Neomylnosť 3. Newtonovho zákona?

nasiel si chybu na wikipedii,   fajn.  Ale na rozdiel od teba som studoval a tak viem ze je to zle.  A napriklad na anglickej verzii je to spravne "In classical mechanics, free fall is any motion of a body where gravity is the only force acting upon it",    vies, je smiesne ked mi ty co si to nestudoval mi doporucujes dostudovanie :)    Je to priznak silneho dunnig krugera :) 

v skole sa preberaju priklady od najjednoduchsich k zlozitejsim,  ale neskor to vedie k diferncialnym rovniciam postavenych na newtonovych zakonoch,   a rychlost a poloha na zaciatku su pociatocne podmienky.  Volny pad je tak len jednym specialnym pripadom ale pri nom sa teleso nachadza v beztiazovom stave, v tom je zasadne odlisnym.

pred 4 hodinami, buky pridal:

2. Odmietate odpovedať na otázku, akýje pohyb vystrelenej gule, ak dopadá na povrch.

buky, neodmietame.  Len to nie je sporne ani problem.  Gula ktora je vystrelena z dela ma kineticku energiu 1/2 m.v.v  a potencialnu energiu mgh,   a sucet tychto cisel je konstanta,  ak dopadne na zem, tak zlozka mgh je nula a teda sa musi zvysit rychlost.    To je v poriadku a tak to hovori fyzika.  Pohyb gule vieme presne spocitat ( a delostrelci to robia uz dlho ) ale na rozdiel od teba tam nevidim ani problem ani spor.

pred 3 hodinami, tyso pridal:

  Gula ktora je vystrelena z dela ma kineticku energiu 1/2 m.v.v  a potencialnu energiu mgh,  

O tom nepochybujem, že fyzika dokáže vypočítať pohyb gule, aj vo vákuu. Nevidím ani ja spor, pokiaľ guľa padá na povrch, nakoľko je pohyb zrýchlený. Ak  bude obiehať okolo Zeme, tak bude striedavo kladne a záporne zrýchľovať. Aká sila to dokáže nevie ani príroda.

buky ale ved to je stara newtonova gravitacna sila,  nie je tam nic zahadne ani zlozite.  Vies, jeden z problemov tejto komunikacie je ze si nedokazal prijat pojem vektor,  a bez tejto abstrakcie mas problem sa posunit dalej.   Pre mna je tam konstatne zrychlenie v polarnych suradniciach a je to skoro az detsky jednoduche.

Konštantné zrýchlenie, ktoré spôsobuje gravitačná sila a pád gule na povrch. Súčasne  ale spôsobuje obiehanie okolo Zeme. V oboch prípadoch guľa padá k Zemi. Detsky jednoduché je uznať silové pôsobenie v odstredivom smere pri kyvadle.

pred 3 hodinami, tyso pridal:

Pre mna je tam konstatne zrychlenie v polarnych suradniciach a je to skoro az detsky jednoduche.

Ja asi chápem, čo bukymu nejde do hlavy. Podľa neho, ak má y - ová zložka konštantné zrýchlenie g, a x - ová nulové, dráha bude: x(t) =x0 + v0_x * t a  y(t) = y0 + v0_y * t - 1/2 * g * t^2. Po nejakej dobe by teda musela guľa dopadnúť na zem. Je to totiž rovnica paraboly a za žiadnych počiatočných podmienok z nej nebude kružnica. 

To je problém, keď sa na to ide stredoškolskou fyzikou. Energia E = m*g*y je len aproximácia na povrchu Zeme. Reálne je E = G*m*M/r. V tomto prípade sa už mení zrýchlenie oboch zložiek, x(t) aj y(t).  Pri vhodných počiatočných podmienkach je x(t)^2 + y(t)^2 = konštanta, teda delová guľa sa bude pohybovať po kružnici.

nemyslim ze Buky narazil na  matematiku :) ,   podla neho ked zrychlujes k zemi, tak musis narazit a hotovo.  Ak nie, tak je to nejaky matematicky odrb.  A ziadne moje pokusy mu vysvetlit ze zrychlenie je nieco ine ako samotny pohyb nevysli.  

Vies, to je jednoducho problem s druhou derivaciou, na to nemame vrodene pudy.  Vidis ako sa nieco pohybuje,  dokazeme este pudovo tusit aka je prva derivacia,  ci sa teda pohybuje rychlo alebo pomalsie. Ale druha derivacia uz nie je zadratovana do hlavy. 

Intuícia nás môže oklamať. Aristoteles tvrdil, že "Ťažké telesá (zložené najmä zo zeme a vody) smerujú prirodzene nadol, do stredu vesmíru, ktorý považoval za stred Zeme a ľahké telesá (napr. oheň, vzduch) stúpajú nahor, od stredu Zeme." Že každý prvok (zem, voda, vzduch, oheň) má svoje prirodzené miesto vo vesmíre. Jeho intuitívne tvrdenie sa akceptovalo 2000 rokov.

