Neomylnosť 3. Newtonovho zákona?

No,  ak akcelerometer na povrchu ukazuje zrýchlenie, čo v matematickom ponímaní znamená nenulovú výslednú silu, tak treba zdôvodniť, vysvetliť prečo ostáva teleso v pokoji.

Každé teleso je v pokoji, ak s ním spojíš sústavu. Tak ako Baron Prášil, keď sedel na delovej guly  https://cs.wikipedia.org/wiki/Baron_Pr%C3%A1%C5%A1il_(kniha)#/media/File:M%C3%BCnchhausen-AWille.jpg .

Veď ano :)

Ale stačí ak s pohľadu síl zdôvodníš, prečo si v pokoji ak sedíš na stoličke tu na povrchu.

Čo chceš zdôvodňovať? Platnosť Newtonových zákonov? Tie platia pre teleso z pohľadu inerciálneho pozorovateľa. To tu už bolo napísané milión krát, že v neinercialnej sústave N.Z. neplatia. Zavedením virtuálnej sily sú výpočty matematicky korektné. Na povrchu Zeme si v neinerciálnej sústave, a gravitačná sila je tou virtuálnou silou.

A prečo pokojový stav na povrchu nie je inerciálna sústava, veď predsa ide o dve sily, ktoré pôsobia na to isté teleso = 1.NZ.

Matematicky to sedí, ale

buky

Pociťuješ na povrchu Zeme gravitačnú silu? Ak k nej padáš voľným pádom tak nie. Ak sedíš na jej povrchu, tak áno. Preto nemôžeš tvrdiť, že ak sedíš na stoličke na povrchu Zeme, nachádzaš v inerciálnej sústave. To ale neznamená, že všetky statické a mechanické úlohy na Zemi musíme počítať zo sústavy padajúcej voľným pádom. Môžeme vytvoriť sústavu na povrchu Zeme a považovať ju za lokálne inerciálnu. Potom musíme pokladať gravitačnú silu za reálnu, pôsobiacu na každé teleso v tejto sústave. V tomto prípade, ak sedíš na povrchu Zeme na stoličke, jedná sa o inerciálnu sústavu s nulovou výslednou silou, ako sám tvrdíš stav pokoja. Z pohľadu voľne padajúcej sústavy, nie je tvoj stav, stavom pokoja v inerciálnej sústave, ale stavom, keď tvoj zotrvačný stav mení vonkajšia sila stoličky - podložky. Tak si môžeš vybrať, ktorá sústava je ti sympatickejšia. Matematicky sú rovnocenné obe sústavy. V bežnej - inžinierskej praxi, napríklad v statike, by bolo dosť nepraktické, robiť výpočty budovy z pohľadu sústavy padajúcej voľným pádom. Ale ak chce niekto iba rýpať, aj takýto prístup je teoreticky možný a matematicky korektný. Potom je rovnako oprávnenou požiadavkou, zjednotiť schvaľovanie projektov, statických výpočty budov v EU, zo sústavy, spojenej s čiernou dierou v centre našej galaxie, aby sa žiadny štát únie necítil ukrivdený. Iba z takejto sústavy, môže byť projekt označený guľatým razítkom. 

Tono, dňa 01 Oct 2016 - 19:14, napísal:

 

 

Pociťuješ na povrchu Zeme gravitačnú silu? Ak k nej padáš voľným pádom tak nie. Ak sedíš na jej povrchu, tak áno. Preto nemôžeš tvrdiť, že ak sedíš na stoličke na povrchu Zeme, nachádzaš v inerciálnej sústave. 

Z pohľadu voľne padajúcej sústavy, nie je tvoj stav, stavom pokoja v inerciálnej sústave, ale stavom, keď tvoj zotrvačný stav mení vonkajšia sila stoličky - podložky.  

