Несколько физических вопросов об СТО и механике

[Munuvonaza]

Здравствуйте, уважаемые физики-эксперты! Хотелось бы получить консультацию по нескольким интересующими вопросам, обозначенным в теме сообщения области физики
Сразу же две просьбы- если в каком-то из вопросов имеется изначально неверная посылка, из которой ведется дальнейшее рассуждение- указывать сразу на нее, вместо пространных рассуждений об общей некорректности, ибо вопросы формировались по остаткам знаний с университетского курса физики, который был несколько нет назад; также интересуют только качественные объяснения, без количественных расчетов

1 Вопросы о равнозначности ИСО:
1а Об определении энергии для ускорения тела
Обычное тело, обладающее ненулевой массой, невозможно разогнать до скорости света или даже близкой к ней величине, поскольку в процессе разгона его масса возрастает и требуется все большее количество энергии для продолжения разгона, и соответственно бесконечное число топлива, которого не может быть
С каждым последующим увеличение скорости, чтобы поддерживать ускорение допустим в 1м/с2, требуется все большее число топлива, допустим в килограммах или литрах; имея на борту корабля точный акселерометр и счетчик израсходованного топлива, можно определить абсолютную скорость корабля
Действительно при начале движения корабль имел меньшую массу, и для достижения ускорения в 1м/с2 требовался к примеру 1л топлива, а при достаточно большой скорости - уже к примеру 10л, таким образом исходя из объема расходуемого топлива, можно рассчитать абсолютную скорость корабля
Допустим подача топлива временно выключена, и ускорение корабля прекратилось, и корабль сам по себе стал ИСО - но ведь все ИСО равнозначны, а указанным выше методом возможно определить его абсолютную скорость, а это невозможно исходя из СТО

1б О величине скорости в формулах преобразования Лоренца
С Земли одновременно в противоположные стороны, образно говоря на запад и восток, стартуют два космических корабля со скоростью 0.8c; какую скорость будет иметь полетевший на восток корабль в ИСО, связанной с кораблем, полетевшим на запад?
1.6c ? Но это же невозможно по законам СТО

1в Об очень быстром нейтрино
Для того чтобы очень массивный объект вроде Земли имел около световую скорость, его можно рассмотреть в ИСО какого-то очень быстрого объекта, к примеру нейтрино
Согласно СТО, быстро движущаяся Земля в ИСО нейтрино и быстро движущийся нейтрино в ИСО Земли в общем-то равнозначны и имеют одну и ту же скорость, однако чтобы затормозить нейтрино в ИСО земли надо использовать всего несколько джоулей энергии, в то время как для гипотетического торможения Земли потребуются тера (пета?) джоули энергии
Очевидно что не все ИСО таким образом однозначны, важен и объем массы, связанный с этой ИСО - то есть масса всех тел, покоящихся относительно нее

===
2 О вращательном движении
Вокруг массивного объекта типа Земли вращается спутник на некоторой орбите, и спокойно будет продолжать круговое движение бесконечное число времени, никогда на нее не упав
Тем не менее если рассмотреть спутник из ИСО планеты, и пусть для простоты планета не вращается вокруг своей оси, действует всего две силы- от спутника к планете и от планеты к спутнику, причем поскольку они приложены к разным телам, они никак не суммируются
Вопрос- почему через сколь угодно долгое время спутник не упадет на планету, если существует всего одна единственная сила, стремящаяся их сблизить

** Пожалуйста не упоминайте центростремительную силу, ибо это фиктивная сила и действует она только в псевдо-ИСО спутника, а со стороны планеты ничего подобного нет

===
3 О сжатии вещества черной дыре
Согласно современным представлениям о черной дыре, плотность вещества в ее центре достигает бесконечного значения и проявляется сингулярность, однако несколько непонятно, каким образом она возникает
Изначально имелось некоторое количество вещества, обладающее ненулевым объемом и массой, после чего ввиду превалирования сил притяжения над силами отталкивания, начинается сближение всех частиц, но как к примеру два протона могут пройти сквозь друг друга, да еще потом и сжаться с бесконечно малую точку?