V pohybových rovniciach hmotnosť telesa vypadne, čo je podmienkou, že všetky telesá, bez ohľadu na ich hmotnosť, sa pohybujú po rovnakej dráhe. To vôbec nie je intuitívne. Newton to už síce vedel, ale až Einstein na tom založil Obecnú relativitu. Bukyho odstredivá sila by v tomto koncepte musela vždy závisieť od hmotnosti telesa.

pred hodinou, tyso pridal:

nemyslim ze Buky narazil na  matematiku :) ,   podla neho ked zrychlujes k zemi, tak musis narazit a hotovo.  Ak nie, tak je to nejaky matematicky odrb.  A ziadne moje pokusy mu vysvetlit ze 

pred 26 minútami, Tono pridal:

 Bukyho odstredivá sila by v tomto koncepte musela vždy závisieť od hmotnosti telesa.

 

Narazil som na nelogický matematický popis. Ano, pokiaľ guľa dopadá na povrch, tak ide o pohyb zrýchlený. To nikto nespochybňuje. Ak obieha okolo zeme, tak ide o rovnomerný krivočiary pohyb. To dnešná fyzika nepripúšťa.

Pokiaľ ide o gravitačnú silu, tak od hmotnosti nezáleží. Pri kyvadle ale  od hmnotnosti záleží veľkosť silového pôsobenia v odstredivom smere.

buky, vies slova ktore nemaju presne definicie maju len obmedzenu uzitocnost. kludne si to nazvi rovnomerny krivociary pohyb, ale k comu je to uzitocne? ked mas nieco na obeznej drahe tak je uzitocnejsie ine delenie, bud je to elipsa alebo hyperbola a to ma hranicu podla rychlosti. kruznica je len velmi, velmi specialny pripad elipsy.  Ale prosim, ak sa nieco pohybuje stalou uhlovou rychlostou tak aj fyzika tomu povie rovnomerny pohyb po kruhu. Ale co je takou konstantou pre teba pri obecnom krivociarom pohybe? 

pred 33 minútami, tyso pridal:

buky, vies slova ktore nemaju presne definicie maju len obmedzenu uzitocnost. kludne si to nazvi rovnomerny krivociary pohyb, ale k comu je to uzitocne?  

Tebe nevadí, že sa popisujú nelogické hlúposti proti prírode ? Že cez kyvadlo zistím, či som v zrýchľujúcej rakete, alebo v pokoji na povrchu ? Čo na to Einsteinove teórie ?  

nie nezistis,  to na to hovori einstein A vies, pre mna to nie su hluposti,  pretoze mne davaju zmysel. 

pred 2 hodinami, buky pridal:

Narazil som na nelogický matematický popis. Ano, pokiaľ guľa dopadá na povrch, tak ide o pohyb zrýchlený. To nikto nespochybňuje. Ak obieha okolo zeme, tak ide o rovnomerný krivočiary pohyb. To dnešná fyzika nepripúšťa.

Čo dnešná fyzika nepripúšťa?

Rovnomerný pohyb po kružnici má zložky x(t) = r*cos(omega*t) a y(t) = r*sin(omega*t). Rýchlosť má konštantnú veľkosť v = r * omega. Všetky vyššie derivácie zložiek podľa t nie sú ale nulové. Prvá derivácia = r*omega, druhá derivácia = r*omega^2, tretia derivácia = r*omega^3, štvrtá derivácia = r*omega^4 ....

Existuje pri takomto pohybe zrýchlenie zrýchlenia? Aby si to pochopil, musíš rozumieť, čo znamenajú zložky vyšších derivácií, rozlišovať medzi celkovým zrýchlením a jeho geometrickými a fyzikálnymi zložkami. Napriek tomu, že veľkosť rýchlosti je konštantná, jej smer sa neustále mení, a preto existuje aj zmena zrýchlenia v čase. Napríklad tretia derivácia je kolmá na druhú a spôsobuje rotáciu smeru zrýchlenia. Celkové zrýchlenie síce smeruje stále do stredu a jeho veľkosť je konštantná, ale jeho vektor sa v čase mení, lebo sa mení pozícia častice na kružnici. Teda aj keď má konštantnú veľkosť r * omega^2, vektor zrýchlenia sa "otáča" a to implikuje existenciu nenulových vyšších derivácií. Viem, že je to pre teba komplikované, uviedol som to len preto, aby si z pojmu rovnomerný pohyb po kružnici nedospel k záveru, že je to pohyb s nulovým zrýchlením.