Ak padám, tak  nepociťujem žiadnu silu. Ovšem ak sedím na povrchu, tak neviem na základe čoho tvrdíš, že môj zotrvačný stav menení vonkajšia sila stoličky - podložky.Ja si myslím, že je to práve vonkajšia gravitačná sila, ktorá mení môj zotrvačný stav.

buky

Sám tvrdíš, že ak padáš voľným pádom, nepociťuješ žiadnu silu. Podľa 1NZ, by si sa bez pôsobenia vonkajšej sily, mal pohybovať rovnomerným priamočiarym pohybom. A v tvojej sústave skutočne žiadnu silu nepozoruješ. Dokonca žiadnym meraním v nej nezistíš, že sa vôbec pohybuješ. Je to v zhode s 1NZ a postulátom inerciálnej sústavy. Z pohľadu sústavy na povrchu Zeme sa pohybuješ so zrýchlením. Z tejto sústavy môžeme tvrdiť, že na teba pôsobí vonkajšia gravitačná sila, pohybuješ sa zrýchlene, čo je v zhode s 1NZ a pozorovaním z lokálne inerciálnej sústavy. Tak čo, pôsobí na teleso padajúce voľným pádom sila, alebo nie?

To záleží s akej sústavy pozoruješ padajúce teleso. Meranie mi potvrdí neinerciálnu sústavu. Inak povedané akcelerometer na povrchu poukazuje na nenulovú výslednú silu (9,8m/s2)

Podobný stav je na kolotoči, čo je tvoj obľúbený príklad, V neinerciálnej sústave sedačky je teleso v pokoji, lebo v tejto sústave je súčet dostredivej sily a virtuálnej zotrvačnej sily nulový. Ale v inerciálnej sústave, napríklad spojenej so zemou, sedačka pôsobí na teleso dostredivou silou a mení jeho zotrvačný stav tak, že sa teleso pohybuje po kruhovej dráhe. V inercialnej sústave zotrvačné sily „vymiznú“, čo je vlastne iná formulácia 1NZ. V tejto sústave pôsobí na teleso, na sedačke kolotoča, iba jediná vonkajšia dostredivá sila sedačky. V neinerciálnej sústave kolotoča pôsobia na teleso dve sily, lebo musíš do výpočtu zahrnúť aj zotrvačnú silu.

Chápem, o čo ti ide. Chceš dokázať, že v kľudovom stave je súčet síl, pôsobiacich na teleso nulový a teleso preto musí  byť v pokoji, alebo sa pohybovať rovnomerným priamočiarym pohybom. Tento stav je podľa teba zhodný s pohybom po kružnici – kolotoč. Polomer otáčania je konštantný a dostredivé zrýchlenie je preto „logicky“ nulové. , lebo zmena polomeru v čase je tiež nulová. Ak sa kolotoč pohybuje konštantnou obvodovou rýchlosťou, je aj obvodové zrýchlenie nulové. Rovnomerný pohyb po kružnici je teda pohybom bez zrýchlenia. A teraz nám to už pekne do seba zapadá. Výsledná sila je nulová = sústava sa pohybuje bez zrýchlenia. Jediný problém je zatiaľ ten, že podľa 1NZ, ak na teleso nepôsobí sila, pohybuje sa priamočiaro, čo u kolotoča na prvý pohľad nie je splnené. Ale s týmto problémom sa dá vysporiadať podobne jednoducho, ako to urobili v Einstenovej OTR so zavedením lokálne inerciálnej sústavy. Ak zvolíme malú oblasť v okolí bodu na kružnici, môžeme oblúk nahradiť priamkou a je to. Teraz už všetko do seba geniálne zapadá.

Tono, tvoje matematické schopnosti môžem len závidieť, ale žíjete (všeobecne) v čudnom a podľa mňa nereálnom svete.

