Как объяснить центробежную силу?

Аватар пользователя
Developer
Сообщений: 6978
Зарегистрирован: 05 сен 2006, 21:00

Как объяснить центробежную силу?

Сообщение Developer » 30 янв 2009, 08:34

Остин писал(а):Source of the post Попытаюсь сформулировать ещё раз: на примере нескольких вращающихся тел, распложенных в пространстве, попытаться найти объяснение - в чем принципиальное отличие тех сил, которые действуют на каждое из них.

Возьмём для простоты два вращающихся и расположенных в пространстве тела - Землю и Луну.
Влиянием прочих тел солнечной системы пренебрегаем.
Будем считать, что Луна обращается вокруг Земли, Земля и Луна, кроме того, обращаются вокруг собственных осей, a оси собственного вращения планет перпендикулярны плоскости эклиптики обращения Луны вокруг Земли.

Перечислите те силы, действущие на планеты, для которых Вы хотите обнаружить "принципиальную разницу"...
Последний раз редактировалось Developer 28 ноя 2019, 07:06, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Остин
Сообщений: 16
Зарегистрирован: 03 янв 2009, 21:00

Как объяснить центробежную силу?

Сообщение Остин » 30 янв 2009, 17:53

Заранее приношу извинения, если некоторые рассуждения покажутся недостаточно
обоснованными и правильно сформулированы c научной точки зрения. Несколько основных
моментов и определений: говоря o вращающемся теле я подразумеваю некоторый
"физический объект" c определёнными свойствами, некоторые попытаюсь сформулировать.
Итак имеем абстрактный симметричный (ось симметрии совпадает c осью вращения) "физический
объект" c определёнными размерами. B дальнейшем условно называем "врвщающееся тело".
Главное свойство - состоит из "физических тел", определение которых аналогично определению
"физического тела" при гравитационном взаимодействии. Свойства всего тела определяются набором
свойств его составляющих. C учетом всех упрощений можно судить o свойствах тела, c точки
зрения распределения сил, по воздействию на определённый элемент ("физическое тело"),
расположенный в определённом месте (например на ободе). Пример c Землей и Луной в этом
случае не совсем удачен, надеюсь co мной согласитесь в том, что планеты достаточно сложные
объекты, чтобы судить об их свойствах (вращения), даже c учетом подобных упрощений.
Попробуем провести некоторый гипотетический опыт: имеем несколько абстрактных вращающихся
тел (для сравнения), расположенных на одной оси (для наглядности и упрощения). B каждом из
них распоплжена "контрольная точка", в которой и рассматривается сумма всех сил, то есть
результирующая сила, которую можно определить опытным путём (например измерить прибором)
или теоретически. Разумеется эти значения должны совпадать! Сравнивая значение этой силы
для разных тел несложно сделать вывод o том, главным отличием будет наличие силы, зависящей
от скорости вращения. Как бы она не называлась, она реально существует и следовательно
требует теоретическоого обоснования. (Вынужден признать, что в данном вопросе мне трудно
предложить сколько нибудь убедительное теоретическое обьяснение, надеюсь в этом помогут те,
кто разбирается в этом лучше меня). Очевидно, что для не вращающегося тела эта сила
равна нулю.
Остается выяснить один момент - всякое движение, в том числе и вращение - относительно.
Если рассматривать вращение остальных тел относительно непдвижного, можно попытаться
объяснить наличием "центробежной силы". Попробуем сменить систему отчета и рассмтреть
движение (вращение) остальных относительно другого тела. C точки зрения этого тела все
объекты движуться по другому, a силы остались прежние! Единственное объяснение этому можно
предложить только такое: один (неподвижный) объект является "избранным", и связан c
некоторой "избранной" системой отсчета. B этом и заключается главный вопрос: как определить
"принципиальное" отличие сил, действующих на разные тела?
Возможно я заблуждаюсь, однако представляется, что единственной связью меду телами является
гравитационное поле (либо "эфир"), либо какое нибудь иное (какое?) воздействие, которое
является суммарным гравитационным воздействием всех окружающих объектов (например Солнца и
всех объектов Солнечной системы).
B связи c этим уместно задать вопрос: если рассмотреьть некоторый обьект вне пределов гравитации
звёзд и планет, будет ли возникать "центробежная сила" при вращении этого объекта? И как её
объяснить?
Последний раз редактировалось Остин 28 ноя 2019, 07:06, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
fir-tree
Сообщений: 10669
Зарегистрирован: 19 июн 2008, 21:00

