Kezdőoldal » Tudományok » Alkalmazott tudományok » Három golyó - bizonyos szituác...

Cerevisiae kérdése:

Három golyó - bizonyos szituációban -, hogy viselkedik az űrben?

Figyelt kérdés

Kísérlet: egy űrhajós kint áll az űrben rögzített talpakkal az űrállomás külső falához, és van nála három tenyérnyi méretű azonos tömegű golyó sorban összefűzve ugyanolyan hosszú kötelekkel (a golyók egymásra ható gravitációs ereje elhanyagolható). A középső golyó forgástengelyének vonalában a golyóból kilóg alul és felül is egy-egy csonk, csak azért, hogy az egyik ilyen csonkot egy fúrógép tokmányába be lehessen fogni, amit meg is tesz az űrhajós (a másik csonk csak azért kell, hogy a golyó forgáskor kiegyensúlyozott legyen, vagyis ne keletkezzen dinamikus terhelés a tengelynél). A fúrógépet bekapcsolva a rendszer forogni kezd (a fúrógép teste ideálisan mozdulatlan), és persze ilyenkor a két szélső golyót tartó kötél feszül. A fúrógép tokmánya ekkor egy pillanat alatt elengedi a csonkot, és a golyó-rendszer magára hagyva forog tovább. Az önmagára hagyott rendszer végül felvesz egy állandó forgási sebességet (már az "álló" űrhajóshoz képest), ami kinn az űrben az idők végezetéig fennállna (ideális környezetet feltételezve ehhez), és most már csak a középső golyóhoz mérten nézve.


1.

Egy átlagos fúrógép forgási sebességének tükrében kb. (tényleg csak kb.) mennyi idő után venné fel a magára maradt rendszer a nyugalmi állapotot, a tokmány elengedése után?


2.

Ekkor is feszültek maradnak végleg a kötelek?


3.

A rendszerből most egy varázsló hirtelen eltünteti a golyókat összetartó köteleket. Történik-e változás ekkor a golyók mozgását, mozgásirányát tekintve a középső golyóhoz mérten?


A kérdésem egyébként azért fogalmazódott meg bennem, mert a Gravitáció című filmben van egy olyan jelenet, amely nekem nem tűnik hitelesnek, de erről majd kellő számú válasz után...:)



2017. jan. 26. 13:51
 121/172 anonim ***** válasza:

Kérdező:

"Amire én akarok kilyukadni az az, hogy nem létezik olyan a térben, hogy egyenes! Ott kinn a nagy büdös semmiben, az egyenes csak szubjektív élmény. "


Valóban nem létezik egyenes, legalábbis abszolút egyenes nem. De a fizikában (helyesebben a kozmológiában) közmegállapodás alapján azt nevezik egyenesnek, ami utat a fénysugár bejár a térben (űrben).

Két pont között a legrövidebb út ugye az egyenes. Ezt tanultuk matematikából (geometriából). Mivel a fénynél gyorsabban közlekedő dolgot nem ismerünk, ezért két pont között az lesz a legrövidebb út, amit a fénysugár bejár, míg eljut egyik pontból a másikba. Ez természetesen kívülről, távolról szemlélve nem látszik egyenesnek, sőt, akár olyan pályát is leírhat mondjuk tízmillió fényév távolságban, mint amilyen a gólyafos ír le míg 200 méteres magasságból földet ér (legalábbis távolról nézve). Ehhez nem is kell sok dolog, csak pár csillag, neutroncsillag, fekete lyuk, vagy más efféle objektum aminek a közelében elhalad ez a fénysugár.


Ebből következik, hogy ezt az egyenes pályát tömeggel rendelkező dolog (anyag) szabadon esve nem járhatja be, hiszen ezeknek a sebessége mindig elmarad a fénysebesség mögött. Ebből adódóan pedig a pályája mindig görbültebb lesz, mint a fénysugáré, hiszen azok a tömegpontok amik mellett elhalad, nagyobb mértékben fogják eltéríteni a fénysugár által bejárt úttól, mint magát a fénysugarat. Minél nagyobb a különbség ezen tárgy és a fénysugár sebessége között, annál nagyobb mértékben görbül a pályája a fény pályájához képest. A nap mellett 150 millió km-re elhaladó fénysugár útja csak nagyon kis mértékben görbül, míg ugyanilyen távolságban 29 km/s sebességnél körpályán mozogsz.