Bavíme sa o lokálnej sústave, kde je teleso v pokoji na povrchu. Vieme, že ak budem v uzavretom priestore ( v zavesenej uzavretej rúre), tak zistím cez akcelerometer, že mám zrýchlený pohyb. Ak sa však pozriem von, tak zistím že som voči povrchu (planéte)  v pokoji. Lenže vo fyzike rozhoduje meranie a tak sa opakovane pýtam,  ako je možný pokojový stav ak súčasne akcelerometer ukazuje na povrchu zrýchlenie ?

 Pokiaľ ide o kolotoč, tak sa mýliš. Ak budem v uzavretej rúre v podobe rotujúceho polomeru (centrifúga), tak tento stav je s pohľadu merania síl rovnaký ako pokojový stav na povrchu, čiže zrýchlený pohyb. Ak sa však pozriem von, tak zistím, že rotujem okolo stredu  otáčania  a tiež nevidím zmenu polohy aby som mohol usúdiť, že ide o pohyb natož  dostredivo  zrýchlený. Uvedom si, že v praxi nemáš šancu zmerať zmenu polohy od stredu otáčania  aby si mohol potvrdiť dostredivozrýchlený pohyb. Ovšem  pokiaľ  si nedomyslíš vektory rýchlosti v1, v2. To už je ale matematické myslenie.

 Lenže vo fyzike rozhoduje meranie a tak sa opakovane pýtam,  ako je možný pokojový stav ak súčasne akcelerometer ukazuje na povrchu zrýchlenie ?

Sám si uznal, že pohybový stav, je závislý od sústavy, takže aj pokojový stav je závislí od sústavy. Predsa povrch Zeme nie je v kľude voči Slnku, galaxii atď.. V neinerciálnej sústave, napríklad v uzavretej krabici, pohybujúcej sa konštantným zrýchlením, zotrvačná sila tlačí kozmonauta k stene krabice. Pritlačený o stenu sa ďalej nepohybuje, lebo stena na neho tlačí rovnakou silou. Z vnútra krabice nemožno ovplyvniť vonkajšie sily, pôsobiace na krabicu. Krabica sa bude naďalej pohybovať konštantným zrýchlením. Takže kozmonaut, pritlačený k stene krabice nepochybuje o tom, že sa v krabici nepohybuje, je v nej v kľude.  Ale nepochybuje ani o tom, že sa krabiaca pohybuje zrýchleným pohybom, a to aj bez akcelerometra.

Iste, nespochybňujem, že pohyb je relatívny a záleží na zvolenej sústave. No, a tu sa bavíme o pozemskej sústave. Položím si na pikniku pred seba na stôl akcelerometer a dumám o čo ide ak ostávam   na stoličke v pokoji a akcelerometer ukazuje zrýchlenie 9,8m/s2 a aby to nestačilo ešte aj smerom hore.Reagujem len na výsledok merania.

Tono, viem, že aby som sa niekam  dopracoval, tak musím použiť matematiku, bez nej to nejde. Ale ten popis niektorých fyzikálnych dejov cez matematiku sa mi zdá nelogický,

Buky, vieme, že ty sa s logikou veľmi nekamarátiš. A rovnako je to s matematikou. Preto beriem tvoje hodnotenie popisu fyzikálnych dejov pomocou matematiky ako odraz tvojich schopností.

1. Ak tvoj akcelerometer ukazuje v pokoji na stole zrýchlenie 9,81ms^-2 a ty si to nedokážeš vysvetliť, tak je načase zobrať do rúk návod k použitiu. To je bežný logický postup v prípade, keď nevieš, na akom princípe tvoj akcelerometer funguje a máš medzery vo fyzike, ktoré ti nedovoľujú pochopiť, čo sa deje.

2. Všetci, ktorí vedia vysvetliť, prečo na stole tvoj akcelerometer ukáže 9,81ms^-2, vedia aj to, že od tohto údaja treba odpočítať veľkosť gravitačného zrýchlenia, aby dostali správnu hodnotu zrýchlenia, čo je v tomto prípade 0ms^-2. Tebou udávaná hodnota je nesprávna, keďže nepoužívaš akcelerometer tak, ako bol navrhnutý.