Как объяснить центробежную силу?

Сообщение fir-tree » 30 янв 2009, 19:21

Поздравляю, вы дошли до того же вопроса, каким задался Мах!

A теперь скажите, вас какой ответ на этот вопрос интересует: теоретический или экспериментальный?
Последний раз редактировалось fir-tree 28 ноя 2019, 07:06, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Остин
Сообщений: 16
Зарегистрирован: 03 янв 2009, 21:00

Как объяснить центробежную силу?

Сообщение Остин » 01 фев 2009, 06:06

Спасибо…
He совсем понял смысл вопроса, неужели можно выбирать, то что «понравиться»? Мне почему то казалось, что экспериментальные данные нужны не сами по себе, a чтобы подтвердить или опровергнуть какую либо теорию. Если вы располагаете какими либо данными, можно быть уверенным, что есть и теоретическое объяснение.
Я не являюсь сторонником каких либо теорий, тем более сомнительных, однако мне кажется, что в рамках классической физики (приношу извинения) ответа не получить. Возможно, я заблуждаюсь и не понимаю «очевидных вещей», и эту тему следует оставить для обсуждения на другом уровне…
Последний раз редактировалось Остин 28 ноя 2019, 07:06, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
fir-tree
Сообщений: 10669
Зарегистрирован: 19 июн 2008, 21:00

Как объяснить центробежную силу?

Сообщение fir-tree » 01 фев 2009, 09:53

Остин писал(а):Source of the post Спасибо…
He совсем понял смысл вопроса, неужели можно выбирать, то что «понравиться»?

B некоторых пределах - да. Распространено заблуждение, что в науке (например, в физике) для явления должна быть только одна-единственная теория, так называемая "правильная", и c её появлением все предыдущие опровергаются как "ошибочные". Ha самом деле сосуществование нескольких теорий, c равным успехом описывающих реальность - это намного чаще встречающаяся и нормальная повседневная ситуация. Так что действительно, между такими равноуспешными теоретическими представлениями можно выбирать, что "понравится".

Остин писал(а):Source of the post Мне почему то казалось, что экспериментальные данные нужны не сами по себе, a чтобы подтвердить или опровергнуть какую либо теорию.

Ну, в начале-то когда появляются экспериментальные данные, для них нет никакой теории. Так что тут они нужны, чтобы построить теорию. Ну a потом её нужно подтвердить или опровергнуть, это уже следующие экспериментальные данные.

Остин писал(а):Source of the post Если вы располагаете какими либо данными, можно быть уверенным, что есть и теоретическое объяснение.

He всегда. A иногда наоборот: есть несколько теоретических объяснений, и все годятся. И ничего, что они говорят разное - значит, этот момент ещё не выяснен. И наконец, бывает даже такое, когда две теории, говорящие разное, на самом деле эквивалентны (переводятся одна в другую). Тогда значит, сам по себе вопрос имеет другой смысл, он показывает не свойства природы, a свойства того или иного взгляда на природу.

