Az űrben, 0 gravitációnál van centrifugális erő?

Születtek is elképzelések olyan űrállomásról, amiben a centrifugális erő pótolná a gravitációt:

[link]

Centrifugális erő akkor van, ha egy vonatkoztatási rendszer forog.

0 gravitáció pedig sehol nincs az űrben.

Amúgy a többi stimmel…

Ha fogunk egy vonatkoztatási rendszert, amiben az x-tengely mindig az űrállomást a Föld középpontjával összekötő egyenes, akkor ez a rendszer forog, így az űrállomásra hat egy centrifugális erő, ami pontosan kiegyenlíti a Föld gravitációs erejét, és ezért súlytalanok ott az űrhajósok.

Ha nem gyorsuló vonatkoztatási rendszerből nézzük, akkor meg az van, hogy az űrhajósok a tehetetlenségük miatt folyamatosan repülnének egyenesen elfelé, de a gravitációs erő visszahúzza őket egy körpályára.

Pont mint mikor egy madzagon pörgetsz egy golyót. Ha megnézed az inerciarendszerbeli tehetetlenség megfelelője a gyorsuló vonatkoztatási rendszerben – jelen esetben – a centrifugális erő. Ezért hívják a centrifugális erőt tehetetlenségi erőnek.

Azt mondom, hogy a műholdakat a gravitációs erő tartja közel a Földhöz, és a centrifugális erő nem engedi, hogy leessenek. (Legalábbis megfelelő vonatkoztatási rendszerben így látjuk.)

(((De jobb szeretem inerciarendszerben vizsgálni a dolgot, ott csak egy gravitációs erő van, és mivel a műholdaknak elég nagy a sebességük (nincs közegellenállás), és Newton első törvénye értelmében igyekeznek azt megtartani, ezért folyamatosan elkerülik a Földet.)))

De ha te annyira szereted a gyorsuló vonatkoztatási rendszereket, akkor egy egyszerű feladatot meg kell tudnod oldani:

Adott egy zászlórúd, és te odaállsz mellé 3 méterre, aztán elkezdesz egyenletes sebességgel forogni. Először tőled jobbra van a zászló, aztán előtted, aztán tőled balra, mögötted, majd újból tőled jobbra és így tovább. Tehát a zászlórúd körpályán mozog körülötted, azaz van egy feléd mutató gyorsulása (hogy teljesen elszédülj, ez a centripetális gyorsulás). F = m*a, tehát hat valamilyen feléd mutató erő a zászlóra. A centrifugális erő ugye kifelé mutat, tehát az nem tud feléd mutató gyorsulást csinálni. Kérdésem: milyen erő miatt lehet, hogy a zászlórudat magad körül látod körpályán keringeni?…

Ha ezt nem tudod megmondani, akkor inkább felejtsd el a centrifugális erőt és a gyorsuló vonatkoztatási rendszereket egyelőre, és a rendes fizikatananyag megértésével foglalkozz.

A kérdés feltevéséből látszik, hogy a kérdezőnek elég hiányos a fizika tudása.

Az űrben nem nulla a gravitáció. Az csak a tömeggel rendelkező testektől végtelen távol lehetne csak nulla. Ami miatt a Föld körül keringő űrhajóban mégis súlytalanságot tapasztalunk, az pontosan azért van, amiért egy zuhanó liftben is súlytalanság lép fel: az űrhajó és benne mindne test csakis a Föld gravitációjának hatására mozog, és mivel ez elég gyenge és a térben lassan változik, nem lépnek fel árapályerők, és a testek egymáshoz képesti mozgása elhanyagolható lesz.

Centrifugális erő pedig forgó vonatkoztatási rendszerekben lép fel. Hogy ennek mi köze az űrhajók Föld körüli pályájához, az attól függ, hogy a newtoni gravitációelméletet vagy az einsteini általános relativitáselméletet vesszük alapul.

Newton szerint léteznek globális inerciarendszerek, tehát létezik olyan is, amelyik magába foglalja az űrhajó Föld körüli pályáját. Ebből nézve az űrhajót a gravitációs erő tartja körpályán, ez jelenti tehát az ehhez szükséges centripetális erőt. Az űrhajósok számára azonban a mozgás gyorsuló, hiszen nem egyenes vonalú és egyenletes mozgást végeznek, ők maguk mégis a Földhöz képest nyugalomban vannak, amelynek magyarázata, hogy a rájuk ható gravitáció és a keringésből adódó centrifugális erő kiegyenlíti egymást.

Einstein szerint nincsenek globális inerciarendszerek, csak lokálisak, tehát az első opció itt nem is jöhet szóba, csak az űrhajón belüli nézőpont. Eszerint az űrhajó erőmentes mozgást végez, ugyanis az általános relativitáselméletben nincs graviációs erő, csak a téridő görbülete, és a tömegpontok geodetikus pályán mozognak. Az űrhajó elég kicsi ahhoz, hogy a Föld gyenge gravitációs terében minden űrhajón belüli tárgy egymással párhuzamos geodetikusokon mozogjon, amely azt jelenti, hogy a tárgyak közötti távolság az űrhajó mozgása során nem változik, amit mi súlytalanságként érzékelünk. Ebben a magyarázatban semmilyen szerephez nem jut a centrifugális erő, mivel az űrhajó nem forgó rendszer (hacsak nem hozzuk direkt forgásba).

Akkor kezdd azzal, hogy elfelejted a centrifugális erőt. (((Ugyanis az egyből lesz, már akkor, ha azt mondod, hogy a kezedhez rögzíted a vonatkoztatási rendszert, aztán elfordítod a kezedet. Viszont egyenletesen mozgó egyenes mentén gyorsuló vonatkoztatási rendszerekben SOSINCS centrifugális erő.)))

Ha fogsz egy kötelet az üres térben, a végére raksz egy tömeget egy zacskóban, és elkezded pörgetni, akkor a tömeg a tehetetlensége miatt ki fogja feszíteni a kötelet és nyomni fogja a zacskó falát. Hasonlóan ha csinálsz egy kerek űrhajót, amit megforgatsz a tengelye körül, akkor a benne ülő űrhajósok a tehetetlenségük miatt neki fognak nyomódni a külső falának.

Azt teljesen mindegy, hogy ezt milyen gravitációs térben csinálod.

Remélem, ez válasz a kérdésedre.

(((Erről, azaz a körmozgásról, amúgy kellett volna, hogy szó legyen az iskolában, de hát tudjuk, hogy a közoktatás nem az igazi, így hiszek neked…)))