Voľná debata o fyzike

Celkom ma prekvapuje ze to je otazka na ktoru nevedia ludia odpovedat vzhladom na to ze pri urcovani tiazovehe zrychlenia v 1. roc strednej skoly sa s rotacnov energiov rata.

 

 

Tono mas to podla mna dobre. Pre mna dost prekvapivy vysledok.

mensia rovnakeho materialu dobehne skor dole.

 

Pre mňa znamená, väčšia a menšia gulička rovnakého materiálu, väčší - menší priemer a väčšia - menšia hmotnosť.

Čo som zle pochopil?

Ja som v praxi dokázal, že je to opačne ako tvrdí tyso a dokonca to nie tak ako tvrdí Tono.

Obe telesá mali zrýchlenie po hladkej kovovej dráhe, takže trenie bolo minimálne.

Tom

 

Moment zotrvačnosti figuruje vo vzťahu, ktorý som uviedol. Teda čas závisí od geometrického tvaru rolujúceho sa telesa. Rolujúci valček má iný moment zotrvačnosti, ako guľa, alebo Bukyho remenica. No telesá s rovnakou geometriou gula- guľka, valec-valček majú rovnaký vzorec momentu zotrvačnosti, teda aj čas potrebný na prejdenie naklonenej roviny. Hmotnosť nerozhoduje, To je typická vlastnosť gravitácie.

 

V detailoch je schovany diabol.

 

Ja som cakal ze tam bude I a nie I/r^2 ale ono to vlastne dava zmysel.

Ako si to ratal lebo ja si to velmi neviem predstavit cez Newtonovu mechaniku.

No telesá s rovnakou geometriou gula- guľka, valec-valček majú rovnaký moment zotrvačnosti, teda aj čas potrebný na prejdenie naklonenej roviny. Hmotnosť nerozhoduje, To je typická vlastnosť gravitácie.

 

No nie je to tak, každý si to môže odskúšať. a = g platí pri voľnom páde ale na naklonenej rovine nie ?!

Pokus som zopakoval ale z rovnakým priemerom u oboch ložísk a z rôznou hmotnosťou (vymlátil som stred ložiska)

Výsledok je rovnaký, ťažšie ložisko prejde rovnakú dráhu za kratší čas, inak povedané dôjde na koniec naklonenej roviny skôr.

 

V praxi na 100 % potvrdené !!!

Tom

 

To sú predpoklady, z ktorých som vychádzal. Máš potenciálnu a kinetickú energiu, teda aj Lagrangián.Ale nemusíš to tak riešiť. Celú rovnicu derivuj podľa času a dostaneš aj takto riešenie, lebo poznáš 2 počiatočné podmienky.

 

p.s.

Nemôžem to už zmeniť Napisal som rotačná energia Wrot=1/2.m.omega^2, ma tam byt Wrot=1/2J.omega^2. Bol to preklep pri prepisovani. Posledna diff rovnica je ale spravna.

 

Buky

 

Experiment je kritériom teórie, niekde mám asi chybu.

Ries.pdf

Oprava.pdf

Tono, v úvode spomínaš, že sila na podložku nás nezaujíma a to je tá chyba.

Ak mi experiment ukazuje, že ťažšie teleso má väčšie zrýchlnie, tak si to môžem zdôvodniť len tak, že ťažšie teleso pôsobí na šikmú podložku väčšou silou, resp. ide o väčšiu tiažovú silu Fg.

 

Ani zotrvačný moment nehrá v tomnto prípade rolu, čo je v súlade s gravitačným zrýchlením.

Buky

 

Ak som ta rozumel správne spúšťaš rovnaké geometrické teleso, teda guľôčku. Sila na podložku má zmysel, ak uvažujeme s trením.

Tono, trenie môžeš zanedbať, lebo guľa - krúžok sa po podložke odvaľuje.

Vec sa má tak, že ťažšie teleso má preto väčšie zrýchlenie, lebo pôsobí väčšou silou na šikmú podložku. Ale nechci po mne aby som to vyjadril matematicky :)

Môžeme to urobiť aj inak. V U profile umiestnim valec a na jeho pieste bude umiestnnené ložisko.Ložisko sa bude opierať o šikmú dráhu. Je jasné, že čím bude vo valci väčší tlak, tak tým bude ložisko pôsobiť na šikmú dráhu väčšou silou za krátší čas.

 

To len potvrdzuje, že gravitácia pôsobí na hmotnejšie teleso väčšou silou a na ľahšie teleso menšou. Preto pri volnom páde zrýchľujú obe telesá rovnako.

