Neomylnosť 3. Newtonovho zákona?

pred 19 hodinami, smiley pridal:

Ked sa v ramci teorie vytvori neobvykla prepoved, ktora je nasledne potvrdena pozorovanim, ide o potvrdenie vedeckej teorie.

Mňa zaujíma, ako dnešná fyzika chápe fakt, že ak by som raketu natlakoval len vzduchom, bez vody, tak zrýchlenie bude menšie.

lebo je dolezita zmena hybnosti mv, a voda ma ovela vacsiu hmotnost ako vzduch.

Ano, ale presnejšie: Zámena hybnosti medzi telesami. Telesom rakety m1 a vodou m2. Hmotnosť samotnej rakety bez vody je tiež dôležitá ohľadom veľkosti zrýchlenia. To len z hľadiska popisu, bez matematických dvoch síl, kde každá z nich pôsobí na iné teleso 3.NZ

presnejsie je ciolkovskeho rovnica

Kedysi som riešil tento problém, keď zmenu hybnosti rakety som odvodil z hybnosti gúľ, vystreľovaných z rakety. https://drive.google.com/file/d/1Pb-mllXwkazhD42mS9u3imlY76gV7t1X/view?usp=sharing

Tono, ak si dobre pamätám, tak si aj vypočítal, koľko treba vystrelených gúľ na dosiahnutie rýchlosti svetla. Ani všetka hmota Zeme by na to nestačila.

pred 6 minútami, buky pridal:

 Ani všetka hmota Zeme by na to nestačila.

Samozrejme nie.

On 5/7/2025 at 7:53 PM, Tono said:

Kedysi som riešil tento problém, keď zmenu hybnosti rakety som odvodil z hybnosti gúľ, vystreľovaných z rakety. https://drive.google.com/file/d/1Pb-mllXwkazhD42mS9u3imlY76gV7t1X/view?usp=sharing

Quote

Na záver sa dá skonštatovať, že ak chceme lietať k hviezdam, hlavným obmedzením je
hmotnosť, ktorú potrebujeme vystreliť, aby sme získali potrebnú hybnosť. A z odvodených
vzťahov a logaritmickej závislosti maximálnej rýchlosti na hmotnosti je zrejmé, že by sme
tejto hmotnosti nemali nikdy dosť.

Toto nie je vsebecne pravda, zakezi na druhu pohonu. Klucova je rychlost, z ktorou palivo opusta raketu. V pripade iontovych motorov pracujucich na principe urychlovacov nabitych castic, je medzihviezdny let fyzikalne zrealizovatelny, aj ked technologociky samozrejme zatial este nie.

Dalsim zavaznym obmedzenim je energecka justota paliva, lebo to je tiez hmota, ktoru treba urychlovat spolu s lodou.

Pekne fyzikalna analyza problemu medzihviezdnych letov , nerelativisticke aj relativisticke je v tomto clanku: https://www.osel.cz/13910-co-nam-rika-ciolkovskeho-rovnice-o-mezihvezdnych-letech.html

Mohla tam byt este relativisticka analyza, ake je limit pre lod s posadkou, na ktoru dlhodobo moze posoboti zrychenie len o nieco vyssie ako gravitacne zrychlenie na Zemi. A pripadne ake relativisticke tychlosti su pre prelet hviezdnym systemom uz destruktivne, kedy sa uz obcasne castice vo vakuu hviezdneho systemu mozu stat osudne.

No a cele sa to riesit este "podvodom", ked pohon nemas na lodi, ale na Zemi: lasery zo zeme by pohanali svietenim do plachty miniaturnej sondy. Tu uz je skor otazka, naco by to bolo dobre, keby cielova sonda nemohla pri cielovej hviezde ubrzdit, ani poslat signal naspat na taku velku vzdialenost. Ani pripadna civilizacia by si nemala vsimnut smietku prelietavajucu relativistickou rychlostou cez ich hviezdny system.

pred hodinou, smiley pridal:

Toto nie je vsebecne pravda, zakezi na druhu pohonu. Klucova je rychlost, z ktorou palivo opusta raketu.