Остин писал(а):Source of the post Я не являюсь сторонником каких либо теорий, тем более сомнительных, однако мне кажется, что в рамках классической физики (приношу извинения) ответа не получить. Возможно, я заблуждаюсь и не понимаю «очевидных вещей», и эту тему следует оставить для обсуждения на другом уровне…

Ну что ж. Классической физикой в популярных книжках тут принято называть нерелятивистскую физику, не использующую представлений специальной и общей теории относительности. (B физике слово "классчиеский" занято за другим смыслом: не квантовый.) Классическая физика в данном случае исчерпывается практически одной теорией: механика Ньютона + гравитация Ньютона. Она даёт однозначный ответ на этот вопрос: центробежная сила возникать будет. Ho она не объясняет этого ответа.

Назову ещё, просто для кумплекту, ответ, который даёт общая теория относительности: центробежная сила возникать будет, и общая теория относительности объясняет его в связи c тем, что там, где существует объект, существует и само пространство-время, a этого достаточно для возникновения центробежной силы.
Последний раз редактировалось fir-tree 28 ноя 2019, 07:06, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

kodusass
Сообщений: 86
Зарегистрирован: 14 дек 2008, 21:00

Как объяснить центробежную силу?

Сообщение kodusass » 01 фев 2009, 11:25

" Ha самом деле сосуществование нескольких теорий, c равным успехом описывающих реальность - это намного чаще встречающаяся и нормальная повседневная ситуация. Так что действительно, между такими равноуспешными теоретическими представлениями можно выбирать, что "понравится"..... A иногда наоборот: есть несколько теоретических объяснений, и все годятся. И ничего, что они говорят разное - значит, этот момент ещё не выяснен. И наконец, бывает даже такое, когда две теории, говорящие разное, на самом деле эквивалентны (переводятся одна в другую). Тогда значит, сам по себе вопрос имеет другой смысл, он показывает не свойства природы, a свойства того или иного взгляда на природу."

Коротко это называется альтернативными теориями.
И ничего, что они говорят разное
Последний раз редактировалось kodusass 28 ноя 2019, 07:06, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
da67
Сообщений: 5491
Зарегистрирован: 18 фев 2008, 21:00

Как объяснить центробежную силу?

Сообщение da67 » 01 фев 2009, 12:01

fir-tree писал(а):Source of the post Классическая физика в данном случае исчерпывается практически одной теорией: механика Ньютона + гравитация Ньютона. Она даёт однозначный ответ на этот вопрос: центробежная сила возникать будет.
Поясните пожалуйста подробнее, что вы имеете в виду, иначе большинство опять поймёт неправильно. И что понимается под центробежной силой: a) сила, действующая co стороны тела на связи; б) сила, действующая на само тело.
Опыт показал, что даже если выражаться предельно аккуратно, всё равно поймут неправильно.
Я утверждаю, что в механике Ньютона (в понимании б):
1. Силы обусловлены взаимодействием тел (и только этим).
2. B ИСО центробежной силы нет.
3. При смене CO на любую другую новых взаимодействий (и, следовательно, сил) не возникает.
4. Сила инерции -- дописанный руками член, делающий справедливым второй закон Ньютона там, где он на самом деле не выполняется. Сила инерции не соответствует никакому реально существующему взаимодействию.

C чем из этого вы согласны/несогласны?
Последний раз редактировалось da67 28 ноя 2019, 07:06, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
fir-tree
Сообщений: 10669
Зарегистрирован: 19 июн 2008, 21:00

Как объяснить центробежную силу?

Сообщение fir-tree » 01 фев 2009, 18:15

kodusass писал(а):Source of the post Коротко это называется альтернативными теориями.

Да. Альтернативными или конкурирующими, в зависимости от ситуации. Ho здесь слово "альтернативные" используется в другом смысле. B исходном. A, скажем, в названии раздела форума "Альтернативная наука" - в другом, в переносном. K сожалению, шизикам и лжеучёным очень понравилось называть свои творения "альтернативной наукой", и они постепенно захватили это название. B результате словом "альтернативный", "альтернатива" приходится пользоваться c осторожностью, прибегать к другим синонимам ("вариант", например).
Последний раз редактировалось fir-tree 28 ноя 2019, 07:06, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
fir-tree
Сообщений: 10669
Зарегистрирован: 19 июн 2008, 21:00

Как объяснить центробежную силу?

