Voľná debata o fyzike

Je možné rozoznať v prázdnom vesmíre, či sa točíme, ak sa pohybujeme po kruznici okolo nejakého bodu v priestore?

Je zaujímavé, že napr. foucaltovo kyvadlo nam v družici nepomože. nebude tam žiaden takýto efekt, no rozhodne by sme si všimli zo stredu kružnice, že naše foucaltovo kyvadlo sa odchyluje od pohybu družice, aj ked ju mame na priamke.

To je velmi zaujímavé pretože rovina kmitu kyvadla sa nenatáča. Prečo sa teda nenatáča v strede kružnice, zároveň v družici sa nám natáča rovina kmitu spolu s družicou.

To znamená v strede kružnice existuje sústava tretia, ktorá stoji a je spojená s nejakou inou sústavu z ktorej pohyb družice po kruznici vnímame. Ale nas vesmír ma dve sustavy družica, ktorá sa točí okolo stredu, no potom musí existovat rovina ktorá stoji a otáča sa sústava spojená s družicou. Ale čo ju vytvorilo?

Nemože to byt tak, že zo stredu pustim fukaltovo kyvadlo a definujem stojacu rovinu??? resp. ta rovina je daná silovým posobením "aby sa vobec kyvadlo rozbehlo"

PS: mame simulovanu umelu gravitáciu v druzici a v strede obehu.

Nerozumiem zadaniu :hmmm: Hlavne kvoli P.S. Bez toho nestastneho P.S. by som tvrdil, ze to zistime tak, ze od seba odhodime testovaciu casticu ( :odpadnem: ) a pozrieme sa, ci pojde (voci nasej sustave) po priamke.

Neroumies zadaniu? :odpadnem:

Uz to viem ako to je. predstav si vzdy rovinu ako sústavu, treti rozmer teraz necháme tak. Mame dva body vo vesmíre. sú spojené priamkou. Pokial rovinu preložíš tak, že napr. os x bude spolocná práve na tej spojnici a Y bude kolma na nu. TAK AK budu sa točit tie sústavy rovnako. NIKDY nezistíš či sa sústavy točia alebo stoja. Pre teba budu vzdy stat.

A teraz kukaj ako naruším všetky Newtonove zakony. Jeden bod bude Raketa s motorom a spustím tah motorov "posobím silou" ale vzhladom na ten druhý bod sa nepriblížim ani o milimeter.

A to preto lebo existuje sústava ktorá sa voči tej našej pohybuje. Co je ten preferovaný pohlad "cez ktorý sa vysvetluje ako to je" :hmmm:

Ak maju Newtonové zákony fungovat VZDY MUSI EXISTOVAT PREFEROVANA SUSTAVA. Druhá sústava, ktorá sa točí voci našej.

PS: korekcie textu, bolo to zle napisane.

To ale nie je predsa nic nove. Newtonove zakony musia mat absolutny priestor, "inercialnu sustavu spojenu so stalicami".

Lenže to je dolezite. V TR to tiež dospeje k divným veciam, ved sila je zmena hybnosti v case a tak nutne tento pohlad sa dostáva do TR.

A to je hlupost nepotrebuju absolútnu sústavu, potrebuju sústavu ktorá sa voci našej tocí inak, to nikdy nevysvetlíme preco raketa je stale v rovnakej vzdialenosti. A vysvetlenie pochádza z druhej sústavy, ja som ju nazval preferovana (ta kde vidíš kruznicu)

Tema je to zaujimava robopol. Asi by som ju nemal len tak zahadzovat. Niekedy si ju snad poriadne rozmyslim, napisem transformacne vztahy medzi sustavami a tak. Aspon zistim, co vsetko som uz zabudol :hmmm: . Teraz ale zbabelo uteciem. (Ten poster sa nenapise sam :odpadnem: )

Ja som laik ale rad sa zamyslam ked mam cas nad fyzikou. A toto je rozhodne zaujímave. newtonové a nie len newtonove zakony su vsunute za predpokladu inej sústavy.

