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  След.
 
 Падение пробных тел на МКС
Сообщение18.11.2022, 21:14 


18/11/22
9
Здравствуйте господа.
Я тут сижу, книгу читаю, Тейлора и Уилера. Физика пространства - времени.
И вот читаю такой абзац: Горизонтально расположенный вагон длиной 25 метров сбрасывают с высоты 250 метров. В противоположных концах вагона отпускают по одному шарику. В течении падения, а это 7 секунд, эти шарики прилизятся друг к другу на расстояние 0,001метра. Это результат различия в направлениях гравитации по длине вагона.
Теперь меня мучает вопрос: будут ли приближаться друг кк другу тела, отпущеные в разных концах МК станции ? Ведь она находится в постоянном свободном падении.
Помогите, пожалуйста, разобраться.

 Профиль  
                  
 
 Posted automatically
Сообщение18.11.2022, 21:55 
Админ форума


02/02/19
2526
 i  Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: не указана.

 Профиль  
                  
 
 Re: Падение пробных тел на МКС
Сообщение18.11.2022, 23:03 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


20/08/14
8520
Khach79 в сообщении #1570391 писал(а):
Теперь меня мучает вопрос: будут ли приближаться друг к другу тела, отпущенные в разных концах МК станции ? Ведь она находится в постоянном свободном падении.
В чем Вы видите разницу между МКС и вагоном?

 Профиль  
                  
 
 Re: Падение пробных тел на МКС
Сообщение18.11.2022, 23:26 
Заслуженный участник


20/08/14
11785
Россия, Москва
Khach79 в сообщении #1570391 писал(а):
Ведь она находится в постоянном свободном падении.
Это не совсем так: она не материальная точка и не сферически симметрична.
И вследствие этого пробные тела в разных концах МКС находятся в разных условиях и ведут себя не одинаково.
Подумайте почему в разных. Для начала рассмотрите момент когда МКС повёрнута "вертикально", строго вдоль радиуса к центру Земли (забудем на время бывает ли такое в реальности).

 Профиль  
                  
 
 Re: Падение пробных тел на МКС
Сообщение19.11.2022, 09:07 


18/11/22
9
Anton_Peplov в сообщении #1570404 писал(а):
Khach79 в сообщении #1570391 писал(а):
Теперь меня мучает вопрос: будут ли приближаться друг к другу тела, отпущенные в разных концах МК станции ? Ведь она находится в постоянном свободном падении.
В чем Вы видите разницу между МКС и вагоном?

В том, что МКС - это далеко не вагон. Вагон - железнодорожное транспортное средство, которое, чтоб проверить мою догадку, должно быть поднято на высоту орбиты, разогнано до первой космической, далее на нем проведен эксперимент.
Это очень дорого и мне недоступно. Такое мог бы сделать Илон Маск. Но и он запустил только свою теслу и не на орбиту.
Но зато есть орбитальная станция сопоставимых размеров, которая сделана, мало того, запущена, движется по орбите.
Самое важное, это движется довольно давно, с учетом опыта СССР - полвека. И что самое интересное - там всегда есть люди, далеко не безграмотные, основная работа которых - проводить различные эксперименты и наблюдения.
----
И вот, я подозреваю, что если это так - это должно там наблюдаться!!!!! То есть незакрепленные предметы в разных концах МКС должны (не должны) сближаться.
--------
Таким образом самая важная, для вас, часть моего вопроса свой ответ нашла. Ценность тому, безусловно, нулевая, но я не мог обойти вниманием того, кто хотел мне помочь .

-- 19.11.2022, 09:13 --

Dmitriy40 в сообщении #1570407 писал(а):
Khach79 в сообщении #1570391 писал(а):
Ведь она находится в постоянном свободном падении.
Это не совсем так: она не материальная точка и не сферически симметрична.
И вследствие этого пробные тела в разных концах МКС находятся в разных условиях и ведут себя не одинаково.

НУ так об этом и речь, что МКС (вагон) прямая. И падающие в разных концах вагона шарики сближаются именно потому, что гравитационное поле сферически симметричное, а координаты в вагоне мы берем декартовые (рулетка, лазер, по прямой, вобщем).
И вот мне интересно, тот же вагон, который падает постоянно и не может доупасть, потому, что Земля своей кривизной выбегает из-под вагона, в это м вагоне (МКС) будет наблюдаться этот эффект??