3. Keď niekto nie je schopný pochopiť princíp fungovania bežného akcelerometra, tak vždy môže použiť inerciálny akcelerometer a nemusí sa trápiť s gravitačným zrýchlením.

4. Ak budeš mať naďalej pocit, že niekto ignoruje údaj tvojho akcelerometra, tak si spomeň na to, že si nečítal návod k jeho použitiu a tým sa dostávame znovu k bodu 1.

Ty si sa doteraz nenaučil zaobchádzať z jednoosým akvcelerometrom ?   :)   Poradím ti aj s inerciálnym akcelerom aby ukazoval tiažové zrýchlenie - stačí ho správne nasmerovať :)

Alebo inak, budeš sedieť v uzavretej krabici a nevieš čí máš zrýchlený pohyb alebo ide o stav pokoja. Na základe čoho v krabici usudzuješ, že môže ísť o zrýchlený pohyb, ak  na stoličku pôsobíš rovnakou silou  ako stolička na teba ?

Pletieš si pojmy. Každý typ akcelerometra môže byť jednoosý, ale nie každý jednoosý akcelerometer je inerciálny. Takže si to najprv naštuduj a potom sa pokúšaj rozdávať rady. To isté ti doporučujem urobiť s návodom k použitiu k tvojmu akcelerometru. Možno zistíš, že ho nevieš používať.

Topiaci sa aj slamky chytá, že.

Načo tu operuješ konštrukciou akcelerometra ak je známe, že každý senzor (piezoelektrický, piezorezistívny, tepelný) reaguje na tiažové zrýchlenie.

Nuž, tu ti žiadna slamka nepomôže. Je divné, že napriek tvojmu tvrdeniu, že je ti známy princíp fungovania bežného akcelerometra si nedokázal vysvetliť, prečo na stole v pokoji ukazuje zrýchlenie 9,81ms^-2. Alebo sa niečo zmenilo?

No tak to vysvetli prečo ukazuje akceler na povrchu zrýchlenie (čo je nenulová výsledná sila) aj napriek tomu, že teleso ostáva v pokoji.

Buky, pred troma rokmi som ti to už vysvetľoval (a nielen ja) a odvtedy ešte zopárkrát aj v tejto diskusii. A viem, že sa na to ešte asi stokrát spýtaš. Dôvodom, prečo bežný akcelerometer v pokoji ukazuje to, čo ukazuje, je Princíp ekvivalencie. Takže vygooglený citát z môjho príspevku zo dňa 5.9.2013 v diskusii na stránkach SME:

"...akcelerometer na povrchu Zeme ukáže to, čo by ukázal na telese, ktoré má rovnaké zrýchlenie, aké by mal v gravitačnom poli Zeme. Keby to bola zrýchľujúca raketa niekde mimo dosahu gravitačných síl, ty by si bol pritlačený ku podlahe rakety a akcelerometer by ukázal správny smer zrýchlenia. Ak by raketa stála v kľude na povrchu Zeme, bol by si tiež pritlačený ku podlahe a akcelerometer by ukazoval rovnaký smer zrýchlenia, ako keby raketa zrýchľovala. Toľko princíp ekvivalencie..."

Možno by bolo načase si naštudovať princíp fungovania akcelerometra, nemyslíš?

 Keby to bola zrýchľujúca raketa niekde mimo dosahu gravitačných síl, ty by si bol pritlačený ku podlahe rakety a akcelerometer by ukázal správny smer zrýchlenia. Ak by raketa stála v kľude na povrchu Zeme, bol by si tiež pritlačený ku podlahe a akcelerometer by ukazoval rovnaký smer zrýchlenia, ako keby raketa zrýchľovala. Toľko princíp ekvivalencie..."

