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




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3  След.
 
 Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение28.06.2017, 19:10 
Аватара пользователя


29/11/16
227
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

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение28.06.2017, 21:55 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
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
    $$\begin{gathered}\nabla\otimes\mathbf{g}=\nabla\otimes\Bigl(-\dfrac{GM\mathbf{r}}{r^3}\Bigr)=-GM\biggl[\dfrac{1}{r^3}(\nabla\otimes\mathbf{r})+\Bigl(\nabla\dfrac{1}{r^3}\Bigr)\otimes\mathbf{r}\biggr]=-GM\biggl[\dfrac{1}{r^3}\hat{\mathbf{1}}+\dfrac{-3}{r^5}\mathbf{r}\otimes\mathbf{r}\biggr]\\
\mathbf{F}(\mathbf{r},\Delta\mathbf{r})=m(\nabla\otimes\mathbf{g})\,\Delta\mathbf{r}=GMm\biggl[3\dfrac{\mathbf{r}(\mathbf{r}\,\Delta\mathbf{r})}{r^5}-\dfrac{\Delta\mathbf{r}}{r^3}\biggr]=GMm\biggl[\dfrac{2\Delta\mathbf{r}_\parallel-\Delta\mathbf{r}_\perp}{r^3}\biggr].\end{gathered}$$

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 12:21 
Аватара пользователя


29/11/16
227
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 12:39 
Заслуженный участник


28/12/12
7777
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 12:55 
Аватара пользователя


29/11/16
227
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 13:01 
Заслуженный участник


04/03/09
906
Для решения задачи 7.11 надо знать только закон всемирного тяготения, и больше ничего. Даже никаких вычислений не требуется, просто подставить.

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 13:07 
Заслуженный участник


28/12/12
7777
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 13:48 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 14:05 


05/09/16
11533
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 14:49 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 15:09 


05/09/16
11533
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 15:11 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
wrest
post1230315.html#p1230315

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 15:14 


05/09/16
11533
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 15:16 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
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 :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливы и отливы. ФЛФ задача 7.11 к вып. 1
Сообщение29.06.2017, 15:18 
Аватара пользователя


29/11/16
227
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.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 33 ]  На страницу 1, 2, 3  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

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