Tono, čo by vlastne znamenalo pre fyziku ak existuje triviálny experiment (kyvadlo) že odstredivá sila nie je fiktívna, ale skutočná potvrdená výpočtom, meraním a v súlade s pozorovaním.

buky, to sa len vraciame o 10 rokov dozadu :)  Odstrediva sila je realna,  ale len ked mas neinercialnu sustavu.   Ale ked ju mas, tak je realna a vie realne zabijat. Ak sedis v aute, ktore prudko zataca, tak ta vyhodi z okna.  Ale sucasne je fiktivna, kedze z vonku vidis ako sa auta zataca a narazi do teba oknom a ty len letis rovno.    Teda vidis ako realnu tu dostredivu silu auta.   Vysledok je rovnaky.    A pre nase potreby pouzijeme tu sustavu kde sa to lahsie pocita.  
Slovo fiktivna tu znamena ze newtonove rovnice su platne v inercialnom systeme a v nom odstrediva sila  nie je.  

pred 53 minútami, tyso pridal:

  Ale sucasne je fiktivna, kedze z vonku vidis ako sa auta zataca a narazi do teba oknom a ty len letis rovno.    Teda vidis ako realnu tu dostredivu silu auta.   

V tomto príklade je fiktívna dostredivá sila resp. vôbec nie je prítomná.  Telo naráža do okna auta, lebo má schopnosť pokračovať v rovnomernom priamočiarom pohybe. Krivočiary pohyb je vynútený vytočením kolies, nie dostredivou silou. Ak by som mal pokračovať, tak musím položiť otázku: Bol by možný zotrvačný pohyb auta po kružnici ak by bolo položené na 200 kg kruhovej doske, ktorá má minimálne trenie voči povrchu ? 

pred 30 minútami, buky pridal:

 Ak by som mal pokračovať, tak musím položiť otázku: 

Samozrejme že áno, ale ak zavádzaš pojem trenie, tak tu pôsobia disipatívne sily a neplatí zákon zachovania energie a hybnosti. Predstav si tvoj experiment trochu pozmenený. Roztoč guľôčku v nehmotnej obruči, kde bude rotovať a pevne ju spoj s 200 kg doskou. Výsledok bude, že doska a guľôčka budú rotovať okolo spoločného ťažiska.  

pred 4 minútami, Tono pridal:

 Výsledok bude, že doska a guľôčka budú rotovať okolo spoločného ťažiska.  

No ano, ale prečo sa zrazu pohyb auta po kružnici  zmenil.

Podobný príklad som kedysi riešil? https://drive.google.com/file/d/0B7BknNOgf2GlTmtpdUJXaV95dE0/view?usp=sharing&resourcekey=0-_JDHAQXlkQ4z2QrCKLbgeQ Ťažisko závisí od pomeru hmotnosti telesa a obruče.

Ty máš problém, keď porovnávaš pohyb hmotného bodu zaveseného na kyvadle a pohyb telesa v gravitačnom poli. To nie je celkom to isté. Na teleso v gravitačnom poli nepôsobí žiadna sila, je to inerciálna sústava. Na teleso zavesené na kyvadle pôsobí sila v upevnenom lane. Viem, že Tyso by namietal, že je to identické, sila, ako sila. Áno, matematicky sa to dá vyriešiť aj pomocou sily, ale treba si uvedomiť súvislosti. Ak sústavu umiestnim v bode, kde je zavesené kyvadlo, pokladám túto sústavu za inerciálnu. Ale to je len fikcia, preto že táto sústava je spojená s "nekonečnou hmotnosťou Zeme". A sú tu aj iné rozdiely. Pri matematickom kyvadle perióda kmitov nezávisí od hmotnosti telesa. Je to dôsledok rovnosti gravitačnej a zotrvačnej hmotnosti. 

Skúsme preskúmať, či by kyvadlo kmitalo v bezváhovom stave, keby sme gravitačnú silu nahradili reálnou silou? Napríklad zavesme teleso s hmotnosťou m a nábojom -q, nad nabitú dosku s opačným nábojom. Kyvadlo bude samozrejme tiež kmitať, ale perióda už bude závisieť aj od hmotnosti telesa, čo je typické pre reálnu silu.

To, že sústava telesa zaveseného na kyvadle nie je inerciálna ani v gravitačnom a ani v elektrickom poli znamená, že náboj bude vyžarovať elm. vlny a teleso v gravitačnom poli, upevnené na lane, bude vyžarovať gravitačné vlny (samozrejme energia gravitačných vĺn bude zanedbateľná). Teleso, pohybujúce sa po geodetike (napríklad po kružnici, alebo elipse) nebude vyžarovať gravitačné vlny. (Ale to platí len vtedy, ak je hmotnosť telesa zanedbateľná, voči telesu, ktoré obieha).

pred 9 hodinami, Tono pridal:

, keď porovnávaš pohyb hmotného bodu zaveseného na kyvadle a pohyb telesa v gravitačnom poli. To nie je celkom to isté. 