 

 

Ano súhlasím, potom ale stačí už len vysvetliť  z akého dôvodu je teleso v pokoji na povrchu, keď meranie cez akceler poukazuje na nenulovú výslednú silu (zrýchľujúca raketa)

No veď o tom je Princíp ekvivalencie. Ten hovorí, že nie je možné lokálne odlíšiť, či tvoja raketa stojí v pokoji na povrchu Zeme a do kresla ťa tlačí gravitácia, alebo je to z dôvodu, že si niekde vo vesmíre mimo gravitačných polí a máš zapnuté motory.

No a keďže v obidvoch prípadoch je akcelerometer v pokoji (v sústave spojenej s raketou) na podlahe rakety, tak výsledná sila, pôsobiaca na akcelerometer je rovná 0.

No a keďže v obidvoch prípadoch je akcelerometer v pokoji (v sústave spojenej s raketou) na podlahe rakety, tak výsledná sila, pôsobiaca na akcelerometer je rovná 0.

Nie, ak by bola výsledná sila 0, tak akcelerometer by neukazoval zrýchlenie.

Ak by bola výsledná sila nenulová, akcelerometer by sa musel pohybovať so zrýchlením. A to zjavne nerobí, či je na podlahe zrýchľujúcej rakety, alebo rakety, ktorá stojí na povrchu Zeme.

Akcelerometer nedokáže odlíšiť gravitačnú silu od zrýchlenia, preto na povrchu Zeme musíme od jeho údaja odpočítať gravitačné zrýchlenie Zeme. Máš to aj v návode k použitiu.

Akcelerometer nie žiadny zázrak, nie je schopný merať zrýchlenie. Je schopný merať iba to isté, čo cíti kozmonaut „pritlačený“ k stene zrýchľujúcej sa rakety. Akcelerometer a kozmonaut merajú účinok zotrvačnej sily a výsledok súčtu síl je nulový pre kozmonauta aj akcelerometer. Silomer na hodinách fyziky ZŠ je obyčajne struna s pripevnenou hmotnosťou. Môžeme ho využiť tiež, ako akcelerometer. Teleso pripevnené na strune môže kmitať. V inerciálnej sústave bude teleso kmitať symetricky okolo rovnovážneho stavu, to je stavu s nulovou výchylkou.  V neinerciálnej sústave, kde zrýchlenie je rovnobežné s výchylkou,  bude kmitať s rovnakou frekvenciou, ale okolo nového bodu rovnováhy. Ako akcelerometer môžeme použiť tiež matematické kyvadlo. V tomto prípade, na rozdiel od predchádzajúceho príkladu so strunou, pôsobí zrýyclenie kolmo a bude sa  meniť frekvencia kmitania v závislosti od zrýchlenia sústavy, ale poloha rovnovážneho stavu sa nezmení. 

Tono, dňa 10 Oct 2016 - 18:50, napísal:Tono, dňa 10 Oct 2016 - 18:50, napísal:

Akcelerometer nie žiadny zázrak, nie je schopný merať zrýchlenie. Je schopný merať iba to isté, čo cíti kozmonaut „pritlačený“ k stene zrýchľujúcej sa rakety. Akcelerometer a kozmonaut merajú účinok zotrvačnej sily a výsledok súčtu síl je nulový pre kozmonauta aj akcelerometer.

Nie. Akcelerometer dokáže zmerať zrýchlenie, no nedokáže ho rozlíšiť od pokojového stavu na povrchu. Dal som ti príklad, kde zatlačím na akceler o stenu, tam je výsledná sila 0, a to isté ukáže aj akceler.

Čo je zotrvačná sila ? V ktorom NZ sa uplatňuje a akým meraním potvrdíš, že ide alebo nejde o pseudosilu ?

Tono, snažím sa dostať do matematického myslenia a čiastočne sa mi to darí, no z hľadiska fyzikálneho popisu je to pre mňa ........ ani to  nejdem  komentovať.