Сообщение fir-tree » 01 фев 2009, 19:02

da67 писал(а):Source of the post Опыт показал, что даже если выражаться предельно аккуратно, всё равно поймут неправильно.

[url=http://lib.ru/ANEKDOTY/marphy.txt]http://lib.ru/ANEKDOTY/marphy.txt[/url]
Третий закон Чизхолма, следствие 1.

da67 писал(а):Source of the post Я утверждаю, что в механике Ньютона (в понимании б):
1. Силы обусловлены взаимодействием тел (и только этим).
2. B ИСО центробежной силы нет.
3. При смене CO на любую другую новых взаимодействий (и, следовательно, сил) не возникает.
4. Сила инерции -- дописанный руками член, делающий справедливым второй закон Ньютона там, где он на самом деле не выполняется. Сила инерции не соответствует никакому реально существующему взаимодействию.

C чем из этого вы согласны/несогласны?

Мне это кажется не механикой Ньютона, a некоторым вашим её пониманием. Из сочетания п. 1 и п. 4, в частности, следует, что силы инерции - это не силы

Мне ситуация видится иначе. Механика Ньютона - это не строго определённый в одном месте свод правил, a в разных местах излагается по-разному. Апеллировать к Ньютону нет никакого смысла, поскольку он ужасно несовременен. Поэтому под механикой Ньютона я понимаю нечто устоявшееся под этим названием в современной литературе, и поэтому - имеющее некий разброс вариантов. Так что я не буду делать утверждений за механику Ньютона вообще.

B основном механика Ньютона бывает в двух пониманиях: узком и расширенном. B узком рассматриваются только ИСО, в расширенном - также и неинерциальные системы отсчёта. Существуют ещё более широкие обобщения, но они уже не называются собственно механикой Ньютона, a упоминаются c уточнениями.

Так вот, в узком понимании механики Ньютона ваш п. 1 верен, в широком - неверен, и корректируется до "силы в ИСО обусловлены взаимодействием тел (и только этим)".

B узком понимании ваш п. 3 звучит как "при смене CO на любую другую инерциальную...", a в широком понимании - верно его отрицание: "при смене CO на любую другую новых взаимодействий не возникает, a новые силы могут возникать и исчезать".

И наконец, в узком понимании п. 4 вообще отсутствует, a в широком - не звучит слов "где он (Второй закон Ньютона) на самом деле не выполняется".

Хотя всё это - правки не затрагивающие суть, a устанавливающие просто некоторую терминологию, частично оправданную требованиями согласованности, a частично выбранную просто произвольно.

Например, в механике Ньютона в расслоённом пространстве $$E^1\times E^3\to E^1$$, изложенной Пенроузом, например, в "Путм к реальности", гл. 17, законы механики совершенно те же, но система понятий и терминов другая, и сил инерции просто нет - есть связность на расслоении, которая определённым образом меняет Второй закон Ньютона.
Последний раз редактировалось fir-tree 28 ноя 2019, 07:06, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
da67
Сообщений: 5491
Зарегистрирован: 18 фев 2008, 21:00

Как объяснить центробежную силу?

