Движение шайбы по конусу

Аватар пользователя
Рубен
Сообщений: 5756
Зарегистрирован: 04 май 2010, 21:00

Движение шайбы по конусу

Сообщение Рубен » 29 янв 2014, 10:44

Anik писал(а):Source of the post Так у меня так и есть! См. рисунок. Там начальная скорость строго горизонтальна и имеет строго определённое значение, заданное значение $$v$$.
Нет, у вас, к сожалению, не так. Скорость с самого начала должна быть именно такой, чтобы шарик не скатывался вниз, а вращался по окружности на той же высоте.


А это ещё для чего? Что это даст?
Тогда вы решите, наконец, свою задачу.
Последний раз редактировалось Рубен 27 ноя 2019, 21:42, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
zam2
Сообщений: 3760
Зарегистрирован: 13 авг 2013, 21:00

Движение шайбы по конусу

Сообщение zam2 » 29 янв 2014, 11:06

Anik писал(а):Source of the post Мне моя механическая интуиция подсказывает, что такое движение, как вы нарисовали, тоже возможно, но только в том случае, если начальная скорость шарика имеет составляющую, направленную к вершине конуса (а не только горизонтальную).
Такая составляющая появится через бесконечно малое время, если только начальная скорость не равна скорости, обеспечивающей движение по окружности на фиксированной высоте.
Последний раз редактировалось zam2 27 ноя 2019, 21:42, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
zam2
Сообщений: 3760
Зарегистрирован: 13 авг 2013, 21:00

Движение шайбы по конусу

Сообщение zam2 » 29 янв 2014, 11:16

Anik писал(а):Source of the post Движение в центральном поле под действием силы обратно пропорциональной квадрату расстояния от центра, даёт эллиптическую орбиту с фокусом в центре силы, но она не прецессирует!
Похоже, что у Ландау там без ТО не обошлось.
Цитата (набираю вручную с бумажной книги): "Существует лишь два типа центральных полей, в которых все траектории финитных движений замкнуты. Это поля, в которых потенциальная энергия частицы пропорциональна $$\frac {1} {r}$$ или $$r^2$$". Первый случай - это кеплерова задача. Именно в ней получается эллипс с фокусом в центре поля. Второй мы разбирали где-то в сентябре (шарик на пружинке/резинке) - вы мне еще книгу Лойтянского рекламировали. Там центр эллипса совпадает с центром поля. Во всех других случаях траектория не замкнута.
Нет там никакой ТО. Релятивистская механика вводится на 6 глав позже.
Последний раз редактировалось zam2 27 ноя 2019, 21:42, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Anik
Сообщений: 3743
Зарегистрирован: 27 июн 2013, 21:00

Движение шайбы по конусу

Сообщение Anik » 29 янв 2014, 11:48

zam2 писал(а):Source of the post
Anik писал(а):Source of the post Мне моя механическая интуиция подсказывает, что такое движение, как вы нарисовали, тоже возможно, но только в том случае, если начальная скорость шарика имеет составляющую, направленную к вершине конуса (а не только горизонтальную).
Такая составляющая появится через бесконечно малое время, если только начальная скорость не равна скорости, обеспечивающей движение по окружности на фиксированной высоте.
Да, эта составляющая появиться сразу, но обеспечена она будет работой силы тяжести. Тогда приращение кинетической энергии шарика, в любой момент движения равна убыли потенциальной энергии. И когда шарик выходит на равновесное движение по окружности приращение его кинетической энергии равно приращению потенциальной энергии с обратным знаком.
Если же шарик в начале движения имел ещё добавочную кинетическую энергию, (связанную с начальной вертикальной скоростью), то при выходе на равновесную окружность эта добавочная энергия не будет скомпенсирована и шарик проскочит ту высоту, на которой расположена равновесная окружность.

Впрочем. такое движение можно себе представить, если по шарику равномерно вращающемуся по равновесной окружности, ударить, сообщив ему скоростное возмущение по направлению образующей конуса. Тогда плоскость вращения шарика перестанет быть горизонтальной, окружность обратится в эллипс, (т.к. орбита должна остаться плоской, а сечение конуса плоскостью есть эллипс с фокусом, где плоскость эллипса пересекается осью конуса).
Я очень сомневаюсь в том, чтобы этот эллипс прецессировал.


zam2 писал(а):Source of the post
Anik писал(а):Source of the post Движение в центральном поле под действием силы обратно пропорциональной квадрату расстояния от центра, даёт эллиптическую орбиту с фокусом в центре силы, но она не прецессирует!
Похоже, что у Ландау там без ТО не обошлось.
Цитата (набираю вручную с бумажной книги): "Существует лишь два типа центральных полей, в которых все траектории финитных движений замкнуты. Это поля, в которых потенциальная энергия частицы пропорциональна $$\frac {1} {r}$$ или $$r^2$$". Первый случай - это кеплерова задача. Именно в ней получается эллипс с фокусом в центре поля. Второй мы разбирали где-то в сентябре (шарик на пружинке/резинке) - вы мне еще книгу Лойтянского рекламировали. Там центр эллипса совпадает с центром поля. Во всех других случаях траектория не замкнута.
Нет там никакой ТО. Релятивистская механика вводится на 6 глав позже.
Да, (я знаю) но, в этих примерах нет прецессирующих орбит, согласитесь с этим!
Это только объяснение прецессии орбиты Меркурия с позиции ТО превозносится как триумф теории относительности!
Последний раз редактировалось Anik 27 ноя 2019, 21:42, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
zam2
Сообщений: 3760
Зарегистрирован: 13 авг 2013, 21:00

