Центробежная сила на поверхности Земли

[Pphantom]

Башня качаться будет, со спутниками проще. В общем-то избавляться от кориолисова ускорения любой ценой не обязательно.

[EUgeneUS]

Pphantom в сообщении #1411752 писал(а):

Я вообще-то имел в виду не это. Оценить поправку за центробежную силу можно, но она будет не такой уж маленькой - точность современных гравиметров заметно выше. Сложность в том, что на практике измерить можно только общую силу тяжести, а информацию только о гравитационной компоненте силы брать негде.

А это был следующий вопрос к ТС : откуда он возьмет распределение масс, чтобы посчитать гравитационную компоненту силы тяжести, с точностью, достаточной для определения центробежной компоненты? Понятно, что ниоткуда, так как на практике всё наоборот происходит: центробежная компонента исключается расчетами, а распределение масс пытаются восстановить.

[VitDer]

Жучок будет держаться за банку, чувствовать, что его тянет к центру вращения. То есть чувствовать, что сила есть, а ускорения нет. Значит и сделает вывод, что закон инерции не работает, и СО неинерциальная . Потому что в инерциальной он бы обязательно ускорялся, а этого не происходит ... Однако здесь "неускорение" он может объяснить ещё трением. Мол, трение компенсирует неизвестную силу и ускорения нет. Тут есть 2 пути. Первый - он знает силу, которая его обычно приводит в движение, т.е. ускоряет (н-р, тянут два других жучка). Т.е. неизвестная сила такая, что обычно она меня двигает (с учётом трения), а здесь нет. Второй - встанет на дно банки и почувствует, что дно его отталкивает, а он покоится. И опять таки: сила не вызывает ускорения, значит, СО неинерциальная.

[Pphantom]

VitDer, цитируйте только то, что необходимо для понимания ответа. Громадная цитата в сообщении выше удалена.

[VitDer]

Спасибо всем за ответы и интерес к вопросу! Теперь более или менее понятно: если в СО производятся измерения сил, которые показывают, что результирующая сила не равна 0, а тело не ускоряется, то тогда СО неинерциальная, и законами Ньютона в чистом виде пользоваться не корректно. Что справедливо и для СО, жёстко связанной с Землёй. Действительно, если экспериментально установлено, что на вращающейся Земле (кроме полюсов) сила реакции грунта меньше, чем сила чисто гравитационного притяжения, но тело покоится. Значит, данная СО неинерциальная, и закон Ньютона будет работать, если к результирующей силе прибавить центробежную.

[wrest]

VitDer
С неподвижной невращающейся Землёй тоже не все гладко: тела на неё падают, а не движутся равномерно и прямолинейно будучи избавлены от подвесов и подпорок.

[VitDer]

Нашёл более простое объяснение в примере с Землёй. Земля вращается вокруг своей оси, поэтому вращается и СО, связанная с ней. Любая "не ускоренная" точка в земной СО будет двигаться по окружности, то есть иметь центростремительное ускорение в другой СО, в которой рассматривается вращение. Если есть ускорение, значит есть и центростремительная сила. То есть сила есть, а ускорения нет в земной СО. Значит, последняя - неинерциальная! Логика сохраняется: "воздействие не вызывает ускорения в СО, значит такая СО неинерциальная!".

P.S. Вообще, вроде получается, что сила - понятие, не зависящее от выбора СО. Одно тело влияет на другое (и наоборот), и систем отсчёта никаких не нужно! А вот для кинематики уже нужно знать, относительно чего описывать движение.

[DimaM]

VitDer в сообщении #1411854 писал(а):

Вообще, вроде получается, что сила - понятие, не зависящее от выбора СО. Одно тело влияет на другое (и наоборот), и систем отсчёта никаких не нужно!

В предыдущем абзаце у вас ровно обратное утверждение.

[VitDer]

Да, точно: система отсчёта имеет значение. Дело, наверное, в другом. Как можно обнаружить "неинерциальность" системы (не выполняется закон инерции)? Опытным путём: приборы регистрируют силу, а она не вызывает ускорения, или, наоборот. Теоретическим путём: известно, что СО движется ускоренно по отношению к другой инерциальной системе. Т.е. нужно знать инерциальную систему.
В идеале, теория и практика должны совпадать.
Для случая вращения Земли. Инерциальную систему можно задать следующим образом: ось Z совпадает с осью вращения Земли, ось X направлена на т. Овна, ось Y дополняет систему координат до правой. Конечно, это не строго инерциальная система, но она "более инерциальная", чем земная СО. В этой системе Земля вращается, и каждая точка связанной с ней СО имеет центростремительное ускорение.

[wrest]

Опытным путём очень просто. Отпускаете пробное тело (освобождаете от подвеса/подпорок и других видимых вами сил), оно должно двигаться равномерно-прямолинейно или покоиться.

Сгодится акселерометр/гироскоп в смартфоне: если при неподвижном относительно вашей СО смартфоне его датчики показывают ноль по всем осям, то СО является ИСО. Если не ноль, то не является.

[EUgeneUS]

wrest
Вы, конечно, правы.
Но это несколько противоречит тому, чему учат в школе.
В частности, СО связанная с поверхностью Земли считается инерциальной (с точностью до небольшой поправки, связанной с вращением Земли).

Проблема, как писал выше в силе гравитации и принципе эквивалентности.
Локально (то есть производя измерения в одной точке, неподвижной в данной СО) невозможно различить силы инерции и силу гравитации.

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1411919 писал(а):

Но это несколько противоречит тому, чему учат в школе.

Ну так в школе вектор $\vec g$ обычно дан как исходные данные. А тут, как я понял неизвестно чему он равен, и тогда -- да, добро пожаловать в лифт Эйнштейна.

[VitDer]

wrest в сообщении #1411908 писал(а):

Сгодится акселерометр/гироскоп в смартфоне: если при неподвижном относительно вашей СО смартфоне его датчики показывают ноль по всем осям, то СО является ИСО. Если не ноль, то не является.

А вот если представить, что в "центре Вселенной", с которым можно связать оси "абсолютного" пространства существует планета как наша Земля. И она не вращается, т.е. земная СО является строго инерциальной. Возьмём покоящийся (относительно Земли) акселерометр, и он ведь покажет ускорение! Ускорение гравитационной силы! Массивные элементы его будут подвергнуты воздействию гравитационного поля Земли. Поэтому пример с использованием акселерометра, возможно, не совсем показательный ...

[wrest]

VitDer в сообщении #1411994 писал(а):

Поэтому пример с использованием акселерометра, возможно, не совсем показательный ...

Наоборот. Но я не буду педалировать, возможно что действительно, пусть у вас невращающаяся Земля (без включения в рассмотрения сил собственно самой Земли) остается инерциальной СО...

[arseniiv]

wrest
Пусть. Непременно пренебрегать совершенно нормальными теориями в пользу «более правильных», которые однако не являются теориями всего (но даже пусть бы и являлись) — не совсем в духе физики. Тем более когда обсуждается место в учебнике, где наверняка имелась в виду ещё лишь ньютоновская механика (не проверял).