Скорость движения в пространстве на орбите

[Komarnik]

Запутался.
Прошу помощи.
Вот такая ситуация: берем центрифугу на которой тренируются будущие космонавты, только вместо одной капсулы (объекта) на ось насаживаем сразу три каждая из которых крутится своим мотором, но обороты всех моторов могут быть синхронизированы между собой по нужному нам алгоритму кручения.
(рис)

Внутри каждой капсулы размещаем испытательную лабораторию, состоящую из живого человека (он будет у нас естественным «прибором» фиксации значения перегрузки) и весов (безмена) на которых лежит эталонный брусок массой (весом) ровно в 1 кг (объективный прибор).

Крутим эту центрифугу вот по такой логике, когда моменты старты и финиша всех трех объектов совпадают:
(рис)


Таким образом, (см.гиф-анимацию...) с точки зрения самих объектов (верхний ряд) и с точки зрения внешнего наблюдателя (три опц. варианта, нижний ряд) картина протекания этого процесса кручения в пространстве-времени будут такая:
(гиф-анимация)
см. http://s004.radikal.ru/i207/1210/43/ccfb8e56e7b1.gif

Ну, и проводим два эксперимента с этой триединой центрифугой.

Эксперимент-А, проводим его в условия гравитационного поля Земли, т.е крутим центрифугу на земной поверхности. При этом крутим так, что в "зеленой" капсуле у нас зафиксировано:
1. человек испытатель ощущает перегрузку 2G
2. весы показывают 2 кг веса.
Вопрос, их два:
1. какую перегрузку ощущает испытатель в капсуле "красной" и что показывают её весы?
2. аналогично в "синей" капсуле.

Эксперимент-Б, проводим его в далеком космосе, т.е крутим центрифугу в условиях невесомости. При этом крутим так, что в "зеленой" капсуле у нас зафиксировано:
1. человек испытатель ощущает перегрузку 2G
2. весы показывают 2 кг веса.
Вопрос, их два:
1. какую перегрузку ощущает испытатель в капсуле "красной" и что показывают её весы?
2. аналогично в "синей" капсуле.

Если с условиями Земли (эксп.А) мне еще более менее понятно, как минимум скорость перемещения каждой капсулы в пространстве можно подсчитать воспользовавшись обычной твердой линейкой и секундомером, т.е значение расстояние/время я могу знать, и, соответственно, воспользоваться Эйнштейновской формулой релятивистское замедление времени чтобы рассчитать, на сколько по разному у меня в каждой капсуле будут тикать часы...
А вот в условиях невесомости (экс.Б) что-то я в полных непонятках. Совершенно непонятно мне, каким образом каждая из капсул определяет какая у неё самой скорость (% от) относительно абсолютной скорости света.
Я сначала попробовал рассматривать ситуацию с точки зрения расстояния и времени, но совсем запутался когда в космос ситуацию перенес.
Вот сейчас пробую то же самое рассмотреть с точки зрения энергии (силы), под проявлением которой, в данном случае, выступает эталонная масса бруска в 1 кг.

Буду благодарен если вы мне поможете разобраться.
Лучше всего если просто скажете значения веса фиксируемого весами, а дальше я уже сам попробую понять почему именно столько показывают весы и какая при этом скорость капсулы относительно пространства.

[Ileech]

Плюньте вы на Эйнштейна, 2g всего!
Это вообще откуда у Вас задача? Мне кажется, Вы её видите сложней, чем она есть.
Судя по картинке, скорость красной капсулы в три раза больше, чем в зелёной, а в синей - равна скорости зелёной. Соответственно, если считать ось неподвижной, то перегрузки в капсулах будут пропорциональны квадратам скоростей.
А случай в космосе, мне кажется, подразумевает то, что ось подвижна. Тогда нужно считать, что неподвижен центр масс (если, конечно, капсулы одинаковы). И уже от этого что-то думать.

[anik]

Ileech в сообщении #631060 писал(а):

Плюньте вы на Эйнштейна, 2g всего!

(Оффтоп)

Вот на Эйнштейна плевать не нужно! Здесь на форуме это не приветствуется.

Ileech в сообщении #631060 писал(а):

Судя по картинке, скорость красной капсулы в три раза больше, чем в зелёной,

Да, это так.
При расчёте перегрузки на Земле, к ускорению, создаваемому центрифугой, нужно ещё векторно прибавить ускорение $g$ силы тяжести. В космосе этого делать не нужно.

Ileech в сообщении #631060 писал(а):

А случай в космосе, мне кажется, подразумевает то, что ось подвижна.

Посмотрите внимательно на самый первый рисунок, там против капсулы расположен противовес. Нужно полагать, что центрифуга сбалансирована относительно оси. Каждая (по отдельности) центрифуга будет вращаться вокруг оси, независимо от того, в космосе она или на Земле. И все три совмещённые центрифуги в космосе так же будут вращаться вокруг общей оси, и эта ось будет оставаться неподвижной.

Komarnik в сообщении #630898 писал(а):

Эксперимент-Б, проводим его в далеком космосе, т.е крутим центрифугу в условиях невесомости. При этом крутим так, что в "зеленой" капсуле у нас зафиксировано:1. человек испытатель ощущает перегрузку 2G2. весы показывают 2 кг веса.Вопрос, их два:1. какую перегрузку ощущает испытатель в капсуле "красной" и что показывают её весы?2. аналогично в "синей" капсуле.

Поскольку скорость красной капсулы в три раза выше, чем зелёной, то перегрузка в красной капсуле будет в 9 раз выше, т.е. $18g$.
Скорость синей равна скорости зелёной, но направлена в другую сторону. Перегрузка в синей капсуле тоже $2g$.
На Земле аналогично, только нужно учесть ещё ускорение свободного падения.

-- Чт окт 25, 2012 13:52:31 --

Komarnik в сообщении #630898 писал(а):

и какая при этом скорость капсулы относительно пространства.

Скорость капсулы относительно пространства - бессмысленное понятие.

[Munin]

(Оффтоп)

anik в сообщении #635489 писал(а):

Вот на Эйнштейна плевать не нужно! Здесь на форуме это не приветствуется.

Здесь на форуме невежество не приветствуется. А привлекать Эйнштейна к ускорению $2g,$ действительно, смехотворно.