Neomylnosť 3. Newtonovho zákona?

tono, klobuk dole,  prisahal by som ze sa sa mylis ale verim.   Vidim ze v nebeskej mechanike sa malo pocital a tak nemozem verit intuicii :)  svojej

ale len pre istou, co bolo vstupom ?   Co si riesil ?

tyso

 

Nemusíš mi veriť, ja tiež verím len matematike. Možno sa mýlim. Preto uvádzam riešenie, aby mohol ktokoľvek nájsť chybu a  oponovať.

riesenie.pdf

 

Tono, bravúrny výkon, nemal som pravdu a docvakol mi účinok kinetickej energie ( Ovšem z matematického pohľadu)

Lenže moja laická kotrba tam stále vidí odstredivý silový účinok planéty, ktorej veľkosť je priamoúmerná uhlovej rýchlosti a narastá po špirále. Pri všetkej úcte, nechcem ďalej dráždiť a znevažovať tvoje vedomosti, ale nedá mi to : Ak raketa zväčší veľkosť dostredivej sily, bude sa veľkosť sily medzi raketami zväčšovať po špirálovej modrej dráhe ? 

 

PS: Dávam si pauzu.

tyso, robo68, robopol...

 

V učebniciach sa popisuje podmienka kruhového pohybu telesa m, v gravitačnom poli centrálneho telesa M, viď obrázok.

Rovnica Fg = Fz, je vlastne tvrdenie, že gravitačná a odstredivá sila sú v rovnováhe. To je predstava, ako pohyb telesa po kruhovej dráhe vysvetľoval Oppenheimer. A vyslúžil si za to kritiku. Veľmi elegantne tento problém vyriešil Einstein vo svojej VTR. Silu, ako ju poznáme z Newtonovej fyziky, proste zavrhol. Pohyb po kružnici je tu inerciálnou sústavou a na teleso v gravitačnom poli nepôsobí žiadna vonkajšia sila. Preto, že hmota zakrivuje priestor, trajektória telesa nie je priamka, ale krivka. Pohyb je čisto kinematický, v tomto prípade po kružnici. No vráťme sa k Newtonovi. Už aj preto, že gravitačnú silu môžeme nahradiť raketou, ktorej motor udeľuje telesu dostredivé zrýchlenie. Výsledok je podobný, teda pohyb po kruhovej dráhe. Dokážeme vysvetliť pohyb po kruhovej dráhe, teda rovnicu Fg = Fz, bez odstredivého zrýchlenia? Nebudem teraz písať môj názor, skúsim v záujme diskusie obhajovať bukyho.

tono,   toto je prave taka matematicka hracka, nie fyzikalna.  

Na zaciatku povies ze  poznas zotrvacnu silu vypocitanu matematicky a potom povies ze je rovna gravitacii.    Ides teda od konca, najprv vies aky je vysledok ( inak by si ju nevedel spocitat, musis vediet ze je to rovnomerny pohyb po kruhu ) a potom parametre dopocitas s toho ze jedina sila je gravitacna.  

Ak dostanes otazku ako buky co sa stane ak bude rychlost ina, tak tymto postupom vela nedokazes. 

Fyzikalny pristup je cez NZ  ( alebo obecne cez ucinok v lagrangiane, to je to co mas rad ty :)  ) a potom sa tam ziadna odstrediva sila neobjavuje.  

 

inak, pozeram tvoje riesenie,  vstupne rovnice su podla mna ok,   v rieseni dif rovnic ti  verim.  Ak je tam chyba, tak ju nevidim a tak si tento vysledok budem pamatat. :)

Tyso

 

Povedal si, že dokážeš vysvetliť fyziku. Ak pôsobí raketa vonkajšou silou na teleso, teleso pôsobí opačnou silou na raketu. To je stále Oppenheimerove vysvetlenie. No my nemôžeme hovoriť o dvoch silách v 1NZ. V 1NZ sa hovorí iba o vonkajšej sile. Ak pôsobíme na teleso vonkajšou silou, ľahko sa mozeme presvedčiť, že teleso pôsobí na nás rovnako veľkou, opačne orientovanom silou. Ale to tvrdí 3NZ. Takže ktorý zákon platí.

tono, ale ved my neriesime pohyb  rakety,  nas zaujima teleso a na to posobi jedna sila.   Mozeme samozrejme riesit aj raketu a tam potom mame dve sily, jednu reakcnu od telesa a druhu od  motora a ich sucet je to co ovplyvni pohyb rakety.   Takto to hovoria NZ. 