 

Len rovnica pre šikmú plochu a = F/m je mimo a nechápe čo sa deje.

Buky, ja stále neviem, akého tvaru telesá spúšťaš. Musí isť o rovnaké, valec-valec, gula-gula.

Tono, to som neskúšal aby som vedľa seba postavil ťažšiu guľu a ľahší krúžok alebo naopak. Myslím si ale že pokus dopadne rovnako, ťažšie teleso prejde rovnakú dráhu za kratší čas.

Ja som pustil dole šikmou dráhou : 1. dva krúžky z ložiska rovnakého priemeru ale rôznej hmotnosti.

2. dva krúžky rôzne veľkého priemeru (remenica - ložisko) ale aj rôzne veľkej hmotnosti.

 

Ja viem, snažíš sa odvolať na telesá rôzneho geometrického rozmeru. Nechcem robiť unáhlené závery, treba urobiť ešte pokusy s guľou a krúžkom, nevidím v tom však rozdiel a celú situáciu by to ešte viac skomplikovalo.

 

Ani za toho boha nemôžem napasovať rovnicu na tento experiment tak aby bol v súlade s 2.NZ a = F/m. Mám tam silu ktorú dokážem aj zmerať aj hmotnosť telesa, dráhu aj čas.

Stále mi nedá pokoj tá sila ktorou pôsobí teleso na šikmú plochu, Ak umiestnim na dráhu tenzometer, ukáže rovnakú silu ako na vodorovnej dráhe, resp. ak budem meniť uhol dráhy, bude sa meniť aj veľkosť sily medzi dráhou a telesom ? Určite áno. Že by silový rozdiel potenciálov ?

Ale čo ďalej neviem, to je práca pre matematikov.

Buky

 

Krúžok od ložiska má moment zotrvačnosti závislý od vonkajšieho a vnútorného priemeru. (Navyše je tam žľab pre guličky) Dva krúžky rovnakého priemeru nemusia mať rovnaký moment zotrvačnosti. Najvhodnejšie je spúšťať malú a veľkú guľu. Už aj vzhľadom na najnižšie trenie.

Tom

 

To sú predpoklady, z ktorých som vychádzal. Máš potenciálnu a kinetickú energiu, teda aj Lagrangián.Ale nemusíš to tak riešiť. Celú rovnicu derivuj podľa času a dostaneš aj takto riešenie, lebo poznáš 2 počiatočné podmienky.

 

Ja som to tak isto riesil len ma zaujimalo ze jak by to slo cez Newtonovu mechaniku.

 

Buky,

Telesa musia byt homogenne

Tom

 

Napíš rovnicu pre celkovú energiu. Preto, že celkovú energiu nepoznáš, derivuj celú rovnicu. Celková energia je konštantná tak dostaneš nulu. Dostaneš diff. rovnicu druhého stupňa s nulovou pravou stranou. Ale určite je to riešenie pomocou NZ niekde na nete..

Tono

 

To ma nenapadlo takyto pristup, ale podla mna tam mas drobnu chybu v znamienku pri potencialnej energii, ak ju vyjadris ako mgh tj. potencial 0 v h=0 tak musi byt kladna, to co oznacujes za celkovu energiu je podla mna Lagrangian.

Chcel by som sa ešte raz trochu vrátiť k téme krabice vo vesmíre a ukázať, k čomu som dospel, ak to ešte bude niekoho zaujímať:

 

Po kontrole výpočtov mi stále vychádza, že vodorovné zložky odstredivých síl vytvoria za polovicu otáčky dvoch motorov hybnosť 240 kgm/s a uvoľnené gule majú hybnosť 120 kgm/s. Ale teraz už predpokladám, že to tak musí byť, čo vyplýva z priložených obrázkov.

Medzi maximálnou hodnotou vodorovnej zložky odstredivých síl a maximálnou hodnotou rýchlosti krabice je fázový posun 90°. Kmity krabice sa oneskorujú o uhol 90° za kmitmi odstredivých síl.

 

(K tomuto pohľadu na vec ma privádza analógia s jedným elektrickým zapojením. Ide o oneskorenie prúdu za napätím na ideálnej cievke – indukčnosti zapojenej na zdroj striedavého napätia .“Vlna“prúdu mešká za „vlnou“ napätia o uhol 90°. Z praktických dôvodov, je dobré začať riešiť takýto obvod v okamihu, keď má polvlna napätia maximálnu hodnotu. Vtedy začne cievkou tiecť prúd od nuly a v tom okamihu je zmena prúdu za jednotku času najväčšia. A ide o kmitanie, ktoré neodoberá zo zdroja žiadnu činnú energiu, len jalovú - podľa elektrotechnických pojmov.)

