Космонавт и корабль

[sergey zhukov]

eprivalo
Как тогда капсула действует на корабль? Если капсула просто прислонена к стенке корабля, то в этой задаче это аналогично тому, что они жестко связаны. Что-то вроде следующего: космонавт в невесомости "стоит" на двух кирпичах, "поставленных" один на другой (возможно, кирпичи имеют разную массу). Космонавт отталкивается от них. Какая сила действует на оба кирпича? Если задача такова, то можно считать, что кирпичи жестко связаны.

[rascas]

eprivalo в сообщении #1545803 писал(а):

пристыкована легкая капсула

eprivalo в сообщении #1545822 писал(а):

Нет, у меня в условии они жестко не связаны

Да, здесь необходимы детальные рисунки, и описания. К чему пристыкована капсула? И с чем она жёстко не связана? И как она вообще с чем то связана?

[eprivalo]

wrest в сообщении #1545818 писал(а):

Надо кашу упорядочить.
Отталкивание ногами и включение двигателей (очевидно, реактивных раз мы в невесомости) это очень разное действие. Если реактивная струя не задевает "капсулу" и "корабль", то они остаются неподвижными, а космонавт просто улетает.

eprivalo в сообщении #1545816 писал(а):

Капсула действует на корабль с некой силой, которая в конечном итоге приведет к отталкиванию капсулы от корабля.

Это неясно капсула же "пристыкована" - что это значит, как она может "оттолкнуться от корабля"? Что вообще такое "капсула"? Лучше вам тогда нарисовать картинку, на ней корабль, капсулу, космонавта и главное -- как и чем это всё между собой связано/скреплено/пристыковано и т.п. Задачи по физике должны следовать либо общепринятым умолчаниям (типа когда сталкиваются шары, имеются массивные/невесомые пружины, нити и т.п.), либо должно быть объяснено что такое "капсула" и что значит "пристыкована".

Вот чтобы яснее представлять себе происходящее, расставьте например динамометры и спршивайте "что покажет динамометр установленный там-то". В вашем случае, ещё "в такой-то момент времени".

Вы путаете силу, как мне кажется, с чем то ещё. Ну типа как иногда говорят "сила удара его кулака около тонны".

Я немного извиняюсь за свою кашу, пытаюсь разобраться в физике уже не в юном возрасте :). Но очень стараюсь быть точным. Давайте я попробую еще раз уточнить свою задачу и напишу свои мысли о ней, если можно прокомментируйте где я принципиально не прав.

Под капсулой я понимал герметично замкнутый, абсолютно жесткий объект, с космонавтом внутри. Для простоты - внутри вакуум.
Пристыкована - значит находится в состоянии покоя вплотную к кораблю, при этом никак с ним не связана.
Я полагал, что в этой постановке задачи совершенно не важно, отталкивается ли космонавт от стенки ногами или включает какой-то собственный двигатель. Поскольку все эти силы являются внутренними для системы космонавт+капсула, то импульс этой системы без взаимодействия с кораблем будет неизменен. И поэтому центр масс этой системы не изменит своего положения. Но поскольку космонавт движется относительно капсулы, то и капсула должна начать двигаться в противоположном направлении.
Что касается понятия силы, думаю, что не путаю. Корабль приобретет в итоге ненулевой импульс и имея время взаимодействия можно определить ускорение и силу воздействия.

rascas в сообщении #1545820 писал(а):

eprivalo в сообщении #1545816 писал(а):

между включением двигателей на ранце космонавта и моментом отталкивания капсулы от корабля

В стартовой задаче ни чего не говорилось про реактивный двигатель у космонавта на скафандре, только про отталкивание космонавта от капсулы. Это может сильно поменять задачу. eprivalo, предлагаю пока не включать в задачу включение реактивного двигателя.

Ок, но мне казалось, что это совсем не важно, если капсула герметичная и жесткая.

[rascas]

eprivalo в сообщении #1545827 писал(а):

Пристыкована - значит находится в состоянии покоя вплотную к кораблю, при этом никак с ним не связана

eprivalo в сообщении #1545827 писал(а):

капсула должна начать двигаться в противоположном направлении

Капсула начинает двигаться в сторону корабля или от корабля? Если в сторону корабля то можно считать что капсула и корабль жёстко связаны.

[eprivalo]

wrest в сообщении #1545818 писал(а):

Вы путаете силу, как мне кажется, с чем то ещё.

Похоже все-таки путаю, спасибо.

-- 11.01.2022, 12:08 --

rascas в сообщении #1545833 писал(а):

Капсула начинает двигаться в сторону корабля или от корабля? Если в сторону корабля то можно считать что капсула и корабль жёстко связаны.

К кораблю. Я начал понимать, что как мне написал @wrest (кстати, можно ли здесь вставлять ссылки на пользователя?) я сам вопрос про силу задаю некорректно.
Спасибо за все комментарии, было очень полезно.