Moj príklad tociacej sa sustavy dvoch bodov dava, ukazuje ako nedokažeš vysvetlit prečo ti nefunguju newtonove zakony. Ja idem dalej a hovorím, že potrebujú inú sústavu, voci ktorej sa nasa otaca. Cez nu sa to potom vysvetluje. Ale z pohladu nasej sustavy je to bezradne. nefunguje to, nech sa budes snazit akokolvek, nepomože odhadzovanie castice, to uz predpokladá inú rovinu, ak pojde častica inak.

Dofam ze aj tono sa posnazi:)

Dalsia vec je priamočiaro pokial vyhodíme casticu ona pojde voci našej sústave po krivke, co bude coriolisova sila. pretože kružime my.

Pokial ale ide priamociaro, tak naše sústavy vzájomne stoja alebo idu konštantnou rýchlosťou.

Tono.

a to bude mozno to správne vysvetlenie aj pri TR ked to vyhodnocujeme z pohladu tých sústav družíc. Je tam tiež preferovaný pohlad zo stredu, ktorý dáva správne výsledky.

A tak ma zaujíma aj pohlad pri black hole. Sú skotočne pravdivé oba pohlady? Nie je to znova tak, že ten správny pohľad je z preferovanej sústavy?

NIE JE v TR vsunuta ta preferovana sústava, lenže za ten svet sa tvárime, že to platí z každej sústavy?

Robopol

S tým foucaltovým kyvadlm je to zaujímavé.

Ak sa pamätáš, ešte zo starého fóra, už sme sa o tom bavili. Ale zopakujem to. Ten príklad, kde sa gravitačné zrýchlenie a odstredivé zrýchlenie na roztočenom disku porovnávajú, neobstojí ani v zmysle OTR. Nemá to rovnakú podstatu, už aj preto, že akékoľvek zrýchlenie nemá s metrikou priestoru nič spoločné. Zložky metrického tenzora sú invariantné voči rýchlosti, zrýchleniu, alebo času. Sú výhradne len funkciou polohového vektora. Zotrvačnosť potrebuje inú sústavu, ako sústavu spojenú s telesom, inak si to neviem vysvetliť.

Tono

Ja narazam na pricinu preco su dva tak rozdielne pohlady na tie druzice. Ked som sa pytal ako to vyratame z pohladu druzice, vsetci boli ticho ako v hrobe. Vedeli to ratat cez stred zeme. inak to bolo tazke pre nich. Uspokojilo ich to, že je to len komplikovanejsi vypocet a uurcite je tam nieco co da rovanake vysledky.

Lenže potom sme sa zastavili u black hole a bolo to presne to iste dva rozdielne pohlady. To by sa nemalo stat predsa nemyslís? kto toto zamaskuje, že samotna TR si protireci?

A mna napadlo, že to bude tým, že ona sa tvarí, že to funguje z kazdej sústavy a rataju to z preferovanej sustavy "inercialnej". hovoria preto lebo je to lahsie zratat, ale ja mam obavu ze to zrataju zle z tej neeinerciálnej.

A navyše je tu dalsia vec aj ta zotrvacnost je realatívna. Pri druzici necitis ziaden odpor hmoty pri zrychlovani. Keby nebolo inej sustavy tak by si to nevedel, že zrýchlujes.

Robopol

Zrýchľujúce teleso totiž môžem nahradiť hmotným bodom, kde na časové a priestorové relácie OTR, v rámci toho telesa môžem kľudne zabudnúť. Ak teleso považujem za lokálnu sústavu, každý bod takéhoto telesa sa pohybuje rovnakou rýchlosťou. V sústave telesa je to nulová rýchlosť. No to platí, aj keď sa teleso bude pohybovať zrýchlene. Ak sa všetky body telesa pohybujú rovnakou rýchlosťou, tak nenameriam v telese ani zrýchlenie. Zrýchlenie je derivácia rýchlosti podľa času, no v čase plynúcom v sústave telesa sa nič nedeje. Napriek tomu „ak sedím v zrýchľujúcej sa rakete, zadok mi hovorí niečo iné“. Rýchlosť má zmysel voči niečomu, no v zrýchľujúcej sa lokálnej sústave voči pozorovateľovi sadiacemu v nej, ju nevidím. Prečo by môj zadok mal pociťovať zrýchlenie, ktoré vidí pozorovateľ z inej sústavy?