Máš samozrejme pravdu, hybnosť dodaná rakete je súčin p = m * v. Obe veličiny m a v sú v lineárnom vzťahu, lenže hmotnosť m si treba viezť v rakete. Takže pri rovnakej hybnosti je efektívnejšia vyššia rýchlosť. Vystreľovanie gúľ z dela v rakete som uviedol skôr ako recesiu. Pointa môjho príspevku mala byť, že z diskrétnej matematiky - vystrelených gúľ, sa limitne dajú odvodiť Ciolkovského rovnice. Iba hra s matematikou, obyčajne sa to pri numerickom riešení diferenciálnych rovníc robí naopak. 

Zakon zachovania hybnosti je hrozna svina. Celkove tazisko castic hmoty a odvrhnuteho paliva musi ostat nezmenene ako pri rakete pred startom. Na udelenie potrebnej rychlosti rakety teda treba odhodit vela hmoty velkou rychlostou opacnym smerom.

Dňa 14. 5. 2025 at 21:35, smiley pridal:

 Na udelenie potrebnej rychlosti rakety teda treba odhodit vela hmoty velkou rychlostou opacnym smerom.

Cez energiu dochádza k zmene hybnosti dvoch hmotných bodov. Paliva a telesa rakety. Inak povedané, ako príčina zmeny hybnosti paliva je následok zmena hybnosti  rakety. 

Nie je potom pravda, že ide o dve sily opačného smeru, ktoré súčasne vznikajú a zanikajú.

hm, kedze sila je tiez zmena hybnosti v case, tak tam musis mat aj taketo sily,  to inak nejde.

pred hodinou, tyso pridal:

hm, kedze sila je tiez zmena hybnosti v case, 

Potom by sme sa mohli na to pozerať cez 2.NZ. Ak poznám veľkosť sily medzi raketou a guľou, tak potom budem vedieť, aké veľké majú zrýchlenie obe telesá.

ano, ak poznas sily tak ano.   Ale prakticky to funguje tak ze poznas jednu a ostatne si dopocitas aj podla 3 NZ.

On 5/16/2025 at 10:51 AM, buky said:

Nie je potom pravda, že ide o dve sily opačného smeru, ktoré súčasne vznikajú a zanikajú.

Prave naopak, mas tam dve sily opacneho smeru, ktore sucasne vznikaju a zanikaju:

• jedna odhadzuje palivo
• druha ti posuva raketu opacnym.

V kozmickych technologiach by sme boli podstatne dalej, keby mohla existovat samostnatne sila posuvajuca raketu bez vzajomne opacnej sily, ktora ti odhadzuje silu. Prave preto, ze to fyzikalne podla newtonovho zakona nie je mozne, su kozmicke technologie take komplikovane a nakladne.

pred 2 hodinami, smiley pridal:

V kozmickych technologiach by sme boli podstatne dalej, keby mohla existovat samostnatne sila

Samotná sila nemôže existovať. Ide o zámenu hybnosti medzi telesami. Pre jednoduchšie pochopenie: V rúrke budú dve gule  rôznej hmotnosti, medzi ktorými bude nálož. Po explózii budú mať gule rôzne zrýchlenie. Ako mám chápať z pohľadu popisu, že ide o dve rovnaké sily opačného smeru, ktoré súčasne vznikajú a súčasne zanikajú ?

Z nespravneho predpokladu prichadzas k nespravnemu zaveru, sila existuje. Neviem, ako to mas chapat, ja len viem, ako to je.

Mne pride fakt, ze reketa sa nevie hybat bez odhadzovania paliva, prave ako dosledok posobenia tych opacnych sil. Tebe to pride tento fakt prirodzeny aj bez toho?

buky a v com vidis problem,  co ti nesedi na tom ze su tam dve sily, opacne orientovane, rovnako velke a kazda posobi na ine teleso ?
Ale na druhej strane to je matematicky to iste ako uvahy len o zamene hybnosti.  Mozes sa pojmu sila uplne vyhnut a bude to mat rovnake vysledky. Ale narazis na ine problemy, napriklad budes potrebovat nejake nosice hybnosti, ktore su virtualne, nedaju sa zachytit.  Na predstavu je to o dva stupne zlozitejsie ( ak napriklad vymena hybnosti pri pritahovani dvoch magnetov).  Ak mas problem predstavit si silu, tak zla sprava je ze uz nic jednoduchsie nemame

Dňa 22. 5. 2025 at 8:32, tyso pridal:

buky a v com vidis problem,  co ti nesedi na tom ze su tam dve sily, opacne orientovane, rovnako velke a kazda posobi na ine teleso ?