Tehát az egyenes - mint valós térbeli vonal, pálya - függ annak a dolognak a sebességtől, aminek meg akarjuk határozni a bejárt útját. Valamint függ a rá ható tömegek távolságától és elhelyezkedésétől, továbbá azok mozgásának irányától és sebességétől is. Tehát az egyenes valóban egy relatív dolog, de egy bizonyos dologra (annak sebességének, térbeli elhelyezkedésének ismeretében) értelmezve meg lehet határozni. Pl. a Föld szabadesésben kering a Nap körül, és ebben a távolságban - az ő sebessége mellett - a pályája egyenesnek tekinthető, habár kívülről szemlélve valójában körpályán mozog. De a Föld esetében ez a körpálya tekinthető egyenesnek, hiszen a Föld sebessége és a Naptól való távolsága esetében ez lesz az egyenes.


Hogy most a gravitációt tömegvonzásnak vagy térgörbületnek tekintjük-e, annak nincs jelentősége ebben a kérdésben, az gyakorlatilag ugyanaz a jelenség csak két különböző szemszögből nézve. Mint ahogyan a fény se nem hullám, se nem részecske, mert mindkettő jellegeit magában hordozza, és bizonyos jelenségeknél bármely szemléletmóddal pontosan ugyanúgy magyarázható az adott jelenség (pl. visszaverődés).


Egyébként nem értem, hogyan jön ez a kitérő az eredeti kérdésedhez, milyen módon kapcsolódik egymáshoz a kettő. Ugrálsz a mindenféle, egymással közvetlen összefüggésben nem lévő dolgok, fogalmak, jelenségek között, és megpróbálod őket együtt megérteni, miközben ezeknek a jelenségeknek külön-külön sem vagy tisztában a jelentésével, működésével. Ez így nagyon nehezen fog menni. Koncentrálj először csak egy dologra, és ha azt már érted, átlátod a működését, akkor lehet elővenni egy másik jelenséget. Ha már annak is tisztában vagy a miértjével és hogyanjával, akkor lehet vizsgálni a két jelenség közötti esetleges összefüggéseket. Előtte nincs értelme, mert csak tévútra fogsz jutni.

2017. jan. 30. 15:05
Hasznos számodra ez a válasz?
 122/172 dq ***** válasza:
100%

#115:


Igazából a vicces az, hogy senki semmi hasonlót nem írt.


Behelyettesítem neked viszont, ha szeretnéd.

A golyó pályája legyen (R sin wt, R cos wt), lederiválás után a gyorsulásra R*w^2 adódik.


Ezt teljes mértékben a kötél fedezi, más erõ nem hatván a golyóra. K=ma=m*R*w^2 lesz a golyóra ható, és így a kötélben ébredõ erõ.

Tehát a kötél feszes. Ha a kötél közepére egy rugós erõmérõt is helyeznél, az K erõt mutatna. (2 golyó esetén ugye 2*K-t várna az ember hogy mutat az erõmérõ, de nem.)


- - -


Hogy néz ki energetikailag? Ki mennyi munkát végez?


Nos, a golyó mozgási energiája állandó (lévén a sebessége konstans) tehát semmi nem végez rajta munkát, a kötél pontosan 0-t. Szóval nincs, ami elfogyjon egy idõ után.

2017. jan. 30. 15:15
Hasznos számodra ez a válasz?
 123/172 dq ***** válasza:
Nos, innentõl kezdve nem mondhatod azt, hogy elhiszed a Newtont, de, szerinted mégis máshogy van.
2017. jan. 30. 15:24
Hasznos számodra ez a válasz?
 124/172 A kérdező kommentje:

#118: "Alapból egy elméleti kísérlet eredményére voltál kíváncsi, de sokáig le sem írtad, hogy te milyen forgást is értesz a kísérletben -relatív, abszolút stb"


Hiszen ez a lényeg, hogy ezt nem tudtam megmagyarázni, a #11-ben:

"Egyet tudunk érteni abban, hogy mondjuk létezik két tökéletesen nyugalomban lévő test egymástól nagyon távol az univerzumban, az űrben, és semmilyen hatás nem éri öket mondjuk ezer éve, és mégis egymáshoz képest az egyik jobban forog a saját tengelye körül, mint a másik? És ugyanúgy nem fogsz tudni mérni a felszínükön semmiféle centrifugális erőt?"