A samozrejme ze sila od motora je vacsia ako reakcna sila ,preto sa raketa tiez  pohybuje zrychlene.  To je po uprave ten bukyho vzorrec  a = F/(m1+m2)

tono,

 

inak, pozeram tvoje riesenie, vstupne rovnice su podla mna ok, v rieseni dif rovnic ti verim. Ak je tam chyba, tak ju nevidim a tak si tento vysledok budem pamatat. :)

Ak by sa teleso pohybovalo po ekvipotencialnej hladine, tak je logické, že zvýšením dostredivé sily by "vypadlo" z tejto hladiny a padalo na Zem. Zväčšenie gravitačnej sily znamená, že teleso sa presunie na nižšiu hladinu, teda s menším polomerom. Pri tomto presune už sila nie je kolmá na smer pohybu, (spirála) a koná sa práca. Táto práca sa premení na prírastok kinetickej energie telesa, teda aj nárastu jeho rýchlosti. A to je dôvod, prečo teleso nespadne a zaujme novú stabilnú kruhovú dráhu. Pozri si výsledok simulácie, výsledné hodnoty rýchlosti zodpovedajú novej podmienke kruhovej dráhy.

ano vidim, a suhlasim

tono, ale ved my neriesime pohyb rakety, nas zaujima teleso a na to posobi jedna sila. Mozeme samozrejme riesit aj raketu a tam potom mame dve sily, jednu reakcnu od telesa a druhu od motora a ich sucet je to co ovplyvni pohyb rakety. Takto to hovoria NZ.

A samozrejme ze sila od motora je vacsia ako reakcna sila ,preto sa raketa tiez pohybuje zrychlene. To je po uprave ten bukyho vzorrec a = F/(m1+m2)

Dobre, tomu rozumiem, ale nevysvetlil mi, prečo kritizovali Oppenheimerovu interpretáciu kruhového pohybu, keď je v zhode s matematickými zapisom?

Myslis tu interpretaciu kde sa to vysvetluje tak ze posobi odstrediva sila? Ved to je interpretacia z neinercialne sustavy, tam mas potom pseudosily. Ak pokial ho to kritizovali tak NZ su urcene pre popis hlavne z inercialnych sustav.

robopol

 

Ja mám rovnaký názor. V 1 NZ sa explicitne zotrvačná sila nespomína, ale implicitne je v tomto zákone obsiahnutá. Myslím si tiež, že celý problém nastáva, ak neakceptujeme, že NZ platia len v inerciálnej sústave, kde neexistujú zotrvačné sily. Proste sa s tým musíme zmieriť. Nie je to tak jednoduché, lebo ak na nás pôsobí vonkajšia sila, my sme vždy v neinerciálnej sústave a pociťujeme zotrvačné sily na vlastnom tele. Oppenheimerova interpretácia rovnice je správnym matematickým zápisom a kritike by sa vyhol, keby povedal, že je to zápis rovnováhy síl v neinerciálnej sústave. V nej je zotrvačná odstredivá sila v rovnováhe s gravitačnou tak, ako to matematicky popisuje rovnica. Súčet síl je nulový a preto sa táto sústava nepohybuje. Chybu spravil iba v tom, že z tohto faktu vyvodzoval príčinu kruhového pohybu.

asi tak,    a hlavne to potom pletie ludi ako buky.    A este jeden pohlad,    nemusis uvazovat nad zotrvacnou silou, vies ake potrebujes zrychlenie aby si ostal na kruhovej drahe a vies ake je zrychlenie od gravitacie, rovnica je potom len vyjadrenim  1 NZ,   kedze ja si vzorce nepamatam, tak pouzivam takyto postup na odvodenie

asi tak,    a hlavne to potom pletie ludi ako buky.   

 

Možno je diskusia s bukym „hádzanie hrachu na stenu“, ale ja som si pri nej uvedomil, že NZ som v škole dosť odflákol.  Nie že by som ich formálne nepochopil, ale neuvedomil som si všetky súvislosti. Je fakt, že som nemal šťastie na dobrých učiteľov fyziky. A ani sa nečudujem, že majú mnohí žiaci s fyzikou problém. Ak je to len o vzorčekoch, je to nezaujímavé a navyše v dnešnom svete nepraktické.