Suhlasim, mas pocit, že tvrdim nieco ine? :odpadnem: Islo o to, že ked zapnes motor rakety a nastavis poriadny tah tak pocitis ako ta to zatlacilo do sedacky a mas vnutorne sily, hmota sa brani zrychlovaniu. U gravitácie citi kazdy ten atom zrýchlenie (vnutorne sily su nulove) a neprenáša sa to ako u rakety, predstav si deformacnu vlnu. Keby si prudko zabrzil taku raketu. Siri sa od miesta narazu a vnutorne sily to tlakom rozmackaju.

Teraz nevidim kde mas problem. ja predsa netvrdím, že pri druzici citis vnutorne sily sposobené gravitáciou, ak zanedbáme slapové sily. Proste hmota nepocituje nárast vnutorných síl, zväčšenie, tlakové ani tahové.

...Teraz nevidim kde mas problem...

Robopol

Ja nemám problém, skôr by som čakal vysvetlenie, ako zotrvačnosť a zrýchlenie chápať v lokálnej sústave spojenej s pozorovateľom. Zortvačnosť sa v Newtonovej fyzike naozaj spája s absolútnou sústavou.

Ved som ti písal, že pokial ide o gravitáciu a homogenne grav. pole. tak je zrejme, že žiaden odpor zotvračnej hmoty v smere grav. sily nebudeš citit. Je to dané tým, že je zakrivený priestoročas a ja si to predstavujem tak, že je tomu telesu teraz prirodzené padat zrýchlene.

Ale pozor, ziadna absolútna sústava u Newtona nie je. Keby bola pýtal by som sa ta kde je. Aky ma smer, vyznac mi ju? Nic take nie je. Potrebuje inú sústavu voči ktorej to vysvetlíme. príklad pohybu po kruznici je mozne vysvetlit cez sústavu ktorá ma nenulovú uhlovú rýchlost voci nasej točiacej sa. to je to foucaltovo kyvadlo. Ona je tiez relatívna ta sústava - NIE JE To ziadna absolútna sústava.

Ale v našej sústave točiacej nebudeme moc vysvetlit ako je možné, že napriek tomu, že sme zapli motor, tah motora sa k stredu nepriblížime ani o milimeter.

Ale na druhej strane nie je to lubovolná sústava, ktorá sa točí ľubovolnou uhlovou rýchlostou k nasej sústave. kedysi som rozmýšľal o tzv. prirodzených sústavách a tu skutocne machove predstavy je možne pouzit. Ta sústava voci ktorej to vysvetlujeme je presne nastavená a súvisi so zotrvacnostou.

No prirodzená sústava nie je celý vesmír. Nasa prirodzená sústava je Zem, je to na dlho ja som uvazoval o tzv. vnorených sústavách. Zem je vnorená sústava slnečnej sústavy, ta je vnorená sustave väčšej az po galaxiu , kopu galaxii atd.

Tono

dufam, že si sa nezlakol, Ja nie som fyzik tak si mozem dovolit pisat odvazne o fyzike. Mozno fyzik by si rozmyslel ci ide teraz odvazne nieco tvrdit, koly reputacii. Ale ja rozmyslam slobodne nemam rad, ked som zviazany niecim, preto sa snazim manevrovat na tenkom lade.

