Колесо

[smiraleks]

Становися ли катящееся колесо легче, раз все центробежные силы действующие на все точки катящегося колеса направлены только в верхнюю плоскость (суммарная строго вверх)?



Если да, то с какой скоростью должен двигаться центр колеса, чтобы центробежные силы и сила тяжести уравновесились.

[Таланов]

А где у колеса верхняя плоскость?
Центробежная сила направлена от оси, вокруг которой происходит поворот тела.

[smiraleks]

Source of the post

Центробежная сила направлена от оси, вокруг которой происходит поворот тела.

Да, если колесо вращается неподвижно, то от центра колеса. Но вопрос возник именно тогда, когда я посмотрел траектории движения точек катящегося колеса. Они все выгнуты от плоскости качения вверх, и в разный момент времени являются дугами окружностей разного радиуса. Ось (вокруг которой вращение) для всех точек всегда в точке касания колеса с плоскостью.

Т е в катящемся колесе, ни одна его точка не движется по окружности, а движется по дугам выгнутым вверх от плоскости качения (циклоидам), и являющихся частями окружностей разного радиуса (от точки качания колеса с плоскостью качения, до наблюдаемой точки), т е в каждый момент времени точка на ободе находится на определенной окрудности со своей центробежной силой, и все эти силы направлены только в одно полупространство от плоскости качения, так, что суммарный вектор центробежной силы перпендикулярен данной плоскости.

Общий вектор центробежных сил направлен противоположно силе тяжести....отсюда и вопрос, становится ли колесо легче (и с какой скоростью должно катиться колесо, чтобы центробежная сила стала равна силе тяжести - уравновесились)? Или какие силы я упустил?

[ALEX165]

smiraleks, за постановку вопроса в такой оригинальной форме Вам +.
Но... Вы нарисовали траекторию одной точки колеса, а их то там много и сила, действующая на колесо - сумма сил, действующих на все точки, вместе взятые.
Нарисуйте траектории других точек, для начала четырёх, отстоящих на 90 градусов по дуге колеса. Только правильно совместите траектории., а анализируя силы, не забывайте, что точки движутся по этим дугам не с постоянной скоростью.
Кроме того, что за "центробежная сила"? Она бывает только в неинерциальных системах, в данном же случае Вы говорите о центростремительной, заставляющей точки двигаться по дугам.

А на Ваш вопрос ответ - нет, к сожалению колесо легче не становится. Но! Если колесо катать вокруг вертикальной оси по кругу с центром на этой оси, можно уменьшить давление этого колеса на плоскость, по которой оно катится. Но чтобы понять почему так может быть - изучайте механику.

[smiraleks]

Source of the post

А на Ваш вопрос ответ - нет, к сожалению колесо легче не становится. Но! Если колесо катать вокруг вертикальной оси по кругу с центром на этой оси, можно уменьшить давление этого колеса на плоскость, по которой оно катится. Но чтобы понять почему так может быть - изучайте механику.

ALEX165, спасибо за ответ. Вообще проблема глубже. Все началось с того, что я 2 года уже не могу спать спокойно не понимая - почему люди не перемещаются до сих пор свободно в пространстве. Я не виноват, мысли же сами к нам приходят, мы их не контролируем а только анализируем.
Кстати насчет движения по кругу - в таком случае все-равно центр масс перенесется на центр окрудности вокруг которого будет кататься колесо (а это не подходит, вернее частично подходит). Кстати никак не могу просчитать чем будет траектория каждой точки обода в таком случае???
Если колесо (обод) просто вращается вокруг своей оси и не движется относительно выбраной ИСО, то все точки обода движутся по окружности, и их центробежные силы взаимокомпнсируются силой реакции обода.
В случае же движения обода по плоскости (Как видно на рисунке) так что траектория любой его точки является циклоида (в разные моменты времени ее состовляют окружности разного радиуса). радиус от точки касания с плоскостью до наблюдаемой точки (и этот радиус не совпадает с радиусом обода). Таким образом появляются центробежные силы не компенсируемые силой реакции обода, причем все они направлены в одну половину пространства от плоскости качения обода (в сторону противоположную силе тяжести), а их результирующая, направлена противоположна силе тяжести и по идее должна ее уменьшать или компенсировать вообще (при определенной скорости вращения обода, а соответственно и скорости движения центра обода относительно плоскости). Пытался проанализировать и не пойму какие силы я еще упускаю. Или куда уходит действие неуравновешенных полученных сил?

[ALEX165]

Я же Вам написал - точки движутся по дугам с непостоянной скоростью, то есть у них есть составляющая ускорения по касательной к дугам. Их Вы и забываете.

[smiraleks]

Если центробежная сила - виртуальна (принимается для расчетов в ИСО), то может тогда и силы тяжести (гравитации) не существует.
Тогда получается, что в принципе и силы тяжести нету, просто множество предметов (имеющих определенные параметры скорость, плотность и пр) пытаются занять свое место в пространстве, а это место одно, вот они все пытаются туда впихнуться. А когда у спутника меняют скорость на другую, у него появляется другое место в пространстве, которое он благополучно и занимае, т к оно не занято (свободно). И нет на самом деле ни центробежной ни гравитационных сил вообще, вот он и в невесомости как бы, а для расчетов берется что центробежная сила как бы уравновешивает силу тяжести.
Что отличает спутник на земле и спутник на орбите....только скорость. Но там он невесом, а на земле якобы на него действует сила тяжести. Т о только скорость определяет возможность нахождения вещества в той или иной точке пространства, и никаких гравитационных и центробежгных сил в природе не существует вовсе.

[grigoriy]

Source of the post
Если центробежная сила - виртуальна

Не, не, не! Никакой мистики! Вполне реальная сила. Кости могут затрещать только так!
Вы сидите на переднем сиденье автомобиля справа от водителя. Он делает резкий поворот
налево. Вас вжимает в дверцу. Сила, с которой дверца давит на вас - центростремительная.
Заставляет вас двигаться по окружности. В соответствии с 3-им законом Ньютона вы действуете
на дверцу с равной и противоположно направленной силой - центробежной!
Если поворот дюже крутой (ну дюже!), то на дверце может даже остаться вмятина. Виртуальная?

[grigoriy]

Source of the post
Тогда получается, что в принципе и силы тяжести нету,

Блин, сколько горючки зазря спалили на Байконуре. Знать бы раньше...

[smiraleks]

Source of the post

Source of the post
Тогда получается, что в принципе и силы тяжести нету,

Блин, сколько горючки зазря спалили на Байконуре. Знать бы раньше...

А сколько дров и угля зазря спалили в паровых машинах.....