Witaj gościu, Jeśli czytasz tę wiadomość to znaczy że nie jesteś zarejestrowany. Kliknij i zarejestruj się by w pełni korzystać z wszystkich funkcji naszego forum.

Ocena wątku:
  • 0 głosów - średnia: 0
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
O nieważkości, grawitacji i sile odśrodkowej
#1
Wydzieliłem ten wątek z tematu o emisji SONDY w TVP Historia.
A zaczął się od mojego wpisu:


(26.01.12, 17:51)Radek68 link napisał(a):Część ujęć i felietonów pochodzi z programu o 3 lata młodszego - "Made in orbit", z resztą nic dziwnego, skoro program o podobnej tematyce.
Tam właśnie nie mamy grawitacji, tam jest to "zero".
Ale czy na pewno? Już sami autorzy SONDY odpowiadają na to pytanie. Ja pójdę o krok dalej:
W rzeczywistości grawitacja na LEO (niskiej orbicie okołoziemskiej) jest prawie taka sama jak na Ziemi.
To tam latał SALUT, MIR, Skylab, promy kosmiczne, a lata ISS, Sojuzy czy Tiangong-1.
A to, że jej się tam nie odczuwa zawdzięczamy drugiej sile - sile odśrodkowej związanej z ruchem satelity po okręgu lub elipsie.

Radek68

---------------------------------------------
---------------------------------------------


(26.01.12, 17:51)Radek68 link napisał(a):[...] zawdzięczamy [...] sile odśrodkowej [...]

Ja to widzę trochę inaczej:
"Jeśli na ciało nie działają żadne siły lub siły się równoważą, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym."
Po wyniesieniu na orbitę i nadaniu odpowiedniej prędkości, silniki się wyłącza. Dlaczego więc nie obserwujemy ruchu prostoliniowego? Właśnie dlatego, że tor zakrzywiany jest przez grawitację. tylko tyle i aż tyle. Żadne inne siły nie są konieczne.
Ale w końcu gościmy na forum astronomicznym i z pewnością są tu osoby mające większą wiedzę w tej materii. Wink

(26.01.12, 17:51)Radek68 link napisał(a):P.S. Czy drugi załącznik nie przypomina Wam czegoś z czołówki?

Również zwróciłem na to uwagę. Niektóre fragmenty filmów były w tamtych czasach powtarzane stosunkowo często, w różnych programach. Zawartość bibliotek filmowych nie była tak bogata jak dziś...
Odpowiedz
#2
(26.01.12, 20:02)numan link napisał(a):Ja to widzę trochę inaczej:
"Jeśli na ciało nie działają żadne siły lub siły się równoważą, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym."
Po wyniesieniu na orbitę i nadaniu odpowiedniej prędkości, silniki się wyłącza. Dlaczego więc nie obserwujemy ruchu prostoliniowego? Właśnie dlatego, że tor zakrzywiany jest przez grawitację. tylko tyle i aż tyle. Żadne inne siły nie są konieczne.
Ale w końcu gościmy na forum astronomicznym i z pewnością są tu osoby mające większą wiedzę w tej materii. Wink

Wszystko to święta prawda, ale ja postawię problem inaczej: jak pozbyć się grawitacji całkowicie? Odpowiedź padła w programie - nie da się. Stąd właśne termin mikrograwitacja lub środowisko mikro-g. Polecam informację z Wikipedii:
http://pl.wikipedia.org/wiki/Mikrograwitacja
Odpowiedz
#3
Patrząc od tej strony, wystarczy odwrócić to co napisałem powyżej: to nie grawitacja powstrzymuje ucieczkę ciała, lecz ciało, zwiększając swą prędkość, próbuje uwolnić się od grawitacji. Wink
Cóż, nie uwolnimy się od niej, ponieważ grawitacja jest cechą materii. Wszystko przyciąga wszystko, choć oddziaływanie to jest bardzo słabe i odczuwa się je dopiero mając do czynienia z ciałami o odpowiednio dużej masie.

Aczkolwiek... Nie wiem jak to jest w Twoim przypadku, ale ja zauważyłem, że o ile rzeczywiście niektóre ciała przyciągają mocniej, to brak tu jakichkolwiek korelacji z ich masą... Też tak masz?
Czy ktoś już opracował fizykę ciała... niezbyt stałego?
Jedno jest pewne - cała ta historia oddala się za bardzo od TVP Historia. Wracajmy do tematu. Czas na "Bąbelki"!

P.S. Mam nadzieję, że nikt nie poczuł się wstrząśnięty. Co najwyżej nieco zmieszany...
Odpowiedz
#4
(26.01.12, 20:02)numan link napisał(a):Ja to widzę trochę inaczej:
"Jeśli na ciało nie działają żadne siły lub siły się równoważą, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym."
Po wyniesieniu na orbitę i nadaniu odpowiedniej prędkości, silniki się wyłącza. Dlaczego więc nie obserwujemy ruchu prostoliniowego? Właśnie dlatego, że tor zakrzywiany jest przez grawitację. tylko tyle i aż tyle. Żadne inne siły nie są konieczne.
Ale w końcu gościmy na forum astronomicznym i z pewnością są tu osoby mające większą wiedzę w tej materii. Wink

Na satelitę działają różne siły, w tym np. oporu powietrza, ale my tu bierzemy pod uwagę tylko dwie najważniejsze:
grawitacji i odśrodkową. I otóż one właśnie się równoważą i dlatego satelita ani nie spada, ani nie ucieka. To grawitacja oczywiście zakrzywia tor lotu satelity i stąd pojawia się siła odśrodkowa, ale to jest tak samo jak na karuzeli. Siłą odśrodkowa pojawia się w wyniku nadania prędkości krzesełkom, które z racji uwiązania poruszają się po okręgu.
To właśnie prędkość nadana przez rakietę przy starcie i zakrzywienie ruchu wywołane przez grawitację powodują powstanie siły odśrodkowej. Ona istnieje, ale w środku satelity jej nie czuć, bo równoważy ją siła grawitacji.