Заранее спасибо за уделенное время!

[provincialka]

Munuvonaza в сообщении #957924 писал(а):

какую скорость будет иметь полетевший на восток корабль в ИСО, связанной с кораблем, полетевшим на запад?
1.6c ? Но это же невозможно по законам СТО

Munuvonaza в сообщении #957924 писал(а):

интересуют только качественные объяснения, без количественных расчетов

Думаете, эти высказывания совместимы?

(Оффтоп)

Munuvonaza в сообщении #957924 писал(а):

вопросы формировались по остаткам знаний с университетского курса физики, который был несколько нет назад

Мои знания формировались в школе, лет 40 назад. Но все же формулу сложения скоростей написать могу. Как-то так. В крайнем случае погуглю.

[Munin]

Munuvonaza в сообщении #957924 писал(а):

Обычное тело, обладающее ненулевой массой, невозможно разогнать до скорости света или даже близкой к ней величине

До близкой - можно. Нельзя - именно ровно до скорости света.

Munuvonaza в сообщении #957924 писал(а):

поскольку в процессе разгона его масса возрастает и требуется все большее количество энергии для продолжения разгона, и соответственно бесконечное число топлива, которого не может быть

Нет. Масса - не возрастает. (Вас могли учить, что масса возрастает, но это неправильно.) Всё остальное - верно.

Munuvonaza в сообщении #957924 писал(а):

имея на борту корабля точный акселерометр и счетчик израсходованного топлива, можно определить абсолютную скорость корабля

Не абсолютную, а относительную: относительно той системы отсчёта, в которой изначально корабль был неподвижен. (Часто говорят "корабль стартовал с Земли", и тогда "относительно Земли".)

Munuvonaza в сообщении #957924 писал(а):

С Земли одновременно в противоположные стороны, образно говоря на запад и восток, стартуют два космических корабля со скоростью 0.8c; какую скорость будет иметь полетевший на восток корабль в ИСО, связанной с кораблем, полетевшим на запад?
1.6c ? Но это же невозможно по законам СТО

Скорость будет $\approx 0{,}9756 c.$

Munuvonaza в сообщении #957924 писал(а):

Согласно СТО, быстро движущаяся Земля в ИСО нейтрино и быстро движущийся нейтрино в ИСО Земли в общем-то равнозначны и имеют одну и ту же скорость, однако чтобы затормозить нейтрино в ИСО земли надо использовать всего несколько джоулей энергии, в то время как для гипотетического торможения Земли потребуются тера (пета?) джоули энергии
Очевидно что не все ИСО таким образом однозначны

Не надо путать ИСО (абстрактную летящую в пространстве систему координат) и тело. Не все тела равнозначны - это верно. Земля массивнее нейтрино, и поэтому затормозить Землю труднее (правда, лучше было бы говорить про разгон, потому что торможение можно организовать вообще без потерь энергии, а только с выделением). А ИСО - равнозначны.

Кстати, имейте в виду, если вы затормозите Землю, вы не затормозите ИСО. ИСО будет лететь так же, как и раньше. Просто она уже не будет привязана к Земле.

Munuvonaza в сообщении #957924 писал(а):

Тем не менее если рассмотреть спутник из ИСО планеты, и пусть для простоты планета не вращается вокруг своей оси, действует всего две силы- от спутника к планете и от планеты к спутнику

Если рассмотреть спутник, то действует всего одна сила: от планеты к спутнику. А что там действует на планету - вообще не важно, ведь планету мы не рассматриваем.