Je potrebne prebehnut newtonovu fyziku z hladiska tej zotrvacnosti a hlavne TEJ Preferovanej sústavy, voči ktorej sa to potom vysvetluje. Možno na niečo spoločne prídeme :odpadnem:

A sem pridu sa potom inspirovat fyzici:)

Robopol

Ak počítaš zrýchlenie nejakého telesa, tak derivuješ polohový vektor zo sústavy ktorú si môžeš ľubovoľne zvoliť. No ak si zvolíš sústavu spojenú s telesom, tak je polohový vektor nulový, rovnako ako derivácie jeho zložiek. V Newtonovej fyzike sa predpokladá, že to zrýchlenie pociťuješ preto, lebo pôsobíš proti zotrvačnosti telesa (rakety). No ticho sa predpokladá, že zotrvačnosť akosi to teleso „obklopuje“. Vzťažnú sústavu si môžeš vyrobiť troma gyroskopmi. Predstav si, že sa takáto vzťažná sústava pohybuje zrýchlene okolo mňa. Určite si to ani nevšimnem. Pozorovateľ však bude tvrdiť, že ja sa pohybujem zrýchlene Ak sa však moja sústava bude pohybovať zrýchlene, tak to hneď pocítim..

No dobre, zatial pises čo sú základy. takze neviem kam smeruješ. Skus teda napisat s cim nesuhlasis co som napisal a nejak to podpor argumentom.

Robopol

...Ale pozor, ziadna absolútna sústava u Newtona nie je. Keby bola pýtal by som sa ta kde je. Aky ma smer, vyznac mi ju? Nic take nie je. Potrebuje inú sústavu voči ktorej to vysvetlíme. príklad pohybu po kruznici je mozne vysvetlit cez sústavu ktorá ma nenulovú uhlovú rýchlost voci nasej točiacej sa. to je to foucaltovo kyvadlo. Ona je tiez relatívna ta sústava - NIE JE To ziadna absolútna sústava...

 

Newtonov zákon zotrvačnosti, alebo definícia sily stále narába s polohovým vektorom a hmotným bodom. Napíš mi nejaký Newtonov zákon bez neho. Nebola by definovaná poloha, rýchlosť, zrýchlenie (ani úhlové). Ale táto interpretácia ticho predpokladá pozorovateľa v inej sústave, ako v sústave hmotného bodu. Je naozaj jedno, akú sústavu si vyberieme. Teda nepotrebujeme absolútnu. Ak teleso rotuje, tak môžeme na samotnom telese zvoliť sústavy a definovať ich vzájomný polohový vektor. Tieto sústavy sa budú pohybovať rôznou uhlovou rýchlosťou a teda aj so zrýchlením. Takáto sústava na vysvetlenie sily nijakú inú nepotrebuje.

No ak raketa zrýchľuje, nenájdeme v nej dva hmotné body, kde by sa ich polohový vektor menil v čase. OTR s tým nič nemá spoločné. Iste, keby to zrýchlenie bolo tak veľké, že deformuje teleso, alebo už dochádza medzi bodmi telesa ku kontrakcii. My sa bavíme o zanedbateľných hodnotách. Aj STR počíta v relativistickej dynamike s dokonale tuhým telesom.

Ostanme u Newtona.

No ale pozor, písal som, že to nie je tiež ľubovolná sústava s nenulovou uhlovou rýchlosťou voči ktorej sa naša pohybuje. A to je doležité. pretože máš konkrétnu silu a hmotnosť a tah motora. A aby to zodpovedaloo dostredivému zrýchleniu musí to byt taka sústava, ktorá da a=v*v/R

rozumies?