Z Wikipedii:
Wbrew rozpowszechnionym opiniom nieważkość nie jest stanem, w którym na ciało nie oddziałują siły grawitacji. W stacji kosmicznej mamy do czynienia ze stanem nieważkości, chociaż siły grawitacyjnego przyciągania przez Ziemię są tam tylko około 10% mniejsze niż przy jej powierzchni. Stacja lecąca po orbicie kołowej nie spada na Ziemię, jeżeli jej prędkość względem Ziemi osiąga pierwszą prędkość kosmiczną. Stacja ta krąży po orbicie okołoziemskiej dzięki temu, że grawitacja pełni w stosunku do niej funkcję siły dośrodkowej, nadającej stacji przyspieszenie dośrodkowe powodujące zakrzywienie jej toru lotu.

W układzie nieinercjalnym związanym ze stacją obserwator odnosi wrażenie, jakby tam nie działały żadne siły, a wszystkie lecące w niej obiekty były nieważkie.

A co do cytowania I zasady dynamiki Newtona, to warto byłoby dodać, że istnieje jeszcze ogólna teoria względności Einsteina i mówi ona, że z daną dokładnością można definiować jedynie lokalne układy odniesienia, dla skończonych okresów czasu i ograniczonych obszarów w przestrzeni.
Jest to analogia z rysowaniem map fragmentów powierzchni Ziemi – nie można sporządzić mapy obejmującej całą powierzchnię Ziemi bez deformacji. Zasady dynamiki Newtona są w ogólnej teorii względności zachowane w lokalnych układach odniesienia.
Odpowiedz
#5
(26.01.12, 23:38)Radek68 link napisał(a):... bierzemy pod uwagę tylko dwie najważniejsze:
grawitacji i odśrodkową. I otóż one właśnie się równoważą i dlatego satelita ani nie spada, ani nie ucieka.
Jak to, nie spada? Przecież nic innego nie robi - wciąż spada i spada. Wink Nie ma tylko na co spaść... Big Grin

Satelita utrzymuje się na orbicie, ponieważ ma nadaną odpowiednią prędkość. Jeśli ją zmniejszymy, zmniejszymy promień orbity, jeśli ją zwiększymy, promień orbity się zwiększy.
Przy czym pisząc o prędkości, mam oczywiście na myśli prędkość uzyskaną po przyłożeniu siły prostopadle do promienia orbity i w jej płaszczyźnie - dla uproszczenia inne kierunki pomijam.

Co do nieważkości - wewnątrz satelity ją odczuwamy (a przynajmniej chcielibyśmy mieć możliwość tego doświadczyć Smile), ponieważ poruszamy się wraz z satelitą ruchem jednostajnym, choć nie prostoliniowym, bo zakrzywionym przez grawitację, ale zakrzywionym tak samo, jak zakrzywiany jest ruch satelity, wewnątrz którego jesteśmy.

Z kolei to co siedzący na karuzeli odczuwają jako siłę odśrodkową, to wymuszana ciągle zmiana kierunku. Innymi słowy, to krzesełko wciąż dociska siedzącego.

Generalnie, mówimy o tym samym, tylko rozpatrujesz sprawę z punktu widzenia układu nieinercjalnego. Nie bierzesz pod uwagę prędkości, z jaką porusza się po orbicie satelita (prędkości będącej podstawowym powodem orbitowania), stąd potrzebna do równoważenia grawitacji inna siła - siła pozorna - siła odśrodkowa (żeby we wzorach się zgadzało Wink).
Dla mnie, jej wprowadzenie zaciemnia obraz sytuacji i utrudnia rozumienie zachowania obiektów w różnych sytuacjach. Co się stanie z ową siłą, gdyby zatrzymać satelitę? Grawitacja działa dalej, prędkość orbitalna równa jest zero, co z siłą odśrodkową? I co ważniejsze, co z satelitą?...

Odpowiedz
#6
Przyznam, że nie wiem skąd się bierze stan nieważkości. Ale na pewno nie z równoważenia się sił, bo przecież w przypadku samolotu (okrętu), gdzie siła grawitacji równoważona jest przez siłę nośną (wyporu) nieważkości nie ma. Wiem za to (choć nie wiem dlaczego), że wszystkie ciała w locie swobodnym (z angielskiego free fall) są w stanie nieważkości. Zatem żeby nieważkości doświadczyć nie trzeba znajdować się na pokładzie satelity - wystarczy podskoczyć. Wtedy od momentu oderwania się od podłogi do ponownego z nią kontaktu jest się przez chwilę w stanie nieważkości. (Opór powietrza chyba można pominąć przy niewielkich prędkościach osiąganych podczas podskakiwania.)
Odpowiedz


Skocz do:


Użytkownicy przeglądający ten wątek: 1 gości