Neverím vlastným očiam, skvelá diskusia. Nemyslím si, že ma niečo pletie, skôr si myslím, že je to popletené cez inerciálnu - neinerciálnu sústavu. Preto vám chýba definícia pseudosily. Stále ma zaráža prečo sústavne ignorujete výsledky meraní. Tak napríklad v zrýchľujúcom vlaku je na podlahe vozík. Vidím ako zrýchľuje a do nemoty budete opakovať, že na vozík pôsobí pseudosila. Stačí však ak bude na vozíku  umiestnený akcelerometer a uvidím, že vozík nezrýchľuje, resp. nepôsobí naň žiadna sila a to uvidím aj s inerciálnej sústavy. Platí aj v zákrute. Nasleduje neprekonateľná prekážka v podobe zmeny smeru bez zmeny rýchlosti pri  Fg = Fz.

Tono :thumbsup:

Tono, dňa 31 Oct 2017 - 11:57, napísal:Tono, dňa 31 Oct 2017 - 11:57, napísal:

 Zväčšenie gravitačnej sily znamená, že teleso sa presunie na nižšiu hladinu, teda s menším polomerom. Pri tomto presune už sila nie je kolmá na smer pohybu, (spirála) a koná sa práca. Táto práca sa premení na prírastok kinetickej energie telesa, teda aj nárastu jeho rýchlosti. A to je dôvod, prečo teleso nespadne a zaujme novú stabilnú kruhovú dráhu.

To je moment, kde nastupuje matematika a vyvedie ma s omylu a nielen mňa. Aby tu nevznikol dojem, že všetko je zle a ja mám pravdu. Newtonovu matematiku beriem ako dokonalú, ale s popisom je to už horšie. Ktosi napísal, že zosúladiť matematiku s popisom je sizyfovská úloha. Triviálnym príkladom je silová rovnováha. V matematike postačuje F = -F a  pohľad na pokojový stav telies. . Lenže silová rovnováha má svoje špecifické vlastnosti a s tým si matematika starosti nerobí. Ukážkovým príkladom je padajúce závažie, kde cez kladku zrýchľuje cez lanko po vodorovnej podložke druhé teleso (vozík) a = F/ (m1 + m2) To bola diskusia, kde robo68 ma nazval klamárom. Ak podám otázku, aký je dôvod, že padajúce závažie  nemá zrýchlenie 9,8 m/S2, tak jednoznačná odpoveď je, že je to z dôvodu reakčnej sily vozíka -F. Samozrejme aj to je správne riešenie. Kde je teda pravda ? Tono mal jednu trefnú poznámku : Neochota telesa meniť svoj zotrvačný stav. Tono je pre mňa výnimočný človek v tom, že nielen poskytne riešenie na vysokej úrovni, ale dokáže sa pozerať na daný experiment z iného uhla. 

Môj záver je taký, že  z hľadiska fyzikálneho popisu je toho dosť čo treba napraviť.

 

Môj záver je taký, že  z hľadiska fyzikálneho popisu je toho dosť čo treba napraviť.

 

Nič netreba napraviť, ale pochopiť. Myslím, že som tu už tento príklad spomínal. Je veľmi jednoduchý. Dve telesá, obruč s hmotnosťou M a guľôčka s hmotnosťou m, ktorá sa odvaľuje po vnútornom obvode obruče. Žiadna gravitácia, žiadna podložka. Pozri https://drive.google.com/file/d/0B7BknNOgf2GlTmtpdUJXaV95dE0/view?usp=sharing . Áno, dá sa povedať, že "neochota" obruče meniť svoj zotrvačný stav pôsobí silou na guľôčku a "neochota" guľôčky meniť svoj zotrvačný stav pôsobí silou na obruč. "Neochota" telesa meniť svoj zotrvačný stav je vyjadrená 1NZ, no tento zákon explicitne nehovorí o zotrvačnej sile, ale o vonkajšej. A to stále nedokážeš stále pochopiť. Zotrvačné sily vznikajú len v neinercialnom systéme. Ak sa pozrieš na animáciu, inercialnou sústavou je ťaźisko sústavy guľôčka-obruč, čierny bod. Ťažisko obruče-stred rotuje rovnako ako ťažisko guľôčky. Ak by sme sústavu vyrvorili tam, sú to neinerciálne sústavy, kre musíme odpočítať ich zrýchlenie. Ak to niekoho zaujíma, môžem uviesť výpočet z inerciálnej, alebo neinerciálnej sústavy.

