются с одинаковой скоростью и угол между ними все время 180 градусов. Скорости их концов все время противоположно направлены. Казалось бы, максимальная скорость удаления, но нет. Очевидно, что концы стрелок вообще не удаляются друг от друга и не сближаются.
Противоречие? нет. Скорость удаления это не просто "одна скорость минус другая", это скорость первой точке, в системе отсчета, где вторая точка покоится. Например, скорость минутной стрелки в системе отсчета, где часовая покоится. Но система отсчета, где часовая стрелка покоится - это вращающаяся система координат. И мало просто вычесть одну скорость из другой для нахождения относительной скорости, надо еще учесть это вращающееся слагаемое.
Примерно это же и предлагает приведенное решение. Мы переходим в СО, где минутная стрелка покоится. И мы ищем тот момент, когда вся относительная часовой стрелки направлена вдоль прямой, соединяющей концы стрелок. Он правильно построен на рисунке. В другие моменты скорость конца часовой стрелки лишь частично проецируется на прямую, соединяющую концы стрелок и скорость удаления меньше. И конечно же, когда угол между стрелками 180 градусов, она не проецируется на эту прямую вообще и скорость удаления наоборот минимальна - 0