Súhlasím, ale kyvadlo je na povrchu a tu sa už prejavuje zotrvačná homotnosť (tyso bude namietať) a to je neinerciálna sústava. Kyvadlom len demonštrujem, že existuje silové pôsobenie v odstredivom smere. (Nerád používam výraz "odstredivá sila" lebo sila samotná nemôže existovať) Silové pôsobenie v odtredivom smere je zapričínenné krivočiarym pohybom telesa a ten je buď výnútený (kyvadlo, kolotoč, zatáčajúce auto, roztáčanie kameňa nad hlavou atď.)   Alebo dostredivou silou (napr. ak raketa bude pôsobiť  kolmo na pohybujúce sa auto) V oboch prípadoch sa prejavuje zotrvačná hmotnosť.  Samozrejme je tu  zakrivenie aj "gravitačnou silou" ale tu sa zotrvačná hmotnosť neprejavuje. Síce sa neprejavuje, ale stále platí, že teleso ktoré má krivočiary pohyb má snahu pôsobiť silou v odtredivom smere. Preto obiehajúca guľa nedopadne na povrch.Samozrejme aby pôsobila dostatočne v odtredivom smere, potrebuje dostatočnú rýchlosť. 

To len stručne aby som to nekomplikoval telesami, medzi ktorými dochádza k silovému pôsobeniu v dôsledku krivočiareho pohybu.

pred 9 hodinami, Tono pridal:

Skúsme preskúmať, či by kyvadlo kmitalo v bezváhovom stave, keby sme gravitačnú silu nahradili reálnou silou? Napríklad zavesme teleso s hmotnosťou m a nábojom -q, nad nabitú dosku s opačným nábojom. Kyvadlo bude samozrejme tiež kmitať, ale perióda už bude závisieť aj od hmotnosti telesa, čo je typické pre reálnu silu.

Pokiaľ ide o náboj, tak ide o hmotné body a ide o reálnu silu, kde sa prejavuje zotrvačná hmotnosť. V bezváhovom stave kyvadlo určite kmitať nebude. Skôr ma zaujíma, že ak kyvadlu dám ipulz, či bude možnosť zistiť rozdiel medzi rovnomerným priamočiarim pohybom 1.NZ a voľným pádom. 

pred 23 hodinami, tyso pridal:

nasiel si chybu na wikipedii,   fajn.  Ale na rozdiel od teba som studoval a tak viem ze je to zle. 

Ktorá wikipádia je nesprávna, slovenská, česká alebo anglická? 

Voľní pád je pohyb telesa na ktoré pôsobí iba gravitácia!

https://en.wikipedia.org/wiki/Free_fall_(disambiguation)

O rýchlosti strely nerozhodla gravitácia ale delo! Strela sa  pohybuje vďaka zotrvačnosti a gravitácia nemá žiaden vplyv na rýchlosť strely!

v tomto pripade slovenska,  ale uplne ti unika zmysel.   Mas raketu, ked zapne motory tak nie je vo volnom pade, ak ich vypne tak je volnom pade. Ked teda letime na mesiac, tak vacsinu casu je raketa vo volnom pade.

pred 12 hodinami, 1vladimir pridal:

O rýchlosti strely nerozhodla gravitácia ale delo! Strela sa  pohybuje vďaka zotrvačnosti a gravitácia nemá žiaden vplyv na rýchlosť strely!

Vladímír, bez urážky, ale obom nám nie je súdené nahliadnuť a pochopiť zložitý  matematický svet. V praxi by sa s nami na takejto úrovni nebavil žiadny inžinier. Tu máme výnimočnú možnosť diskusie s vysokoškolsky vzdelanými ľuďmi. Ja som nepochopil takmer nič a preto pozerám na svet fyziky cez experiment a niekedy výsledok možno reálne predpokladať.  Experiment vo fyzike rozhoduje, ale aj ten môže mať rôzne uhly pohľadu.

Guľa v hlavni má zrýchlený pohyb. Po opustení hlavne má konštantnú (úsťovú rýchlosť) - hybnosť.  Gravitácia ja na hybnosť gule kolmá a zakrivuje jej dráhu. Ak bude dopadať na povrch, tak ja tvrdím, že jej pohyb je zrýchlený (bez trenia) a tesne pred dopadom na povrch bude rýchlosť vyššia ako úsťová. Ak guľa po výstrele bude  obiehať okolo Zeme, tak úsťová rýchlosť bude zhodná z hybnosťou gule. Matematický svet sa z dôvodu presnej predpovede pohybu gule  pozerá dosť odlišne a popisuje rovnomerný pohyb po kružnici súčasne ako zrýchlený, dostredivo zrýchlený. Takto sa na to pozerá z inerciálnej sústavy. No, na dlhú debatu. Mne trvá už 20 rokov a robopol tvrdí, že som veľmi hlúpy človek