 

V našom prípade začíname graf pri maximálnej hodnote odstredivej sily, ktorá z nulovej polohy pohne krabicu smerom doľava a v tom okamihu je zmena rýchlosti krabice za jednotku času najväčšia. Mimochodom, ide tiež o kmitanie, na ktoré už nie je potrebná energia, motory sú roztočené a za ideálneho stavu bez rôzneho trenia by sa točili dlho konštantnými otáčkami. Analógia s elektrickým obvodom je dosť výrazná.

 

Posledná polvlna vodorovných odstredivých síl pred uvoľnením gúľ dodala hybnosť 240 kgm/s. Prvých 120 kgm/s sa využilo na zastavenie krabice, ktorá sa pohybovala smerom doprava. Druhých 120 kgm/s sa využilo na pohyb krabice doľava. Uvoľnené gule pustené doprava s hybnosťou 120 kgm/s by po náraze vyrušili túto hybnosť doľava.

 

Záver je teda taký, že krabica sa z miesta nepohne. Jedine, že by sme tým guliam umožnili vyletieť cez dieru v krabici, tak by krabica mala hybnosť 120 kgm/s smerom doľava, čo však nechceme.

 

. . .

 

Bohus, ozaj poučné a pekne spracované.

Pre mňa ale táto záležitosť ostáva aj naďalej otvorená a to práve z dôvodu, že guľa môže získať hybnosť zrýchlením od stredu otáčania, čím nedôjde (alebo len minimálne) k rozkmitaniu krabice.

Je to podobné ako šmýkajúci krúžok na rotujúcej palici.

Tom

 

Áno znamienko potenciálnej energie je opačné. Ja som to počítal cez Lagrangián a tam je L=T-U a celková energie je W=T+U. Pozeral som si to a mám tam aj viac chýb. Posledná rovnica, až na znamienko pot. energie je správna. Ja to počítam v Cade a potom to prepisujem ručne, sorry.

Chcel by som sa ešte raz trochu vrátiť k téme krabice vo vesmíre a ukázať, k čomu som dospel, ak to ešte bude niekoho zaujímať:

 

Po kontrole výpočtov mi stále vychádza, že vodorovné zložky odstredivých síl vytvoria za polovicu otáčky dvoch motorov hybnosť 240 kgm/s a uvoľnené gule majú hybnosť 120 kgm/s. Ale teraz už predpokladám, že to tak musí byť, čo vyplýva z priložených obrázkov.

Medzi maximálnou hodnotou vodorovnej zložky odstredivých síl a maximálnou hodnotou rýchlosti krabice je fázový posun 90°. Kmity krabice sa oneskorujú o uhol 90° za kmitmi odstredivých síl.

 

 

Ten fázový posun vychádza z matematiky. Derivácia sin = cos, co je posun o 90 stupnov. Derivacia rychlosti je zrychlenie. Tu silu som pocítal a vysla mi rovnako.

Buky,

Telesa musia byt homogenne

 

O to vôbec nejde.

Ťažšie teleso má väčšie zrýchlenie a zatiaľ ma žiadny experiment nepresvedčil o inom výsledku.

Buky, skús spúšťašť malú a veľkú guličku z ložiska. Veď si písal,že si nejaké rozbil..

buky vychadza to matematicky, pouzitim aparatu ktory je experimentalne velmi dobre overeny.

Zatial si ma nepresvedcil ze je tam nieco zle.

Urci si moment zotrvacnoti jedneho telesa, potom druheho telesa co spustas, dosad do rovnice co uviedol Tono a potom porovnaj vysledky,

Ta rovnica hovori ze dve homogenne gule(valce) budu mat rovnake zrychlenie nezavysle na hmotnosti a polomery. Ty sa to snazis vyvratit tym ze ukazes ze 2 nehomogenne telesa rozneho tvaru maju rozne zrychlenie. Ak v tom nevidis ten problem tak uz neviem....

Ty sa to snazis vyvratit tym ze ukazes ze 2 nehomogenne telesa rozneho tvaru maju rozne zrychlenie. Ak v tom nevidis ten problem tak uz neviem....

 

Pokus som robil aj z dvoma rovnakými telesami (rovnaký priemer), ale rôznej hmotnosti. Výsledok rovnaký, väčšie zrýchlenie má ťažšie teleso.

Ešte som neskúsil dve rôzne veľké guličky a dve guličky rôzneho priemeru ale zhodnej hmotnosti.