Является ли бегущая дорожка инерциальной системой отсчета?

[Dan B-Yallay]

brigval в сообщении #1382345 писал(а):

на бегущей дорожке должен присутствовать (или отсутствовать) фактор, благодаря которому это отличие возникает. Что это за фактор?

Он может быть и психологическим. Человек на тренажере осознаёт ограниченность его размеров и подстраивается под этот фактор.

Другой возможный психологический фактор -- ощущение ненадёжной опоры под ногами вызывает стремление держаться по возможности вертикальнее, на случай ухода "земли" из под ног.

[rockclimber]

Red_Herring в сообщении #1382301 писал(а):

rockclimber в сообщении #1382294 писал(а):

А еще есть задача про самолет на беговой дорожке, не к ночи будь помянута

Есть такие беговые дорожки для самолетов. Авианосцами называются.

Я имел в виду знаменитую задачу про "взлетит - не взлетит".

[Red_Herring]

rockclimber в сообщении #1382552 писал(а):

Я имел в виду знаменитую задачу про "взлетит - не взлетит".

Вот для того, чтобы самолеты взлетели/сели в этот момент авианосцы движутся против ветра с максимальной скоростью (ок 30 узлов)

[rockclimber]

brigval в сообщении #1382345 писал(а):

rockclimber в сообщении #1382294 писал(а):

И вообще, начните с чего попроще. Допустим, ваша дорожка - это бетонная плита толщиной и шириной метр и длиной 200 метров, которая уложена на неподвижно закрепленные свободно вращающиеся железные валики, которые идут через каждые 10 метров и так до горизонта. И есть трос, который тянет плиту по валикам с постоянной скоростью. Рассмотрим систему отсчета, связанную с этой плитой. Она какая?

Не знаю. Если мы изменяем размеры полотна, то почему размеры и массу человека оставляем прежними?

А почему бы и нет? Кто нам запретит?

brigval в сообщении #1382345 писал(а):

rockclimber в сообщении #1382294 писал(а):

Если бегун отталкивается от неподвижной земли, он должен начать двигаться относительно земли. А он не начинает. Ошибку в вашем рассуждении ищите самостоятельно

Наверное, есть ощущение, что что-то не так. Не понимаю, что.

Физика - она про абстрагирование от неважного. Чем больше из задачи выкинуть, тем проще ее решать (как правило). Я ведь для того и предложил рассмотреть ту гигантскую бетонную плиту - благодаря ей можно не обращать внимания на то, с какой силой человек толкает плиту под собой, насколько она под весом человека прогибается и так далее. Это такая идеальная нерастяжимая непровисающая дорожка. Как установил еще Ньютон, система отсчета, связанная с этой бетонной "дорожкой", будет инерциальной. Про это, кажется, даже в школьном учебнике было - он рассматривал мысленный эксперимент, когда человек находился в закрытой каюте корабля. Если находиться в закрытой каюте, невозможно определить, движется ли корабль прямолинейно и равномерно, или стоит на месте. Вот у вас то же самое: бегун не сможет определить, по какой бетонной дороге он бежит - по движущейся или по покоящейся.
А дальше вам нужно в вашей задаче про беговую дорожку потихоньку уменьшать "идеальность" системы, возвращая обратно какие-то элементы, которыми вы пренебрегли ранее. Только не спешите, потому что вы в предыдущем сообщении вернули все и сразу и запутались моментально.

-- 18.03.2019, 00:04 --

Red_Herring в сообщении #1382553 писал(а):

rockclimber в сообщении #1382552 писал(а):

Я имел в виду знаменитую задачу про "взлетит - не взлетит".

Вот для того, чтобы самолеты взлетели/сели в этот момент авианосцы движутся против ветра с максимальной скоростью (ок 30 узлов)

А, понятно. Я просто не интересовался как-то тонкостями функционирования авианосцев.

[brigval]

Тогда, попробую вопрос поставить так.
Когда человек бежит по дорожке стадиона, его бег рассматриваем относительно неподвижной Земли.
Которая его притягивает и поэтому, собственно, и получается бег, как противодействие силе тяжести.
Когда между Землей и человеком помещаем бегущую дорожку, то на каком основании для рассмотрения движений необходимо заменять ИСО и связывать ее с бегущим полотном?
Только потому, что полотно движется как бы прямолинейно и равномерно?
Но ведь и проходящий недалеко поезд тоже движется прямолинейно и равномерно.
Почему бы для рассмотрения бега по бегущей дорожке не использовать ИСО связанную с поездом?

