2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




На страницу 1, 2, 3  След.
 
 Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение28.06.2017, 19:10 
Аватара пользователя
Вопрос по Фейнмановским лекциям по физике, задача 7.11 к вып. 1 (djvu) (стр. 22 png), ПО для просмотра djvu/pdf

(Оффтоп)

http://foto.meta.ua/allsize/9223647/orig/


В гл. 7 Фейнман объясняет GIF, что центробежная сила и сила притяжения Луны уравновешены в центре Земли. Как это можно доказать? Правильно ли я думаю, что мы можем заменить Землю на скопление материальных точек и сложить силы по всем этим точкам? Так как центробежная сила меняется линейно \omega^2 x, то можно заменить все силы средней силой. Поле Луны меняется на удалении 384 400 км почти линейно, поэтому можно заменить все гравитационные силы средней силой. Т.о. Землю можно заменить точкой, расположенной в ее центре.

Посредством точных построений мной было найдено, что центробежное ускорение и поле Луны создают результирующее подъемное ускорение в плоскости лунной орбиты (и параллельных плоскостях) https://s.sender.mobi/u/image/2017/6/11/1jJF_T7wN/-.PNG . Таким образом должно создаваться не два горба, а один в плоскости орбиты Луны. Где моя ошибка?

Какой конкретно разницей ускорений объясняются горбы: имеем разницу (4.51 - 4.36)\times 10^{-5} в плоскости орбиты Луны и разницу (4.36 - 3.38)\times 10^{-5} для точки на экваторе Земли https://s.sender.mobi/u/image/2017/6/13/RbKFMbFq0/-.PNG

 
 
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение28.06.2017, 21:55 
Аватара пользователя
Uchitel'_istorii в сообщении #1230244 писал(а):
Где моя ошибка?

Где-то в "точных построениях", в которых вряд ли кому охота копаться.

На самом деле, задача решается аналитически и очень просто.

-- 28.06.2017 21:58:25 --

    Munin в сообщении #1043454 писал(а):
    Формулу для приливных сил (не "приливной силы") вам приводили неоднократно, это
    $$\begin{gathered}\nabla\otimes\mathbf{g}=\nabla\otimes\Bigl(-\dfrac{GM\mathbf{r}}{r^3}\Bigr)=-GM\biggl[\dfrac{1}{r^3}(\nabla\otimes\mathbf{r})+\Bigl(\nabla\dfrac{1}{r^3}\Bigr)\otimes\mathbf{r}\biggr]=-GM\biggl[\dfrac{1}{r^3}\hat{\mathbf{1}}+\dfrac{-3}{r^5}\mathbf{r}\otimes\mathbf{r}\biggr]\\
\mathbf{F}(\mathbf{r},\Delta\mathbf{r})=m(\nabla\otimes\mathbf{g})\,\Delta\mathbf{r}=GMm\biggl[3\dfrac{\mathbf{r}(\mathbf{r}\,\Delta\mathbf{r})}{r^5}-\dfrac{\Delta\mathbf{r}}{r^3}\biggr]=GMm\biggl[\dfrac{2\Delta\mathbf{r}_\parallel-\Delta\mathbf{r}_\perp}{r^3}\biggr].\end{gathered}$$

 
 
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 12:21 
Аватара пользователя
Это же задача к гл. 7. К этому моменту не объяснены: векторы, силы, поля, градиент. Думаю, Фейнман предполагал, что задачу можно решить с той информацией, что он к этому моменту дал.

В другой книге обнаружил, что центробежная сила одинакова для любой мат. точки (или относительно малой по объему выемки), т.е. центробежное ускорение меняется не по закону \omega ^2 x , а равно центробежному ускорению в центре Земли = const. Но почему? Мне кажется , то, что период вращения Земли не синхронизирован, не должно ни на что влиять -- движения просто накладываются.

 
 
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 12:39 
Uchitel'_istorii в сообщении #1230432 писал(а):
В другой книге обнаружил, что центробежная сила одинакова для любой мат. точки (или относительно малой по объему выемки), т.е. центробежное ускорение меняется не по закону $\omega ^2 x$ , а равно центробежному ускорению в центре Земли $= \operatorname{const}$. Но почему?

Тут бы ссылку на книгу или хотя бы точную цитату.

 
 
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 12:55 
Аватара пользователя
Роджерс Э. Физика для любознательных. Том 2. Наука о земле и вселенной. Молекулы и энергия. М.: Мир, 1970 http://mechmath.ipmnet.ru/lib/?s=phelem ... 86&get=686
стр. 276 - 279gif
стр. 278:
Цитата:
показывает, что эта сила равна 100 ньютон. Во всех других точках А, В, С, ... сила, действующая в направлении Луны, такая же — 100 ньютон, но лунное притяжение равно 97 ньютон, в точке А и 303 ньютон в точке С.

 
 
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 13:01 
Для решения задачи 7.11 надо знать только закон всемирного тяготения, и больше ничего. Даже никаких вычислений не требуется, просто подставить.

 
 
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 13:07 
Uchitel'_istorii
Как-то весьма невнятно написано.

-- 29.06.2017, 17:11 --

Uchitel'_istorii в сообщении #1230244 писал(а):
Так как центробежная сила меняется линейно $\omega^2 x$, то можно заменить все силы средней силой.

Ага.

Uchitel'_istorii в сообщении #1230244 писал(а):
Поле Луны меняется на удалении 384 400 км почти линейно, поэтому можно заменить все гравитационные силы средней силой.

Как писал еще Ньютон, любое сферически-симметричное распределение масс дает снаружи такое же гравитационное поле, как и точечная масса, расположенная в центре. Независимо от расстояния.