Движение шайбы по конусу

Сообщение zam2 » 29 янв 2014, 12:36

Anik писал(а):Source of the post ...т.к. орбита должна остаться плоской
Не вижу причин, заставляющих траекторию шарика быть плоской, то есть лежать в наклонной плоскости.
Anik писал(а):Source of the post Да, (я знаю) но, в этих примерах нет прецессирующих орбит, согласитесь с этим!
Именно. Утверждается (правда, без доказательства), что этими двумя случаями и исчерпывается множество замкнутых траекторий. То есть, при любой другой конструкции центрального поля траектория будет незамкнутой, за исключением некоторых вырожденных случаев.
Anik писал(а):Source of the post Это только объяснение прецессии орбиты Меркурия с позиции ТО превозносится как триумф теории относительности!
А что же это, как не триумф? Просто и элегантно объяснено наблюдаемое явление.
Последний раз редактировалось zam2 27 ноя 2019, 21:42, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Рубен
Сообщений: 5756
Зарегистрирован: 04 май 2010, 21:00

Движение шайбы по конусу

Сообщение Рубен » 29 янв 2014, 12:38

Anik писал(а):Source of the post И когда шарик выходит на равновесное движение по окружности
К сожалению, не выходит. Вам ранее было сказано, что равенство нулю главного вектора силы не обеспечивает еще движение по окружности.
Последний раз редактировалось Рубен 27 ноя 2019, 21:42, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Anik
Сообщений: 3743
Зарегистрирован: 27 июн 2013, 21:00

Движение шайбы по конусу

Сообщение Anik » 29 янв 2014, 12:48

Рубен писал(а):Source of the post
Anik писал(а):Source of the post И когда шарик выходит на равновесное движение по окружности
К сожалению, не выходит. Вам ранее было сказано, что равенство нулю главного вектора силы не обеспечивает еще движение по окружности.
Это ещё что за: "главный вектор силы"? Не понял!
Последний раз редактировалось Anik 27 ноя 2019, 21:42, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Рубен
Сообщений: 5756
Зарегистрирован: 04 май 2010, 21:00

Движение шайбы по конусу

Сообщение Рубен » 29 янв 2014, 13:07

Векторная сумма всех сил, действующих на тело (шайбу). Просто, чтобы не писать "векторная сумма всех сил...", коротко говорят: "главный вектор".
Последний раз редактировалось Рубен 27 ноя 2019, 21:42, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Anik
Сообщений: 3743
Зарегистрирован: 27 июн 2013, 21:00

Движение шайбы по конусу

Сообщение Anik » 29 янв 2014, 13:17

Рубен писал(а):Source of the post
Векторная сумма всех сил, действующих на тело (шайбу). Просто, чтобы не писать "векторная сумма всех сил...", коротко говорят: "главный вектор".
И по-вашему, когда главный вектор силы равен нулю, должно происходить движение по окружности?
***При движении по равновесной окружности главный вектор силы, действующей на шарик, направлен по нормали к внутренней поверхности конуса в сторону оси конуса. Это равнодействующая двух сил: центробежной и силы тяжести, только в обратном направлении. См. рисунок.
Последний раз редактировалось Anik 27 ноя 2019, 21:42, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Рубен
Сообщений: 5756
Зарегистрирован: 04 май 2010, 21:00

Движение шайбы по конусу

Сообщение Рубен » 29 янв 2014, 13:29

Anik писал(а):Source of the post И по-вашему, когда главный вектор силы равен нулю, должно происходить движение по окружности?

Рубен писал(а):Source of the post равенство нулю главного вектора силы не обеспечивает еще движение по окружности.


Anik писал(а):Source of the post ***При движении по равновесной окружности главный вектор силы, действующей на шарик, направлен по нормали к внутренней поверхности конуса в сторону оси конуса.
И вновь ошибка. Главный вектор при движении по окружности (в неИСО, разумеется) равен нулю.

Это равнодействующая двух сил: центробежной и силы тяжести, только в обратном направлении. См. рисунок.
Эта равнодействующая - вектор реакции конуса, но не главный вектор.
Последний раз редактировалось Рубен 27 ноя 2019, 21:42, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test


Вернуться в «Физика»

Кто сейчас на форуме

Количество пользователей, которые сейчас просматривают этот форум: нет зарегистрированных пользователей и 23 гостей