Поместим бегущую дорожку и бегуна в космос и будем рассматривать бег относительно ИСО связанной с движущемся полотном.
Мы не сможем этого рассмотреть. ИСО остается, бегун остается, а бега нет и не будет. Потому что нет влияния Земли.
Космонавты бегают, но их там привязывают к каркасу дорожки.

Вот если продолжать рассматривать бег в ИСО-Земля, то у меня вообще нет вопросов.
Почему-то, все видится понятным и естественным.
Когда человек опускается ногой на движущееся полотно это полотно начинает человека подкручивать относительно его центра масс.
Чтобы ему не упасть бегун делает своевременный толчок вверх (для этого, действительно, не надо наклонять корпус) и одновременно быстро подставляет вторую ногу.
И процесс повторяется.
Думаю, смысл понятен.

Правомерна ли замена ИСО при рассмотрения бега на движущемся полотне?
Или, все-таки, принципиальные основания для смены ИСО отсутствуют?


Добавлю. Тут рассматривал отталкивание от бегущего полотна в горизонтальном направлении.
А рассмотреть, наверное, надо в вертикальном.
Не буду расписывать, в надежде, что и так понытно.
В вертикальном направлении бегун на бегущей дорожке отталкивается в итоге от неподвижной Земли.
Хоть здесь-то я прав?

[EUgeneUS]

brigval в сообщении #1382577 писал(а):

Которая его притягивает и поэтому, собственно, и получается бег, как противодействие силе тяжести.

Это ошибка! Бег по горизонтальной поверхности не является "противодействием силе тяжести", чтобы под этими словами не подразумевалось.

brigval в сообщении #1382577 писал(а):

Почему бы для рассмотрения бега по бегущей дорожке не использовать ИСО связанную с поездом?

Пожалуйста, рассматривайте, этого никто не запрещает.

brigval в сообщении #1382577 писал(а):

В вертикальном направлении бегун на бегущей дорожке отталкивается в итоге от неподвижной Земли.

Чтобы бежать, а не подпрыгивать, бегуну нужно отталкиваться в _горизонтальном_ направлении, а не в вертикальном.
А чтобы отталкиваться в горизонтальном направлении должна быть ненулевая сила трения, а вот уже она обеспечивается силой тяжести, как следствие - силой реакции опоры и не нулевым коэффициентом трения.

[brigval]

EUgeneUS в сообщении #1382586 писал(а):

brigval в сообщении #1382577 писал(а):

Которая его притягивает и поэтому, собственно, и получается бег, как противодействие силе тяжести.

Это ошибка! Бег по горизонтальной поверхности не является "противодействием силе тяжести", чтобы под этими словами не подразумевалось.

Бег от ходьбы, например, отличается наличием фазы полета в каждом шаге.
Как можно полететь, оторваться от поверхности земли, без противодействия силе тяжести? Не понятно.

[wrest]

brigval в сообщении #1382577 писал(а):

Когда между Землей и человеком помещаем бегущую дорожку, то на каком основании для рассмотрения движений необходимо заменять ИСО и связывать ее с бегущим полотном?
Только потому, что полотно движется как бы прямолинейно и равномерно?
Но ведь и проходящий недалеко поезд тоже движется прямолинейно и равномерно.
Почему бы для рассмотрения бега по бегущей дорожке не использовать ИСО связанную с поездом?

Дык можно и с поездом. Все ИСО эквивалентны.

brigval в сообщении #1382577 писал(а):

Поместим бегущую дорожку и бегуна в космос и будем рассматривать бег относительно ИСО связанной с движущемся полотном.
Мы не сможем этого рассмотреть. ИСО остается, бегун остается, а бега нет и не будет. Потому что нет влияния Земли.

Ну тут такое дело... Вообще-то, формально, ни неподвижная Земля, ни неподвижная беговая дорожка не являются инерциальными системами отсчета, как раз из-за силы тяжести (и ещё из-за вращения Земли). Вот если вы свяжете систему отсчета со свободно падающим телом, тогда в какой-то окрестности этого тела можно говорить что система отсчета - инерциальная. Это немножко переворачивает все с ног на голову, но тут уж такова селя ви. Так что система отсчета связанная с например международной космической станцией (в которой сама МКС неподвижна), в некоторой окрестности (скажем, внутри МКС) как раз будет инерциальной: если на тело не действовать внешними силами, оно будет покоиться или двигаться равномерно-прямолинейно и не будет никуда падать.

