Neomylnosť 3. Newtonovho zákona?

buky,  tak ja sa vratim k zaciatku.  
Skusme si ujasnit co znamenaju slova. 
1. Ako volas to one ked sa teleso nepohybuje rovnomerne priamociaro.      
Pretoze ak na teleso neposobi ziadna sila tak to vyzera ze sa zhodneme. 
Ale dalej sa nam to rozchadza,    fyzika hovori o rychlosti a zrychleni ale ty si pod tym predstavujes nieco ine ako fyzika. 
Tak podme zistit co ty chapes  o tychto pojmoch. 

pred 11 hodinami, Tono pridal:

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. 

Tu krásne vidno silu matematiky a popis: Na lano pôsobí odstredivá  sila telesa m, takže dostredivá sila lana musí byť väčšia, ako tiažová.

Tak znova: Ak bude zavesené závažie nad podlahou  v pokoji a zatlačím naň rukou, tak aby sa dotklo podlahy, nikto nebude spochybňovať, že to bola sila mojej ruky, ktorá zapôsobila na závažie smerom k podlahe.. Veľkosť tejto sily potvrdí silomer. Ak ale závažie z hupnem a šuchne o podlahu, tak nespochybniteľne ide tiež o silu pôsobiacu smerom k podlahe. Smer tejto sily je ale pre dnešnú fyziku neprípustný, lebo odstredivá sila je považovaná za pseudosilu.

Nevôľa telesa meniť svoj pohybový stav.  Tak môžeme začať z delom acia - reakcia. Pri výstrele to z delom len cukne z dôvodu, že je spojené so Zemou ako neporovnateľne ťažším telesom a guľa má podstatne menšiu hmotnosť a pri dvoch rovnakých opačne orientovaných silách podstatne väčšie zrýchlenie  a= F/m

No a teraz tu vysvetlite, prečo nemôže dôjsť k silovému pôsobeniu v odstredivom smere ak na teleso, ktoré má rovnomerný pohyb zapôsobím silou kolmo na jeho dráhu.

buky,  skus obrazok.  Ak na teleso posobim silou ( a je jedno v akom smere), tak podla 3NZ dojde k silovemu posobeniu,   takze to asi nechces pocut. 

Delo som použil ako príklad, kde sa demonštrujú dve rovnaké  sily opačného smeru, kde každá z nich pôsobí na dve neporovnateľne ťažké telesá. Telesá sú v pokoji a pri výstrele dochádza k zrýchleniu dvoch telies, resp. iba gule. 

Čo nie je jasné, alebo kde som sa dostal do sporu s NZ ? 

kedze viem ze pouzivas slova velmi volne tak neviem ci si sa dostal do sporu.  Mozno ano, mozno nie.  Ale tak s trochou pochybnosti povedzme ze nikde.  

pred 33 minútami, buky pridal:

Smer tejto sily je ale pre dnešnú fyziku neprípustný, lebo odstredivá sila je považovaná za pseudosilu

nie,  a uz to bolo asi tisickrat.    Pokial spravne oznacis  na koho posobi, tak je to klasicka newtonova sila.  Len ked pouzijes nespravny popis, tak sa objavi.   Napriklad na druzicu posobi DOSTREDIVA sila a ODSTREDIVA sila posobi na zem.   Na zavazie posobi DOSTREDIVA sila a ta natahuje lano.   To je normalny newtonovsky popis,  ziadne problemy. 

pred 10 minútami, tyso pridal:

   Na zavazie posobi DOSTREDIVA sila a ta natahuje lano.   To je normalny newtonovsky popis,  ziadne problemy. 

Pri dele som sa určite do sporu nedostal, lebo ide o definíciu 3.NZ, kde ide o dve rovnaké sily opačného smeru, kde každá z nich pôsobí na iné teleso. Len sa nejak pozabudlo, že s delom to cukne z dôvodu, že je pevne spojené so Zemou ako neporovnateľne ťažším telesom.

Tisíckrát nie, lebo ak by  na závažie pôsobila len dostredivá sila lana, tak závažie nikdy nešuchne o podlahu.

(Začínama sa ale  vžívať do situácie, kde sa pozerám na zakrivenie dráhy telesa z inerciálnej sústavy.  Jednoznačne iba dostredivá sila, ale nie je to tak)

tisic krat ano, ale to je presne ten skok, ktory nedokazes urobit.    Ak by na zavazie neposobila ziadna sila, tak spadne na podlahu,  tomu asi rozumies.  Ak ustrihnes lano, tak pojde po takej divnej parabole k zemi.  A urcite dopadne skor . 
A na zavazie teda posobia dve sily,  dostrediva, gravitacna.  A este ma aj snahu ist tak ako doteraz, (  1 NZ,  okamzita hybnost, whatever).   To su tri veci, ktore musis uvayzit. 

pred 3 minútami, tyso pridal:

tisic krat ano, ale to je presne ten skok, ktory nedokazes urobit.  