tono

to pochopenie je ako keby si chcel aby sa budik nastavil sam :)

Robopol

 

Pochopiť čo je inerciálna a neinerciálna sústava nie je ťažké. Málo kto a nie len buky si neuvedomuje, v akej sústave vlastne príklad počíta. A keď to aj správne vypočíta, môže výsledok zle interpretovať. A potom sa mu zdá, že matematika a NZ dávajú správne výsledky, ale vychádzajú zo zlej predstavy o realite. No vyučovať sústavy na základnej škole je asi nereálne. A tento problém tu buky omieľa stále dokola. Dá sa to zhrnúť: Lebo aj človek, ktorý nepozná NZ cíti, že je všetko inak... Už sa tu 100x opakovalo, že NZ v neinerciálnych sústavy neplatia. No "oprava" je tak jednoduchá, že ani tí, čo to na škole počítali si neuvedomili v akej sú sústave a opravu urobili automaticky.

Tono, musí to byť inak bohovský pocit vyriešiť takýto príklad a to s inerciálnej i neinerciálnej sústavy, Nečudujem sa, že veríš matematike. To ma bude vždy fascinovať, ale to je matematický svet. Naše myslenia sú diametrálne odlišné v tom, že mňa zaujíma aká sila spôsobuje tento pohyb, odstredivá guličky, alebo dostredivá sila obruče.  A ohľadom ťažiska sme blízko kyvadla, ktoré spôsobuje reakčnou silou záporné zrýchlenie rakety, na povrchu už však nie, resp. zanedbateľne. Spomínal si, že akcelerometer reaguje na dve zložky zrýchlenia, tu si to aj prezentoval v tvare sinusoviek. Dokonalý matematický svet, ale takýto priebeh nie je možnén žiadnym meraním potvrdiť.  Rovnomerný pohyb po kružnici je merateľný, dostredivo zrýchlený je dokonalý matematický svet mimo realitu.

Budem naďalej prudiť, lebo nie ste schopný rešpektovať výsledky meraní.

buky, az na to ze to ty nerespektujes meranie,   ani realitu.   

buky

 

Výpočet je jednoduchý, stačí 2NZ. V podstate pri výpočte je jedno, z akej sústavy to počítaš, musíš predsa dostať rovnaké matematické riešenie. Predstav si, že si v neinerciálnej sústave v guľôčke a nevidíš z nej von. Vieš, že na guľôčku pôsobí vonkajšia sila obruče, ale nevieš, že guľôčka sa pohybuje zrýchleným pohybom. Ale zrýchlenie vo vnútri guľôčky cítiš, lebo je to zotrvačná sila. Čo je hlavné pre teba táto sila nie je vonkajšia sila. Pri riešení musíš toto zrýchlenie odčítať od zrýchlenia spôsobeného vonkajšou silou obruče. Podobne je to, ak by si svoju sústavu zvolil v obruči. Ak by si sústavu umiestnil v ťažisku, obe sily budú vonkajšie. Je to len otázka pochopenia, kedy silu môžem považovať za zotrvačnú a kedy za vonkajšiu. Všetky 3 riešenia sú správne a pritom každý zo svojej sústavy tvrdí niečo iné. Každý má pravdu, lebo jeho riešenie je správne.  

Tono,  ale sme stále v matematike čo rešpektujem. A tak ma zaujíma, či je tento pohyb zrýchlený a to v akomkoľvej smere. Ak áno, tak by som  privítal  potvrdiť meraním v inerciálnej - neinerciálnej sústave a porovnať. Alebo je meranie vo fyzike nepodstatné ba dokonca zakázané ?

Ďalej ma zaujíma aký bude pohyb ak zdesadnásobím hmotnosť obruče.

kedze to bezne meriame, tak problem je inde. ako chces merat to comu nechapes?

Ak áno, tak by som privítal potvrdiť meraním v inerciálnej - neinerciálnej sústave a porovnať. Alebo je meranie vo fyzike nepodstatné ba dokonca zakázané ?

Nie je zakázané, ale v inerciálnej sústave tí akcelerometer žiadne zrýchlenie nezmeria. Z tejto sústavy môžeš určiť trajektóriu telies a z nej vypocítat, aké vonkajšie sily na telesá pôsobia, preto, že z trajektórie vieš vypočítať zrýchlenie. Každý akcelerometer je treba umiestniť v neinerciálnej sústave, v tomto prípade buď v guľôčke, alebo obruči.