 Профиль  
                  
 
 Re: Падение пробных тел на МКС
Сообщение19.11.2022, 12:48 
Заслуженный участник


20/08/14
11785
Россия, Москва
Khach79
Вот выше Вы правильно сказали про орбиту.
Но ведь орбита у каждой точки будет своя, не одна и та же со всей МКС. Для корпуса МКС орбиты выравниваются силами механического напряжения в материале корпуса, но для свободных пробных тел таких сил уже нет. Значит орбиты будут - какими? Одинаковыми? Разными? Почему? Хотя бы из того положения что я указал выше, как максимально симметричного и потому простого.
Сразу скажу, поведение пробных тел не будет укладываться в простое "сближаются" или "не сближаются". Равно как и сама МКС не просто "падает", а движется по орбите.

 Профиль  
                  
 
 Re: Падение пробных тел на МКС
Сообщение19.11.2022, 16:23 


18/11/22
9
Dmitriy40
Так... Надо обдумать.
Но честно говоря, хотелось бы получить конкретный ответ. В виде "сближаются" или "не сближаются".
Потому, что я долго думал и пытался посчитать, прежде чем написал сюда.
PS И ради Бога, без морализаторства.

 Профиль  
                  
 
 Re: Падение пробных тел на МКС
Сообщение19.11.2022, 17:10 


05/09/16
12067
Dmitriy40 в сообщении #1570452 писал(а):
Равно как и сама МКС не просто "падает", а движется по орбите.

И еще вращается вроде, т.е. повернута к Земле одной стороной. Но это не точно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Падение пробных тел на МКС
Сообщение19.11.2022, 18:33 


18/11/22
9
wrest в сообщении #1570470 писал(а):
И еще вращается вроде, т.е. повернута к Земле одной стороной. Но это не точно.


Мне думается, что вращаться не должна. В терминах падения МКС, как по мне, движется параллельно поверхности. Точнее к касательной, проведенной под точкой пролета.

 Профиль  
                  
 
 Re: Падение пробных тел на МКС
Сообщение19.11.2022, 23:34 
Заслуженный участник


29/09/14
1241
Khach79 в сообщении #1570465 писал(а):
хотелось бы получить конкретный ответ. В виде "сближаются" или "не сближаются".

Ссылка на схематичное, не в масштабе, изображение двух из множества возможных частных примеров движения двух пробных тел в поле тяготения планеты. Слева пример типа примера из книжки; cправа пример, по-видимому, того типа, о котором спрашивает Khach79.

 Профиль  
                  
 
 Re: Падение пробных тел на МКС
Сообщение20.11.2022, 00:15 
Заслуженный участник


26/05/14
981
Зачем вам МКС? Пустите пару материальных точек по одной и той же круговой орбите с интервалом в X метров. Интервал не будет меняться (траектория одна, скорость на траектории не меняется).

В случае с вагоном (который тоже не нужен и который висел на месте и стал падать вниз) интервал поменяется, так как точки не следуют по одной траектории. Они летят по радиусам к центру земли. И приближаясь к центру земли они также сближаются между собой (все радиальные орбиты пересекаются в центре земли).

 Профиль  
                  
 
 Re: Падение пробных тел на МКС
Сообщение20.11.2022, 00:27 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/08
10910
Crna Gora
А ещё можно привести пример на "удаляются". Два шарика бросаются с высокой скалы вертикально вниз с нулевой начальной скоростью с интервалом в одну секунду. Пока оба шарика летят, скорость первого больше скорости второго на $9.8\;\text{м/с}$, а потому расстояние между ними будет увеличиваться, при этом траектория одна и та же.

 Профиль  
                  
 
 Re: Падение пробных тел на МКС
Сообщение20.11.2022, 02:04 
Заслуженный участник


20/08/14
11785
Россия, Москва
Cos(x-pi/2) в сообщении #1570515 писал(а):
cправа пример, по-видимому, того типа, о котором спрашивает Khach79.
Простите, но нет: такая ситуация будет лишь если МКС летит осью вдоль своей траектории и при этом вращается строго со своим периодом, чтобы к центру планеты смотрела всегда одна сторона. Это лишь один частный случай возможного движения МКС.
Другой пример: МКС летит "стоймя", всегда вдоль радиус-вектора к центру планеты. Тогда пробные тела в момент освобождения находятся на разном расстоянии от центра планеты и имеют вовсе не круговую скорость для своей орбиты - т.е. полетят каждое по своему эллипсу. Т.е. кроме сближения/удаления будут ещё и смещаться вперёд-назад (отставать-опережать МКС).
Третий пример: МКС летит своей осью перпендикулярно и траектории и радиусу к центру планеты (боком вперёд), пробные тела в момент освобождения имеют вектор скорости не в плоскости с центром планеты, т.е. их круговая орбита будет поворачиваться, причём навстречу друг другу. И если они не столкнутся, то так и будут то сближаться, то удаляться.
И это точно ещё не все возможные варианты, как минимум есть вариант невращающейся (относительно звёзд) МКС летящей вдоль траектории (вдоль разумеется лишь в двух точках траектории, ещё в двух будет "стоймя", в остальных переход между этими).