Len rešpektujem výsledok experimentu. Závažie v dôsledku krivočiareho pohybu pôsobí silou v odstredivomsmere na lano  aj na bod uchytenia. Sila závažia pôsobiaca v odstredivom smere je z dôvodu neochoty meniť svoj pohybový stav. Inak povedané, má snahu pokračovať v rovnomernom priamočiarom pohybe. To že má krivočiary pohyb je dané konštrukčne, nie dostredivou silou. Ak prestrihnem lano, tak zanikne aj krivočiary pohyb a teleso bude mať pohyb v zmysle 1.NZ.

Nedokážeš pripustiť, že ak by na závažie pôsobila len dostredivá sila lana, tak závažie sa v žiadnom prípade nemôže dotknúť podlahy, lebo dostredívá sila má opačný smer. 

lenze experiment hovori len o tom ze sa natiahlo lano.  Musel by si merat sily a to nerobis.   
A tak stale opakujes,  ale tak skus mi vysvetlit    taketo cosi :    Auto sa pohybuje k stene, ma vypnuty motor.   A ty sa postavis prd neho a snazis sa ho zastavit a tlacis proti pohybu.   
Skutocne si myslis ze sa nemoze dotknut steny ( a teda okrem ineho ta zabit), ved jedina sila je ta tvoja.     (Disclaimer, nerob to.   Zabije ta fyzika ktorej neveris. )

pred 9 hodinami, buky pridal:

No a teraz tu vysvetlite, prečo nemôže dôjsť k silovému pôsobeniu v odstredivom smere ak na teleso, ktoré má rovnomerný pohyb zapôsobím silou kolmo na jeho dráhu.

 

Pojem odstredivá sila nie je vo fyzike tabu, len si treba uvedomiť v akom kontexte ju použiješ. Ak popisuješ dej v neinerciálnej sústave, tam pôsobí odstredivá sila. Lenže v tejto sústave nevieš zistiť pôvod tejto sily, iba jej účinok. Preto sa v neinerciálnej sústave odstredivá sila nazýva virtuálna. Nemá reálny pôvod z hľadiska inerciálnej sústavy, ako napríklad elektrostatická. Pozorovateľ, ktorý sa otáča spolu s telesom kyvadla, nevidí, že sa jeho súradnicová sústava pohybuje zo zrýchlením po kružnici. Aby mohol naďalej používať Newtonov zákon F=ma, musí zaviesť dodatočnú silu, ktorá „kompenzuje“ toto zrýchlenie. To je práve odstredivá sila m*l*omega^2. Z inerciálnej sústavy je napätie v lane T = m*l*omega^2 + m*g*cos(phi) a výraz m*l*omega^2 nie je samostatná sila, ale člen radiálnej dynamiky. Keď dosadíme za omega = 2^(1/2)/l^(1/2)*g^(1/2)*(cos(phi(t))-cos(phi_0))^(1/2), dostaneme napätie lana T= m*g*(3*cos(phi(t))-2*cos(phi_0)); Z tohto vzťahu môžeš zistiť, kedy je T = 0.

Môžeš namietať, že odstredivá sila predsa natiahla lano a konala kladnú prácu. Ako môže virtuálna sila konať prácu, keď z hľadiska inerciálnej sústavy táto sila neexistuje. Prácu môžu vykonávať len reálne sily a v inerciálnej sústave sa práca pri natiahnutí lana vykonala na úkor distribúcie kinetickej energii, potenciálnej energie napätia lana V=1/2*k*(x-l)^2 a gavitačnej Vg=m*g*r*cos(phi); Je to podobné, ako Coriolisova sila, ktorá je tiež virtuálna a zdanlivo podmýva brehy riek. Prácu nekoná sila, koná ju voda. Coriolisova sila sama o sebe nie je reálna interakcia. Nevzniká medzi dvoma telesami ani z fyzikálneho poľa. Preto nemôže „dodať“ energiu systému.

Odvodil som ti aj kyvadlo s pružným lanom: https://drive.google.com/file/d/1GTxEoRQghIka5HsLE5km1GUT2sEyTf_b/view?usp=sharing

Tono, ale ja sa na to pozerám z inerciálnej sústavy. Pokiaľ bude zavesené závažie cez silomer na lane v pokoji, tak bude medzi závažím a podlahou medzera. Ak ho rozhojdám, závažie sa v dolnej úvrati  dotkne podlahy. Kľudne môže byť aj samotné pružné lano. Ako to môže spôsobiť dostredivá sila, keď táto pôsobí v opačnom smere ako odstredivá ? 

ani neposobi,  ved si to vyskusaj.     Kaslime na hojdanie.  Normalne si zober lanko, v pokoji zaves zavazie tak aby bolo tesne nad podlahou.  A potom to zavazie vytiahni a spusti ho. Uvidis ze sa dotkne zeme.  Ziadna odstrediva sila,  gravitacna sila je rovnaka. Ale lano sa natiahne.    
Ten isty princip, hojdanie ti len stazuje jasne pochopenie.  

pred 2 hodinami, buky pridal:

Ako to môže spôsobiť dostredivá sila, keď táto pôsobí v opačnom smere ako odstredivá ? 