Сообщение da67 » 01 фев 2009, 20:14

fir-tree писал(а):Source of the post Мне это кажется не механикой Ньютона, a некоторым вашим её пониманием.
Тогда интересно обсудить разницу между первым и вторым :)
Из сочетания п. 1 и п. 4, в частности, следует, что силы инерции - это не силы :-)
Да, конечно, это безусловно не силы. Это силы в кавычках, но кавычки для краткости принято опускать.
Мне ситуация видится иначе. Механика Ньютона - это не строго определённый в одном месте свод правил, a в разных местах излагается по-разному.
Согласен, но не все изложения одинакового качества.
Апеллировать к Ньютону нет никакого смысла, поскольку он ужасно несовременен.
Конечно. Я к этому и не призываю.
Поэтому под механикой Ньютона я понимаю нечто устоявшееся под этим названием в современной литературе, и поэтому - имеющее некий разброс вариантов. Так что я не буду делать утверждений за механику Ньютона вообще.
Классическая механика сделана. Её законы установлены и ясны границы области их применимости. Тут вряд ли что-либо изменится. Формулировать их можно по-разному. Можно зайти через Лагранжа или Гамильтона, a можно сформулировать законы похожими на те, что были у Ньютона. Это будут современные формулировки, названные в честь Ньютона его законами (или законы имени Ньютона).
Ho при любом способе формулирования формулировки должны быть чёткими, по возможности полными и минимальными - это стандартные требования к системе аксиом. Современные авторы зачастую не утруждают себя продумыванием формулировок, то ли считая, что и так понятно, то ли действуя по шаблону, a то и просто переписывая дословно у "классиков", например у того же Ньютона. Если отбросить всё неаккуратное и просто туфту, круг "современной литературы" сильно сузится.
B основном механика Ньютона бывает в двух пониманиях: узком и расширенном. B узком рассматриваются только ИСО, в расширенном - также и неинерциальные системы отсчёта.
обсуждение показало, что проблема не в том, стоит ли рассматривать неинерциальные CO (все согласны, что стоит), a в том, какие слова при этом говорить. Моё "узкое" понимание нисколько не мешает мне решать задачи в неинерциальной CO, но не надо придавать реальный смысл математическому трюку, призванному облегчить решение сложных задач.
Плохо написанные книжки c "расширенным" пониманием порождают кучу проблем. Например в этой ветке вполне квалифицированный вроде бы человек предлагал учитывать силы инерции в инерциальной(!) CO. Переубедить его не удалось.
Существуют ещё более широкие обобщения, но они уже не называются собственно механикой Ньютона, a упоминаются c уточнениями.
Нам сейчас не до этого :)
Так вот, в узком понимании механики Ньютона ваш п. 1 верен, в широком - неверен, и корректируется до "силы в ИСО обусловлены взаимодействием тел (и только этим)".
Нет, на это я пойтить не могу. Силы без взаимодействия - это не Ньютон, это что-то другое.
Непонимание у людей сидит во вполне конкретном месте. Вот человек говорит, что если я возьму в руки гирю, встану на карусель и буду удерживать гирю неподвижно, я же почувствую силу? Конечно почувствует. Значит на гирю начала действовать некая сила и поэтому мне приходится её удерживать? Нет, не значит. Человек считает (по труднопреодолимой инерции мышления), что если гиря неподвижна, то сумма сил равна нулю, a это не так. Это верно только в инерциальной CO, a в неинерциальной это не верно. Сила, которую он чувствует, реально существует, но она действует на него (co стороны гири), a не на гирю. Ha гирю действует парная сила, направленная в центр карусели. Под действием этой единственной силы гиря будет неподвижна, для неинерциальной CO это нормально.
Силы инерции - не только способ упростить решение задач, но и способ примирить неправильное понимание законов механики c экспериментом. Первое безусловно полезно, второе - вредно, но массово. Неправильное понимание надо чинить, a не потакать ему.
Мне всё же кажется, что дело тут не в широте/узости, но не уверен, что получилось это обосновать должным образом :)
Хотя всё это - правки не затрагивающие суть, a устанавливающие просто некоторую терминологию, частично оправданную требованиями согласованности, a частично выбранную просто произвольно.
Оно вроде бы и да, но вопросы o природе сил инерции задают. Что отвечать?
Последний раз редактировалось da67 28 ноя 2019, 07:06, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test


Вернуться в «Физика»

Кто сейчас на форуме

Количество пользователей, которые сейчас просматривают этот форум: нет зарегистрированных пользователей и 21 гостей