Khach79
Так что аналогия со свободно падающим вагоном глубоко неверна.

 Профиль  
                  
 
 Re: Падение пробных тел на МКС
Сообщение20.11.2022, 08:42 


18/11/22
9
Cos(x-pi/2) в сообщении #1570515 писал(а):
Слева пример типа примера из книжки; cправа пример, по-видимому, того типа, о котором спрашивает Khach79.


Да. Именно.

-- 20.11.2022, 08:46 --

slavav в сообщении #1570521 писал(а):
Зачем вам МКС? Пустите пару материальных точек по одной и той же круговой орбите с интервалом в X метров. Интервал не будет меняться (траектория одна, скорость на траектории не меняется).

В случае с вагоном (который тоже не нужен и который висел на месте и стал падать вниз) интервал поменяется, так как точки не следуют по одной траектории. Они летят по радиусам к центру земли. И приближаясь к центру земли они также сближаются между собой (все радиальные орбиты пересекаются в центре земли).


Кажется я все понял. Благодарю. Да, согласен. Если бы приближались, то большое тело, тот же МКС, начал бы сам сжиматься вдоль своей скорости.
ПОнятно все. Но надо, конечно пожонглировать этим всем.

-- 20.11.2022, 08:48 --

Dmitriy40 в сообщении #1570535 писал(а):
Cos(x-pi/2) в сообщении #1570515 писал(а):
cправа пример, по-видимому, того типа, о котором спрашивает Khach79.
Простите, но нет: такая ситуация будет лишь если МКС летит осью вдоль своей траектории и при этом вращается строго со своим периодом, чтобы к центру планеты смотрела всегда одна сторона. Это лишь один частный случай возможного движения МКС.
Другой пример: МКС летит "стоймя", всегда вдоль радиус-вектора к центру планеты. Тогда пробные тела в момент освобождения находятся на разном расстоянии от центра планеты и имеют вовсе не круговую скорость для своей орбиты - т.е. полетят каждое по своему эллипсу. Т.е. кроме сближения/удаления будут ещё и смещаться вперёд-назад (отставать-опережать МКС).
Третий пример: МКС летит своей осью перпендикулярно и траектории и радиусу к центру планеты (боком вперёд), пробные тела в момент освобождения имеют вектор скорости не в плоскости с центром планеты, т.е. их круговая орбита будет поворачиваться, причём навстречу друг другу. И если они не столкнутся, то так и будут то сближаться, то удаляться.
И это точно ещё не все возможные варианты, как минимум есть вариант невращающейся (относительно звёзд) МКС летящей вдоль траектории (вдоль разумеется лишь в двух точках траектории, ещё в двух будет "стоймя", в остальных переход между этими).

Тут вообще надо поразмыслить.
Благодарю всех. Кнопки "спасибо" , почему-то, нет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Падение пробных тел на МКС
Сообщение20.11.2022, 11:44 
Заслуженный участник


20/08/14
11785
Россия, Москва
Khach79 в сообщении #1570543 писал(а):
то большое тело, тот же МКС, начал бы сам сжиматься вдоль своей скорости.
Это не аргумент: может и сжимается/растягивается, но силы столь малы, что легко превозмогаются силами механического напряжения корпуса.
Это хорошо видно если рассматривать не две точки концов, а три: оба конца и центр. Они все три или лежат на одной прямой (если корпус не искривлён) и соответственно не лежат на общей траектории орбиты, либо они все лежат на траектории орбиты, но тогда не лежат на одной прямой и корпус искривлён (что разумеется вполне допустимо и не опасно, ведь реальная деформация на много порядков меньше предела упругости). И любые промежуточные состояния, например наверняка будет состояние с суммарно минимальными силами механического напряжения в корпусе.

Так что повторю, аналогия со свободно падающим телом уместна лишь если пренебрегаем размерами и формой тела, для материальной точки, одной или нескольких несвязанных (наличие связи, как для корпуса МКС, требует её учёта). Даже про сферически симметричное тело я выше не прав, в нём приливные силы всё равно ненулевые. Ну а раз пренебрегаем, то соответственно и отбрасываем/теряем искомые эффекты, сами, и вопрос об отличии теряет смысл, мы же именно так и выбираем условия чтобы они исчезли.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 23 ]  На страницу 1, 2  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