Pri pružnom lane radiálne zrýchlenie nemusí byť stále dostredivé ako v prípade pevného lana (kyvadla). Jeho znamienko sa mení podľa toho, či v danom okamihu dominuje projekcia tiaže alebo pružinová sila. ar(t) = g*cos(phi(t))-2*k/m*(r(t)-d);

Podal si rovnicu podľa ktorej dokážeš vypočítať veľkosť sily v dolnej úvrati resp. jej priebeh. Môže ale dostredivá sila spôsobiť aby závažie v dolnej úvrati šuchlo o podlahu ?

to nerobi dostrediva sila ale obycajna zotrvacnost.    Skus si naozaj premysliet ako je to s autom. 

pred 55 minútami, tyso pridal:

to nerobi dostrediva sila ale obycajna zotrvacnost. 

Ano, to je pôvod silového pôsobenia v odstredivom smere.

Keby tam neboli ine sily, tak len pokracuje po priamke.   Ale lano nan posobi silou,  to je sila co ho spomaluje a meni mu smer.   A tak teleso podla 3 NZ posobi opacne, to je teda skutocne odstrediva sila ale posobi na uchytenie lana.   Na zavazie ziadna odstrediva sila neposobi. 

pred 4 hodinami, tyso pridal:

  A tak teleso podla 3 NZ posobi opacne, to je teda skutocne odstrediva sila ale posobi na uchytenie lana.   Na zavazie ziadna odstrediva sila neposobi. 

Však píšem, že odstredivá sila spočíva v samotnom zotrvačnom pohybe telesa. Nesúhlasím však, že naň nepôsobí žiadna sila, lebo ide otiažovú silu Fg, resp. gravitačné pole. 

preto hovorim, len ho pusti.   Pojde po priamke a tak tam nie je ziadna odstrediva sila.    
A ano posobi nan tiazova sila, preto som to napisal. Ta je rovnaka ci visi alebo pada.  Ale v druhom pripade buchne  o podlahu. 
Je tam jedina sila, gravitacna a ta je rovnaka v oboch pripadoch.    
Jediny rozdiel je teda  LEN to ze v prvom pripade ma nulovu hybnost a v druhom nie  (  V bode nad podlahou,   pretoze ak to dobre nastavis tak nulova bude aj pri naraze do podlahy. )

pred 17 minútami, tyso pridal:

preto hovorim, len ho pusti.   Pojde po priamke a tak tam nie je ziadna odstrediva sila.    
A ano posobi nan tiazova sila, preto som to napisal. Ta je rovnaka ci visi alebo pada.  

Pokiaľ pôjde po priamke, tak žiadna sila. Odstredivá sila zaveseného závažia je v dôsledku jeho krivočiareho pohybu. Má rovnaký smer aj v dolnej úvrati a pripočítava sa k tiažovej. Výsledok je, že závažie šuchne o podlahu.

a ked ho  len pustis, tak tiez suchne.    Cize experiment ti povie ze tam nie je odstrediva sila. 

Śak o tom hovorím. Aj ho pustím,  tak dôjde k väčšej sile ako tiažovej. To je  zotrvačná hmotnosť telesa, ktorá neochotne mení svoj pohybový stav. Tam patrí aj krivočiary pohyb.

V inerciálnej sústave sa sily nerušia, ich súčet dáva výsledné zrýchlenie v jednotlivých smeroch. Napätie spolu s projekciou tiaže musia zabezpečiť dostredivé zrýchlenie.

Odvodil som ti aj vzorec pre silu, ktorá napína lano, dosadením za omega(t).

Z tohto vzorca je zrejmé, že jedinou vonkajšou silou pôsobiacou na teleso je projekcia gravitačnej sily mg.

Aby sme teda vylúčíli pôsobenie tiažovej sily, postavme kyvadlo do horizontálnej polohy (centrifúga), kde 1kg závažie  predbežne napneme cez silomer silou 10 N. Ak je v pokoji, tak väčšiu silu na silomere  dosiahnem len tak, že použijem vonkajšiu silu a zapôsobím silou smerom od stredu - odstredivý smer. 

Druhá možnosť ako dosiahnuť väčšiu silu, je že ho roztočím. No a tu nastáva kuca paca v podobe dostredivej sily. 

pred 15 minútami, buky pridal:

No a tu nastáva kuca paca

preto stale davam jednoduchsie priklady,  zacat jednoduchym a potom pridavat komplikacie.  Nie zacat komplikovanym a stratit sa. 
ale tu je podstata ze nie je v pokoji, takze zase staci do neho poriadne strcit a  uvidis rovnaky vysledok ah bez roztocenia.  Roztocenie znamena ze sa dostaneme do rozkladu sil a vektorov, a tam si strateny uz davno.