Robopol

Asi ti celkom nerozumiem. Treba rozlišovať, o akej sile sa bavíme. Na Foucaltove kyvadlo pôsobí virtuálna coriolisova sila a o takéto efekty mi teraz nejde. Podobnú „záhadu“ by si dostal pri pohybe po krivke. Predstav si nejakú krivku, na ktorej sú body A a B. Ak by si išiel autom po tejto krivke, kde medzi bodmi A a B je kopec, alebo rovnaké údolie (kopec by si obrátil naopak), neukázal by ti mrač vzdialenosti rovnakú hodnotu. Ku žiadnej kontrakcii nedošlo, no tvoj údaj na merači vzdialenosti tvrdí, že áno. Na svedomí to nemá zrýchlenie, ani rýchlosť tvojho auta.

tak ešte raz. Mas dva hmotne body ktore tvoria sustavu a rotuju voci inej sústave nejakou uhlovou rýchlostou. Na ten koncový bod posobime silou F (v smere spojnice tych dvoch bodov), konkretnou silou. Ake bude dostredivé zrýchlenie podla newtona pri lubovolnej uhlovej rýchlosti? Bude zodpovedat dostredivé zrýchlenie sile voci lubovolnej uhlovej rýchlosti tých dvoch sústav?

Robopol

Tiež si nevieš vymyslieť jednoduchší príklad. Navyše to nie je konzervatívna sústava. Predpokladám, že sila má stále nulový moment voči sústave telies, takže rotácia sústavy vzhľadom na sústavu spojenú s ich ťažiskom sa nezmení. Tie telesá môžeme nahradiť redukovanou hmotnosťou a riešiť ich, ako jedno teleso. Preto, že sila pôsobiaca na toto teleso stále mení smer, redukovaná hmotnosť získa rotáciu, ktorej uhlová rýchlosť bude narastať.

No dobre tak ti to napisem uplne:

Mas dva hmotne body A, B. bod A -B si na spojnici. Je to os x. druha os y je kolma na tu spojnicu a mame takto vymedzenú rovinu sústavy. Taáto sústava sa otáča oproti inej sústave nenulovou uhlovou rýchlostou pricom stred otácania je v bode A.

Na bod B budem posobit silou F v smere spojnice A, B. A teraz z ktorej sústavy dostanem, že dostredivé zrýchlenie a=v*v/R je rovné silovemu úcinku na hmotný bod v B s hmotnostou m a dostredivým zrýchlením a= F/m. je to lubovolná sústava? no nie je to lubovolná sústava je to presne dané aka musi to byt sústava o akej uhlovej rýchlosti aby zrýchlenie a=F/m bolo rovné a=v*v/R

takýmto sposobom vo vesmíre definujem "prirodzenú sústavu" alebo tu "preferovanu sustavu".

Ten príklad by sa dal asi najľahšie riešiť tak, že by sme zvolili novú relatívnu sústavu, z ktorej by sme pozorovali pohyb ťažiska sústavy. Ak by sa nám to podarilo vyriešiť, výsledok by sa dal prepočítať na trajektórie telies A a B. Ale dokážeme to teoreticky prepočítať na ľubovoľnú sústavu. Uhlové zrýchlenia budú v každej sústave iné. Ale prečo má v tom príklade platiť F/m = v^2/r ? Práve preto, že to neplatí bude sa redukovaná hmotnosť zrýchľovať a úlohou je vypočítať trajektóriu. Potom poznáme zrýchlenia každého bodu z ľubovoľnej sústavy. Ale ak vychádzaš z predpokladu, že je tá rovnováha síl stále splnená, tak musí byť splnená aj v každej inej sústave, akurát tie sily treba transformovať do príslušnej sústavy.

pockaj nakreslim ti to aby ti to bolo jasne.

tu mas obrazok k popisu, aby si rozumel problemu. r- je vzdialenost bodu A-B. sustava S sa toči voči preferovanej sústave S´. Vektor sily sa spolu so sústavou S otača voči preferovanej S´ uhlovou rýchlostou omega. Konstatna rychlost omega.

No ja tu vidím pohyb hmotného bodu po kružnici. No a z každej inej sústavy je to rovnaký pohyb po kružnici, nie len s tej čiarkovanej. Rozdiel je, že trajektória pohybu bude zložitejšia. Asi som ťa nepochopil.