Môžeme, ale aké budú mať gule zrýchlenie záleží na ich hmotnosti, ak predpokladáme, že nálož resp, veľkosť sily - síl je konštantná. 

Vrátim sa k skvelému dokumentu o fyzikálnych zákonoch, aj o samotnom telese, ktoré neochotne mení svoj pokojový a rovnomerný priamočiary pohyb 1.NZ.  K 3.NZ zákonu, kde je trefne použité delo: Po výstrele do s delom "cukne" v opačnom smere ako vystrelená guľa. Dôkaz, že ide o dve rovnaké opačne orientované sily. Len škoda, že nebolo vysvetlené, prečo má guľa podstatne väčšiu dráhu, ako samotné delo.

Perlička ako vždy,  obiehanie mesiaca a prečo nedopadne na povrch Zeme. Ako príklad použité delo vystreľujúc  guľe vo vodorovnom smere. Samozrejme može za to rýchlosť. Iste , ale chýbalo vysvetlenie o neochote telesa meniť svoj pohybový stav a pokračovať v rovnomernom priamočiarom pohybe. Výsledok je že teleso pôsobí silou svojou zotrvačnou hmotnosťou  v odstredivom smere. A neodmysiteľne už k tomu patrí aj zrýchlený pohyb, pokiaľ gule dopadajú na povrch. Ak obieha guľa okolo Zeme, tak ide o rovnomerný krivočiary pohyb. V matematickom svete však existuje len dostredivá sila, ktorá zakrivuje dráhu telesa. Nasleduje nelogický, rozpoluplný popis o súčasnom rovnomernom a dostredivo zrýchlenom pohybe telesa.

Dňa 18. 8. 2025 at 20:01, buky pridal:

Iste , ale chýbalo vysvetlenie o neochote telesa meniť svoj pohybový stav a pokračovať v rovnomernom priamočiarom pohybe. Výsledok je že teleso pôsobí silou svojou zotrvačnou hmotnosťou  v odstredivom smere.

Delo udelí vystrelenému telesu hybnosť, ktorá by bez gravitácie znamenala, že teleso sa bude pohybovať priamočiarym rovnomerným pohybom (neochota telesa meniť svoj pokojový alebo rovnomerný priamočiary pohyb. V hlbšej úvahe gravitácia nie je sila a zmena trajektórie nie je spôsobená silou, ale zakrivením časopriestoru. V koncepcii bez pôsobenia vonkajšej sily sa teleso pohybuje v inerciálnej sústave ). Zo zákona zachovania hybnosti platí, že táto hybnosť sa nezmení ani v gravitačnom poli. Tu však na teleso pôsobí aj gravitačná sila. Tá ale neovplyvní hybnosť, ktorú telesu udelí delo, zmení ale jeho celkovú hybnosť, čo sa prejaví na zmene trajektórie pohybu telesa. Obecne gravitácia môže zmeniť radiálnu aj uhlovú rýchlosť telesa, to závisí od toho, pod akým uhlom vystrelíme z dela. Alebo presnejšie, aký je vektor rýchlosti a gradient - intenzita potenciálu.