 
 
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 13:48 
Аватара пользователя
Uchitel'_istorii в сообщении #1230432 писал(а):
Это же задача к гл. 7. К этому моменту не объяснены: векторы, силы, поля, градиент.

Так мы обсуждаем, как задачу решить при условиях курса Фейнмана, или каков в ней ответ вообще?
В первом случае, вы должны сначала сами хорошо знать правильный ответ. А у вас его не представлено.

-- 29.06.2017 13:57:17 --

Да, Роджерса в этом месте лучше не читать. Написано ужасно невнятно. Объяснения в стиле "мы скажем вам невесть какие формулы, главное, вы в них подставите числа и сами во всём убедитесь" - как будто именно подстановка чисел убеждает. Ну, американского читателя - может быть.

 
 
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 14:05 
Uchitel'_istorii в сообщении #1230244 писал(а):
Какой конкретно разницей ускорений объясняются горбы:

У меня разница ускорений получилась $2,4 \cdot 10^{-6}$ метров на секунду в квадрате.

 
 
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 14:49 
Аватара пользователя
Uchitel'_istorii в сообщении #1230244 писал(а):
Поле Луны меняется на удалении 384 400 км почти линейно, поэтому можно заменить все гравитационные силы средней силой.

Нельзя, конечно же. Точнее, можно, но тогда приливов вы не получите.

 
 
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 15:09 
Uchitel'_istorii в сообщении #1230244 писал(а):
Какой конкретно разницей ускорений объясняются горбы:

Горбы объясняются неоднородностью гравитационного поля Луны. На ближней к Луне поверхности Земли притяжение со стороны Луны больше, а на дальней от Луны поверхности Земли - меньше (убывает по квадрату расстояния).

Производная от обратного квадрата (так меняется ускорение свободного падения от расстояния) -- два обратных куба.
Приращение функции примерно равно произведению производной функции на приращение аргумента, $\Delta f(x) \approx f'(x)\cdot \Delta x$.

Дальше я все подставил (константы, расстояния, массы и т.п.) и получил что ускорения на ближней к Луне и дальней от Луны точках на поверхности земли отличаются на $2,4 \cdot 10^{-6}$ метров на секунду в квадрате.

 
 
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 15:11 
Аватара пользователя
wrest
post1230315.html#p1230315

 
 
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 15:14 
Munin
Ну я написал вообще все выкладки, но поскольку тут ПРР, не стал их приводить.
А вы на что намекаете? Я в "точные построения" не вникал, ибо неохота копаться :lol:
А... вы формулу привели. Ну я сразу ужаснулся и в вашу формулу вникать тоже не стал. Ща гляну.

 
 
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 15:16 
Аватара пользователя
wrest в сообщении #1230497 писал(а):
Ну я написал вообще все выкладки

Отлично, пришлите их мне в ЛС, пожалуйста.

wrest в сообщении #1230497 писал(а):
Я в "точные построения" не вникал, ибо неохота копаться :lol: .

И я :-)

 
 
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 15:18 
Аватара пользователя
Munin в сообщении #1230487 писал(а):
Uchitel'_istorii в сообщении #1230244 писал(а):
Поле Луны меняется на удалении 384 400 км почти линейно, поэтому можно заменить все гравитационные силы средней силой.

Нельзя, конечно же. Точнее, можно, но тогда приливов вы не получите.

Это я пытался доказать, что при такой замене сумма всех гравитационных сил не изменится, и отсюда -- что центробежная сила точно компенсируется гравитационной силой именно в центре Земли.


DimaM в сообщении #1230446 писал(а):
Uchitel'_istorii

Uchitel'_istorii в сообщении #1230244 писал(а):
Поле Луны меняется на удалении 384 400 км почти линейно, поэтому можно заменить все гравитационные силы средней силой.

Как писал еще Ньютон, любое сферически-симметричное распределение масс дает снаружи такое же гравитационное поле, как и точечная масса, расположенная в центре. Независимо от расстояния.

Как я понимаю, тело генерирует поле неотличимое от поля точки. Но нигде не сказано , что тело, попавшее в поле, ведет себя , как точка. Фейнман это дает в гл. 13.

wrest в сообщении #1230468 писал(а):
Uchitel'_istorii в сообщении #1230244 писал(а):
Какой конкретно разницей ускорений объясняются горбы:

У меня разница ускорений получилась $2,4 \cdot 10^{-6}$ метров на секунду в квадрате.

Гравиметр считает и центробежное ускорение. Мне кажется, недостаточно просто подсчитать поле Луны на ближней и дальней сторонах Земли.




Munin в сообщении #1230464 писал(а):
Uchitel'_istorii в сообщении #1230432 писал(а):
Это же задача к гл. 7. К этому моменту не объяснены: векторы, силы, поля, градиент.

Так мы обсуждаем, как задачу решить при условиях курса Фейнмана, или каков в ней ответ вообще?
В первом случае, вы должны сначала сами хорошо знать правильный ответ. А у вас его не представлено.


Есть вопросы и по задаче, и по тексту в гл. 7. По тексту неясно, почему суммарная центробежная сила и суммарная гравитационная сила сбалансированы в центре Земли. И если это так, то как отсюда выплывает, что должно быть 2 горба. По моим построениям тоже получается незначительная разница на ближней ( дальней ) стороне и по бокам Земли. Но разница на порядок больше получается в плоскости Луны и сверху (снизу ) от этой плоскости. Т.е. я пока не убедился, что результирующее от центробежного и гравитационного ускорений может объяснить эффект приливов.

 
 
 [ Сообщений: 33 ]  На страницу 1, 2, 3  След.


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group