Fizikában jártasak, tudnátok választ nyújtani néhány kérdésre?
Tipikusan olyan kérdések ezek, amik a reggeli kávé, vagy éppen a zuhanyzás közben pattannak ki az ember fejéből, és egyszerűen zavarja, hogy nem tudja megválaszolni őket.
1,
Ha lenne egy teljesen homogén, elképesztően erős anyagjellemzővel rendelkező rudunk, amely statikailag határozott erőegyensúllyal jellemezhető, ámbár 300000 km hosszú, akkor ha elméletben megforgatnánk ezt a rudat az egyik végpontjában kellően nagy szögsebességgel, a másik végpont kerületi sebessége gyorsabb lenne mint a fény?
No persze szilárdságtani és egyéb anyagjellemzők miatt ez nem lenne lehetséges a gyakorlatban, valamint azt is tudjuk, hogy a szilárd testekre kifejtett koncentrált erőnek is idő kell, hogy átjusson a test egyik pontjából a másikba, de ha ezektől eltekintünk, akkor relativisztikus hatások miatt az jönne ki, hogy a fent említett mozgás kivitelezéséhez végtelen energia kellene, ami pedig nem lehetséges.
2,
Ha egy vákuumban, rendkívül nagy erővel hatunk egy rendkívül kis tömegű testre, akkor elérhet-e olyan értékeket a gyorsulása, amely papíron fénysebesség felé repítené? Egyszerűen az F=ma-ból kiindulva? Pl. 300kN-tal hatunk egy 0,0001kg tömegű testre. Ez elvileg a fénysebesség 10x-re gyorsítaná a testet 1s alatt. Miért nem lehetséges?
Válaszokat előre is köszönöm.
Pontosan.
Az egyesben pont a hatás terjedési sebességet nem lehet elhanyagolni, mivel az az egész lényege.
Akkor pedig (jó esetben) felcsavarodna.
A kettesben pedig ugyanezen okból a relativitást. E miatt nem lehetséges.
A kérdésem második részében mik a problémás részek? Az első részben teljesen megértem, hogy a valóságban lehetetlen kivitelezni a dolgot, de a második részben mi az elméleti gond? Pont ezért tettem fel a kérdést, mivel tudom, hogy egyik sem lehetséges, csak az elméleti fizika háttere érdekel, hogy miért nem. Mérnök végzettségem van, nem elméleti fizikus, szóval az extrém esetek nem a szakterületem.
Nem lehet elhanyagolni a relativitást oké, de ez hogyan mutatkozna meg a valóságban? Nem lehetetlen sem 300kN nagyságú erőt generálni egy koncentrált pontban, sem pedig 0,0001kg tömegű próbatestet létrehozni. Én tudom, hogy semmi sem lehet gyorsabb a fénynél, és hogy minél gyorsabban mozgunk a térben, annál lassabban az időben, de hogyan mutatkozna ez meg a felvázolt kérdésemben? Eddig egyik válaszoló sem válaszolta meg a kérdésemet, ami szimplán az volt, hogy miért nem lehetséges. Az, hogy nem jön össze a relativitás miatt az rendben van, de mondjuk hogy néz ki ez egy egyenletben?
Számomra az nem válasz, hogy hülye vagyok és csak elméletben játszadozom a gondolataimmal amik sosem működnének. Ezzel én is tisztában vagyok. Hogy matematikus nyelvezettel éljek, tessék "megmutatni", vagy "belátni", netán "levezetni", esetleg "bizonyítani", hogy miért nem. Helyettesítsd be a dinamika alapegyenletébe a fent említett adatokat, és kijön egy olyan gyorsulás, majd abból sebesség, ami lehetetlen jelen ismereteink szerint. Papíron kijön, de a valóságban nem. Olyan egyenletek és összefüggések érdekelnének itt, amikkel továbbvíve ezt a problémát, valóban kijön, hogy nem lehetséges. Nem ijedek meg diffegyenletektől meg integrálhatatlan kifejezésektől sem, csak szeretném megérteni és látni az elméleti hátteret.
Azt könnyű válaszolni, hogy ez a gond meg az gond, levezetni gondolom már nehezebb!
Mi a probléma a gyorsításnál?
Az, hogy ez nem pillanatszerű.
Bármilyen hatalmas erőt is alkalmazol, és bármilyen rövid úton is gyorsítasz, ahogy a sebesség nő, érvényesül a relativitás, és a test jobban ellenáll a további gyorsításnak.
Tehát nem fogja elérni a fénysebességet, akármit csinálsz.
Azért tévesztetted el a dolgot, mert pillanatszerűnek vetted a jelenséget, de az ilyenkor nem működik, nem jó közelítés.
Ilyen rövid folyamatoknál is számít az idő.
"Nem lehetetlen sem 300kN nagyságú erőt generálni egy koncentrált pontban, sem pedig 0,0001kg tömegű próbatestet létrehozni."
Mondjuk megnézném, hogy mit csinál egy tized grammos próbatesttel egy 300 kN erőhatás, de nem is ez a gond igazából, hanem az, hogy ezt az erőt folyamatosan fenn kellene tartani, azaz a próbatesttel EGYÜTT az erő forrását is mozgatni kell. Ez -mármint az erő forrása- klasszikusan a rakéta hajtóműve. Na most akkor van egy tized grammos próbatestünk, ami valójában egy rakéta és ez szerinted képes 300 kN erőt folyamatosan kifejteni. Ha még most sem látod a problémát, akkor te nem vagy mérnök...
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!