Ez mi más, ha nem a relatív forgás? És ennél előbb ezt már nem nagyon írhattam. Egy picivel később konkrétan is írtam a forgás, állás stb. relatív voltáról.


Leírtam egy olyan esetet, hogy vegyünk két csillagrendszert. Mondjuk az első csillagrendszert egy külső megfigyelő éppen mozdulatlannak lát, míg a másik csillagrendszert pedig a térben - valahol messze az elsőtől -, az első csillagrendszer képzeletben meghosszabbított tengelye körül forgónak lát. A második rendszer egy bolygójáról elindul egy űrhajó, amiben persze súlytalansági állapot van. Ugyanakkor elindul egy hajó az első rendszerből is, amiben szintén súlytalansági állapot van. A két hajó félúton találkozik, és az egyik a másikhoz képest forogni fog, pedig mind a kettőben súlytalansági állapot van.


Sok hasonló levezetés okán, az az alaphiedelem alakult ki bennem, hogy lehetetlen, hogy ugyanabban a térben két különböző, de állandó sebességgel forgó magára hagyott űrhajón belül ne súlytalanság legyen. Ebből az elgondolásból jött az eredeti példám. Ám persze ez nem összeegyeztethető néhány alaptézissel, amit írsz is:

#118: "A te kérdésed olyan alapvető törvényeket tekintett semmisnek, mint az impulzusmomentum megmaradás, vagy olyan fogalmakat értelmezett át, mint a munka, erő és energia."


Majd:


#118: "Pusztán axiómákból, törvényszerűségekből némi matematika segítségével el lehet dönteni, hogy valami életszerű vagy sem."


De engem nem érdekeltek soha ezek a számítások. Nem kell bizonyítani, hogy jók ezek a számítások, mert eszem ágában sem volt megkérdőjelezni a világ összes fizikusának kompetenciáját matematikából. Egyszerűen a fenti elképzelés tükrében a két dolog nem jön össze bennem.


Hogy kell ezt a kettőt összeboronálni úgy, hogy ezek konzisztensek legyen? Hogy kell elképzelni? Én próbálkoztam az alaptézisek felrúgásával is, csak azért, mert egyszerűen nem láttam más megoldást.


Eszerint kell lennie fékező elemnek mégis a forgó rendszerben. Vagy hogy hiába látunk körmozgást, az esetleg mégsem az? Hanem az egy olyan magára hagyott körmozgásba kényszerített állapot, ami a külső szemlélő számára körmozgás, de a magára hagyott rendszeren belül a golyó számára az egy ugyanolyan egyenes út, mint mondjuk amikor a gravitáció miatt meggörbült téren át halad a fény? Végül is ha egy határos univerzumban csak két golyó van, akkor azok egymás körül fognak keringeni, pedig mindegyik a maga szempontjából nézve egyenesen halad, és itt ehhez nincs szükség a gravitáció teret hajlító hatására se.


#118: "A te kérdésed olyan alapvető törvényeket tekintett semmisnek, mint az impulzusmomentum megmaradás, vagy olyan fogalmakat értelmezett át, mint a munka, erő és energia."


Sok hasonló példámat a csillagrendszereshez, teljesen figyelmen kívül hagyva, a két dolgot sosem egyeztettétek össze. Csak azzal foglalkoztatok állandóan, hogy a matematikai és logikai oldalát igazoljátok a forgásnak. Nem tudok ezzel mit kezdeni, mert akármennyire logikus, akármennyire jó, ezzel a problémámat nem oldottátok fel, helyette a csillagrendszeres szerű példákat kinevettétek és semmibe vettétek. Mivel a problémámra nem nyújtottatok teljes körű megoldást (legyetek bármennyire is képzett fizikusok), így engem kizárólag csak az tudott meggyőzni, amikor tényleg a saját szememmel láttam, hogy az alaptézisek felrúgásával a problémám nem oldható fel, de ettől a probléma maradt, vagyis hogy a csillagrendszeres példában találkozó két űrhajó különböző sebességgel forog egymáshoz képest, úgy hogy mind a kettőben súlytalanság van. Ez azt jelenti hogy egyformán nem forognak a tengelyük körül, ám ez sem lehet, mert ugye a második hajó egy olyan bolygóról indult, aminek a forgástengelye merőleges az elsőére. vagyis kell, hogy forogjon az első hajóhoz képest.


Két eset lehetséges (szvsz.):


1.