В общем, теперь примерно ясно ваше затруднение: вам надо понять, что такое "инерциальная система отсчета".

[brigval]

wrest в сообщении #1382593 писал(а):

В общем, теперь примерно ясно ваше затруднение: вам надо понять, что такое "инерциальная система отсчета".

Получается, если я это пойму, то я сразу пойму и почему бег по неподвижной дороге рассматривают только относительно земли,
а бег по движущемуся полотну следует рассматривать только относительно этого полотна?
Но ведь уже доказано, что бег на бегущей дорожке не эквивалентен бегу на полотне.
А если рассматривать бег на бегущей дорожке относительно ИСО-движущееся полотно, то оба бега должны быть эквивалентны.
В чем засада?
В принципе, все высказал. Может, вопросы ставлю не корректно. Ну как есть, так есть.

[wrest]

brigval в сообщении #1382596 писал(а):

Но ведь уже доказано, что бег на бегущей дорожке не эквивалентен бегу на полотне.

А ещё доказано, что бег по траве неэквивалентен бегу по асфальту, а бегать по асфальту неэквивалентно бегу по резине. Бег в обуви не эквивалентен бегу босиком. Рекорды по конькобежному спорту больше ставили в Медео, чем где-то на уровне моря. Бег по ветру неэквивалентен бегу против ветра. И так далее и тому подобное.

brigval в сообщении #1382596 писал(а):

В чем засада?

В приписывании следствий не тем причинам.

brigval в сообщении #1382596 писал(а):

Получается, если я это пойму, то я сразу пойму и почему бег по неподвижной дороге рассматривают только относительно земли, а бег по движущемуся полотну следует рассматривать только относительно этого полотна?

Сразу вы вряд ли поймете что-то, потому что в ваших вопросах вы делаете неверные утверждения, то есть вы уже настроены на что-то заранее. "рассматривают только..." - с чего вы взяли, что рассматривают только так и никак иначе? На то она и относительность, что рассматривать можно относительно чего угодно, при условии корректного применения правил перехода с одной точки рассмотрения на другую.

[EUgeneUS]

brigval в сообщении #1382596 писал(а):

Получается, если я это пойму, то я сразу пойму и почему бег по неподвижной дороге рассматривают только относительно земли, а бег по движущемуся полотну следует рассматривать только относительно этого полотна?

Нет, Вы поймете другое - все ИСО эквивалентны. И выбор какой-то ИСО среди других - это вопрос исключительно удобства.

brigval в сообщении #1382596 писал(а):

Но ведь уже доказано, что бег на бегущей дорожке не эквивалентен бегу на полотне.

ИМХО, уже же договорились (все кроме Вас): с точки зрения физики эквивалентен, наблюдаемая неэквивалентность" вероятно связана
а) с этапами разгона\торможения спортсмена
б) с психо-физиологическими факторами (спортсмен видит ограниченные размеры беговой дорожки и боится не попасть в неё, сложнее поддерживать точную скорость бега и т.д)

brigval в сообщении #1382596 писал(а):

В чем засада?

см. выше.

[brigval]

Что можно ответить человеку, который утверждает, что бег, с точки зрения бегуна, что на бегущей дорожке, что по неподвижной, эквивалентен?
Потому!, что и один бег и другой происходят в ИСО.
Хотя по ощущениям, не все, правда чувствуют, и по результатам научных работ, это два разных бега.
У одних и тех же бегунов.
Или его не переубедить, что ни скажи?

Может ему ответить, что физика здесь не причем, а действуют законы биомеханики?

[wrest]

brigval в сообщении #1382637 писал(а):

Может ему ответить, что физика здесь не причем, а действуют законы биомеханики?

Не физика не при чем, а система отсчета не при чем.

[realeugene]

EUgeneUS в сообщении #1382611 писал(а):

ИМХО, уже же договорились (все кроме Вас): с точки зрения физики эквивалентен, наблюдаемая неэквивалентность" вероятно связана
а) с этапами разгона\торможения спортсмена
б) с психо-физиологическими факторами (спортсмен видит ограниченные размеры беговой дорожки и боится не попасть в неё, сложнее поддерживать точную скорость бега и т.д)

Есть ещё третий вариант: недостаточная жесткость беговой дорожки в горизонтальном направлении. У хороших дорожек, мне кажется, жесткость в горизонтальном направлении должна контролироваться разработчиками и быть высокой.

[brigval]

Всем большое