[wrest]

eprivalo в сообщении #1545827 писал(а):

Пристыкована - значит находится в состоянии покоя вплотную к кораблю, при этом никак с ним не связана.

Это называется "соприкасается" :)

eprivalo в сообщении #1545827 писал(а):

Но поскольку космонавт движется относительно капсулы, то и капсула должна начать двигаться в противоположном направлении.

Но ей же мешает корабль :)

eprivalo в сообщении #1545827 писал(а):

Корабль приобретет в итоге ненулевой импульс и имея время взаимодействия можно определить ускорение и силу воздействия.

Среднюю можно. Либо надо по какой-то причине условиться, что сила была постоянной на все время взаимодействия. Но почему она была постоянной? Из условия задачи это никак не следует, т.е. это надо отдельно специально оговорить. И ввести в условие задачи длительность интервала взаимодействия.

Силы взаимодействия при ударах обычно оставляют за скобками. Например считая их бесконечно большими, а интервалы времени бесконечно малыми, но интегралы - конечными.

И ещё раз вопрос: для чего вам эта сила, что она покажет?

[eprivalo]

wrest в сообщении #1545840 писал(а):

И ещё раз вопрос: для чего вам эта сила, что она покажет?

Я придумывал задачу не для того, чтобы ее где-то опубликовать, а для того, чтобы самому разобраться в вопросе :)
Изначально вопрос у меня был - что покажут гипотетические весы, расположенные между кораблем и капсулой. После Ваших комментариев про динамометры вопрос отпал как некорректный.

wrest в сообщении #1545840 писал(а):

Но ей же мешает корабль :)

Ну так я же написал в начале абзаца - если рассматривать систему капсула+космонавт, то есть без корабля. :)

wrest в сообщении #1545840 писал(а):

Например считая их бесконечно большими, а интервалы времени бесконечно малыми, но интегралы - конечными.

Понятно.

[sergey zhukov]

eprivalo
Можете такую задачу еще рассмотреть. Есть однородный стержень известных размеров и массы. С одного торца на него действует постоянная сила $F$ (соответственно, стержень движется вдоль оси ускоренно). Какая сила действует в разных сечениях стержня?

[wrest]

eprivalo в сообщении #1545843 писал(а):

Я придумывал задачу не для того, чтобы ее где-то опубликовать, а для того, чтобы самому разобраться в вопросе :)
Изначально вопрос у меня был - что покажут гипотетические весы, расположенные между кораблем и капсулой.

На будущее совет: рисуйте рисунки, обозначате на них стрелками что и как :) Используйте слова значение которых однозначно, либо общепринятно в физике. В частности "пристыковано" у обычного человека будет означать "жестко связано, приварено, прикручено" и т.п.
Если что-то происходит во времени (динамика), то подумайте о каком моменте времени вы хотите что-то узнать, т.к. почти всё (скорость, импульс, сила) меняется со временем. В частности, второй закон Ньютона будет выглядеть как $\vec F(t)=m \vec a(t)$ или $\vec F(t) = \dfrac{d\vec p(t)}{dt}$ или $\vec F(t)=m\dfrac{d\vec v(t)}{dt}$
Обычно не меняются массы, но в случае реактивного движения и это не так.

Ваша задача похожа на такую. На весах стоит контейнер массой $M$ в котором на полу стоит космонавт массой $m$. Что покажут весы, когда космонавт подпрыгнет? Отвечать не надо, это просто как пример.

[eprivalo]

wrest в сообщении #1545849 писал(а):

На будущее совет: рисуйте рисунки, обозначате на них стрелками что и как :) Используйте слова значение которых однозначно, либо общепринятно в физике. В частности "пристыковано" у обычного человека будет означать "жестко связано, приварено, прикручено" и т.п.

Спасибо за совет :)

wrest в сообщении #1545849 писал(а):

В частности, второй закон Ньютона будет выглядеть как $\vec F(t)=m \vec a(t)$ или $\vec F(t) = \dfrac{d\vec p(t)}{dt}$ или $\vec F(t)=m\dfrac{d\vec v(t)}{dt}$

С формулами, когда они уже написаны, мне проще, а вот написать их пока не всегда получается :)

sergey zhukov в сообщении #1545848 писал(а):

Можете такую задачу еще рассмотреть. Есть однородный стержень известных размеров и массы. С одного торца на него действует постоянная сила $F$ (соответственно, стержень движется вдоль оси ускоренно). Какая сила действует в разных сечениях стержня?

Сейчас подумаю, спасибо!

[Pphantom]

eprivalo в сообщении #1545838 писал(а):

кстати, можно ли здесь вставлять ссылки на пользователя?

Можно, но не так. Во время написания сообщения кликните на никнейм участника - он вставится в текст "в нужном виде".

[eprivalo]

Pphantom в сообщении #1545856 писал(а):

Во время написания сообщения кликните на никнейм участника - он вставится в текст "в нужном виде".

Спасибо!