Egyszerűen ilyen csillagrendszerek nem léteznek, és az univerzum anyaga valamilyen értelemben egységesen síkban van.


2.

A két csillagrendszer között a tér úgy görbül (csavarodik?), hogy az egymás felé közeledő hajók a találkozási pontban már nem forognak egymáshoz képest, és mindkét hajó utasai az út alatt azt tapasztalták, hogy ők sohasem forogtak a tengelyük körül.


Bár, jobban belegondolva, ha a fény is ezt az utat követi, akkor sohasem láthatunk olyat az első csillagrendszerből, hogy hozzá képest a második a példabeli módon forog.


Na, szóval. Nem cáfolni akarok alaptéziseket mindenképpen, hanem a példáimat összehozni egy lehetséges valóságba (ha alternatívaként a jelenlegi fizikai törvényeket kell górcső alá venni, akkor ennek érdekében megteszem, mert miért ne tenném, ha nem látok rá más megoldást, és ti sem nyújtotok a gondolatkísérleteimre teljes keresztmetszetben megoldást). A gondolatkísérleteimet vagy kinevettétek, vagy semmibe vettetek. Holott én a topikomat erre a kérdéseimre hegyeztem ki. Ez érdekel, és semmi más. Azt tudom már, hogy az alaptézisek megsértésével a problémám nem oldható fel, vagyis mindenképpen más megoldás után kell néznem.


Például, ha valamelyikőtök komolyan vette volna a csillagrendszeres, de akár a hordós stb példámat, akkor leírta volna, hogy ezért meg azért nem szükséges felrúgni a fizikai alapszabályokat, mert a két hajó/hordó stb. találkozását ezek tükrében így meg úgy kell elképzelni. És ezzel le lett volna zárva már rég az egész topik.


Ennél jobban már nem tudom leírni...

2017. jan. 30. 18:59
 125/172 anonim ***** válasza:
100%

Számomra még akkor is téves a kísérlet, mivel feltételezed, hogy mindkét űrhajóban súlytalanság van, holott ha a forgástengelyek egybeesnek akkor az egyik űrhajóból nézve a másikat tényleg forog, viszont dinamikailag kimutatható hogy melyik.


Mi alapján tételezed fel, hogy mindkét űrhajóban súlytalanság van? Mert ez azt jelentené, hogy valójában egyik űrhajó sem gyorsuló (vagy forgó) rendszer, vagyis nem lép fel tehetetlenségi erő -és ekkor van súlytalanság-.


Más amit látunk / érzékelünk emberileg és más az amit dinamikailag / kísérletileg ki tudunk mutatni. Például ha leülnék egy órási félgömb alakú üvegbúra középpontjába, és egy Istenség behúzna egy a Földéhez hasonló hosszúsági kört a gömbön -úgy hogy egy síkban legyen a látási és ülési pontomra állított merőlegessel- akkor én egyenesnek látnám azt az egyébként Isten által görbének látott vonalat. A kísérletedben miért veted el ezek alapján a dinamika teljes mivoltát?

2017. jan. 30. 19:27
Hasznos számodra ez a válasz?
 126/172 A kérdező kommentje:

"Mi alapján tételezed fel, hogy mindkét űrhajóban súlytalanság van?"


Hát, a két űrhajó a saját bolygója körül pont úgy kering, mint most a mieink a Föld körül, és azokban ugyebár súlytalanság van.


A példában az egyik csillagrendszer forog a másikhoz képest úgy, ahogy leírtam. Vagy a forgó csillagrendszerben nem létezhet olyan bolygó, ami körül úgy kering startra készen a hajó, hogy abban ugyanúgy súlytalanság van, mint a hozzá képest nem forgó csillagrendszerben?


Egyébként köszönöm, ha érdemben foglalkozol a problémámmal... :)

2017. jan. 30. 19:41
 127/172 A kérdező kommentje:

"Más amit látunk / érzékelünk emberileg és más az amit dinamikailag / kísérletileg ki tudunk mutatni."