Kruhový pohyb je špeciálny prípad, keď gradient potenciálu (smer dostredivého zrýchlenia) je v každom bode trajektórie kolmý na vektor rýchlosti telesa. Teda kolmý aj na vektor rýchlosti, ktorú telesu udelilo po výstrele delo. Ak gradient  (intenzita gravitačného poľa) nie je kolmý na vektor rýchlosti, trajektória môže byť priamka,  hyperbola, parabola, alebo elipsa. Vlastnosťou gravitačného poľa je, že aj pri takomto pohybe sa zachováva moment hybnosti L = r x p. Alebo, čo je ti asi zrozumiteľnejšie L = r x m.v  = r x m . r . omega, kde x znamená vektorový súčin. Pri kruhovom pohybe je v = r . omega = konštanta a L = r . m . r . omega . sin(alpha). Pre kruhový pohyb je alpha = Pi/2, takže sin(Pi/2) = 1 a  moment hybnosti L = r . m . r . omega. Moment hybnosti L sa musí zachovávať L = konst, takže zmena - derivácia musí byť nulová a z toho vyplýva, že aj r, m, omega musia byť konštanty. Rýchlosť v = r . omega je v absolútnej hodnote vodorovná rýchlosť, ktorú udelilo delo telesu, vystrelenému na kruhovú obežnú dráhu. Samozrejme pre kruhovú dráhu za podmienky, že delo pri vodorovnom výstrele by muselo byť na obežnej dráhe a rýchlosť výstrelu by musela byť v = sqrt(G*M/r)

pred 20 hodinami, Tono pridal:

Kruhový pohyb je špeciálny prípad, keď gradient potenciálu (smer dostredivého zrýchlenia) je v každom bode trajektórie kolmý na vektor rýchlosti telesa. Teda kolmý aj na vektor rýchlosti, ktorú telesu udelilo po výstrele delo. 

Tono, ďakujem za vyčerpávajúcu a poučnú odpoveď. To je ale matematický výklad. Pokiaľ bude guľa dopadať na povrch, tak ide o pohyb zrýchlený. Inak povedané, tesne pri dopade bude rýchlosť väčšia ako úsťová. To znamená, že ak začne obiehať okolo Zeme, tak nemôže ísť o pohyb zrýchlený. Aby guľu nepritiahla gravitácia k povrchu, musí mať dostattočnú rýchlosť, aby bola schopná svojou zotrvačnou hmotnosťou  pôsobiť  dostatočne veľkou silou v odstredivom smere.

Po x krát: Pokus so závažím, ktoré je zavesené cez silomer (kyvadlo) Medzi závažím a podlahou je medzera. Pri zhupnutí závažie šuchne o podlahu, resp. v dolnej úvrati je sila väčšia ako tiažová.Čo to dokazuje ?

pred hodinou, buky pridal:

Po x krát: Pokus so závažím, ktoré je zavesené cez silomer (kyvadlo) Medzi závažím a podlahou je medzera. Pri zhupnutí závažie šuchne o podlahu, resp. v dolnej úvrati je sila väčšia ako tiažová.Čo to dokazuje ?

Dokazuje to, že radiálna sila - pôsobiaca na silomer je najväčšia v dolnej úvrati kyvadla. 

pred 11 minútami, Tono pridal:

Dokazuje to, že radiálna sila - pôsobiaca na silomer je najväčšia v dolnej úvrati kyvadla. 

Laicky povedané: Rovnaký smer ako tiažová, len väčšia.

pred 3 hodinami, buky pridal:

Laicky povedané: Rovnaký smer ako tiažová, len väčšia.

Na lano pôsobí odstredivá sila telesa m, takže dostredivá sila lana v dolnej úvrati kyvadla musí byť väčšia, ako tiažová. Dostredivá sila, ktorou sa napína lano (okrem tiažovej Fg = m*g*(cos(phi)) je 

Fd = m*l*omega^2. 

Kde l je dĺžka lana, omega je uhlová frekvencia a phi_0 je počiatočný uhol vychýlenia kyvadla

omega =  (-2*l*g*(-cos(phi)+cos(phi_0)))^(1/2)/l;

Napríklad pre uhol phi_0 = Pi/3 bude lano v dolnej úvrati napínané 2 násobne väčšou silou, ako keby bolo kyvadlo v pokoji. Na grafe je vychýlenie z polohy Pi/2. Červená krivka je dostredivá sila Fd  a zelená tiažová Fg = m*g. 

Celková sila pôsobiaca na lano bude 

F = m*(omega^2*l+ g*cos(phi))