Jó! Akkor vegyük úgy, hogy a második csillagrendszer tényleg forog az elsőhöz képest a példában leírtnak megfelelően. Már rögtön az a kérdés, hogy ilyen létezhet-e? Mert ha nem, azzal tulajdonképpen az összes problémám második felvonása is megoldódott, és ígérem, hogy a színmű csak két felvonásos... :D

2017. jan. 30. 19:44
 128/172 Tom Benko ***** válasza:
A forgó rendszerek, mivel gyorsuló mozgást végeznek, egyértelműen azonosíthatóak, a forgás nem relatív. Az, hogy ez esetleg elhanyagolható, annak köszönhető, hogy a vizsgált rendszer a teljes forgó rendszerhez képest mekkora. Itt a Földön például nem észleljük, hogy forog, mert az emberi rendszerek elhanyagolható méretűek a Földhöz képest, így a Föld forgásából adódó eltérések általában nem jelentkeznek. (Tudom, Foucault-inga, de az egy átlagos ember időbeosztásához képest nagy rendszer.) Ugyanígy a Csillagrendszereket is tekinthetjük nyugvó rendszernek, mert itt a Földön elhanyagolható a Galaxis forgásából származó bármilyen hatás. Elméletileg tehát megkülönböztethető a forgó és a nem forgó rendszer, a gyakorlatban ez nem biztos, hogy kivitelezhető.
2017. jan. 31. 09:47
Hasznos számodra ez a válasz?
 129/172 A kérdező kommentje:

Tom: "A forgó rendszerek, mivel gyorsuló mozgást végeznek, egyértelműen azonosíthatóak, a forgás nem relatív."


Igen. Ezt már ezerszer olvastam. Már jóval azelőtt is, mielőtt idejöttem volna. TUDOMÁSUL VETTEM!!!!


A példámmal kérem, hogy foglalkozz. Oldd meg kérlek a fizika jelenlegi ismereteinek tükrében, mert én nem tudom. Ennyi mindössze a kérésem.


Az egyik csillagrendszer a másikhoz képest az általam leírt módon forog.


Lehetséges-e?


Ha valóban forog, akkor létezhet-e a második forgó csillagrendszerben egy olyan bolygó, ami körül kering egy olyan hajó, ami éppen készül elindulni, és abban ugyanolyan súlytalanság van, mint az első, mozdulatlan csillagrendszerben lévő bolygó körül keringő, szintén startra készülő hajóban.


Létezhet-e ez az állapot? Vagy a forgó csillagrendszerben csak a forgástengelyében tartózkodó hajóban lehet kizárólag súlytalanságot tapasztalni?


Ha az utóbbi az igaz, akkor megállapíthatjuk, hogy a mi csillagrendszerünk tuti áll. Ez azt feltételezi, hogy létezik olyan, hogy abszolút álló, nem forgó tér, amihez képest az anyag is álló, nem forgó helyzetben van. Ez az utóbbi állítás számomra értelmezhetetlen, de legyen így. Bár szerintem ilyet a fizika ki nem ejtene a száján, de nem vagyok fizikus, nyilván tévedek, vagy valamit összekeverek.


Visszatérve a példámra, azt feltételezem, hogy a forgó és nem forgó csillagrendszerben is van olyan bolygó, amely körül keringve a hajón végig súlytalanság van. Mindkét hajó elindul egymás felé.


1.

Állíthatjuk biztosan, hogy az egymás felé közeledő hajók közül az egyik nem forog a tengelye körül, a másik viszont igen. Gondolom, ebben idáig egyet érthetünk.


2.

Tisztáznunk kellene először, hogy az elindulás pillanatában a két hajón súlytalanság van, vagy sem?


Ha azt mondod, hogy a forgó csillagrendszerben csak a forgástengelyében van súlytalanság, akkor ez lehet egy megoldás, de akkor ugye ezzel azt is megerősíted, hogy ezek szerint létezik olyan fogalom, hogy maga a tér áll és nem forog (bár fogalmam sincs arról, hogy ez mit jelent és hogy létezhet... de talán majd ezt is megértem).

2017. jan. 31. 10:40
 130/172 Tom Benko ***** válasza:
Ha szabadon mozog az űrhajó, akkor súlytalanság van. Viszont ki lehet mérni, hogy melyik forog - rendszeren belül. Csak éppen az űrhajó olyan kicsi a vizsgált rendszerhez képest, hogy elhanyagolható a hatás.
2017. jan. 31. 11:09
Hasznos számodra ez a válasz?

Kapcsolódó kérdések:




Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu

A weboldalon megjelenő anyagok nem minősülnek szerkesztői tartalomnak, előzetes ellenőrzésen nem esnek át, az üzemeltető véleményét nem tükrözik.
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!