Munuvonaza в сообщении #957924 писал(а):

Вопрос- почему через сколь угодно долгое время спутник не упадет на планету, если существует всего одна единственная сила, стремящаяся их сблизить

Потому что "стремящаяся их сблизить" - это неправильное понимание механики. Сила не влияет на то, сблизятся тела или не сблизятся. Сила влияет на ускорения тел. А в данном случае как раз есть такой вариант движения, что спутник будет двигаться вечно, а ускорение будет всегда направлено к центру - к Земле. Здесь надо понимать, что ускорение - это вторая производная, и законы механики дают дифференциальное уравнение, решение которого есть конкретное движение. При одних и тех же силах конкретные движения могут быть разными - при одном и том же дифференциальном уравнении решения могут быть разными. В том числе, спутник может вечно крутиться вокруг Земли, может упасть на Землю, может улететь от неё навечно, и т. п.

Munuvonaza в сообщении #957924 писал(а):

3 О сжатии вещества черной дыре
Согласно современным представлениям о черной дыре, плотность вещества в ее центре достигает бесконечного значения и проявляется сингулярность, однако несколько непонятно, каким образом она возникает

Ну уж это точно выходит за рамки вашего университетского курса. И за рамки темы: "СТО и механика". Чёрные дыры - это ОТО (а протоны - это ещё и квантовая физика). И для вас слишком сложно.

[Sicker]

У меня вопрос, а в черных дырах находится настоящвя сингулярность, или все же она там физически регуляризирована? Обязательно ли при коллапсе звезды в черную дыру ядро погибшей звезды уничтожается сингулярностью или продолжает существовать?

[aa_dav]

Munuvonaza

Munuvonaza в сообщении #957924 писал(а):

Действительно при начале движения корабль имел меньшую массу, и для достижения ускорения в 1м/с2 требовался к примеру 1л топлива, а при достаточно большой скорости - уже к примеру 10л, таким образом исходя из объема расходуемого топлива, можно рассчитать абсолютную скорость корабля

Так, во первых - насчёт переменной от скорости массы - сразу же рекомендую гуглить "Окунь Понятие массы", много полезного почерпнете сходу. Это те 1000 слов, которые не надо пересказывать, ибо они уже записаны и свободно доступны - не поленитесь.
Во вторых, если следовать этой вашей логике, то если корабль покоился в одной ИСО, а в другой двигался со скоростью близкой к скорости света, и вот он взял и потратил 10 литров топлива - не видите сразу же подвоха в ваших рассуждениях?
Дальше, извините, не читал.

[Munin]

(Оффтоп)

Sicker в сообщении #957952 писал(а):

У меня вопрос, а в черных дырах находится настоящвя сингулярность, или все же она там физически регуляризирована? Обязательно ли при коллапсе звезды в черную дыру ядро погибшей звезды уничтожается сингулярностью или продолжает существовать?

Первый вопрос - я не уверен, что вы сами понимаете тот набор слов, который произнесли. Второй - да, обязательно уничтожается.

И совершенно незачем устраивать здесь офтопик.

aa_dav в сообщении #957954 писал(а):

сразу же рекомендую гуглить "Окунь Понятие массы", много полезного почерпнете сходу.

Не надо гуглить. Здесь на этом форуме в теме «Ищу литературу по…» есть ссылка:

GAA в сообщении #737288 писал(а):

Это надо знать!
О релятивистской массе, почему масса фотона 0, почему формулы в школьных учебниках неправильные
Окунь Л. Б. Понятие массы (Масса, энергия, относительность). Методическая заметка. УФН 158 (3) 511–530 (1989) -
http://ufn.ru/ru/articles/1989/7/f/

[Sicker]

Munin в сообщении #958000 писал(а):

Первый вопрос - я не уверен, что вы сами понимаете тот набор слов, который произнесли.

может быть да, просто я где-то случайно вычитал, то ли в википедии то ли еще где что Хокинг решая проблему связанную с совместимостью квантовой физики с ОТО сказал что там в черной дыре дескать не настоящая сингулярность(вот скажем на конусе есть сингулярность в вершине, но мы можем конец конуса заменить сферой, и чем меньше радиус сферы, тем больше она будет приближаться к тому конусу с истинной сингулярностью, как то так)

Munin в сообщении #958000 писал(а):

Второй - да, обязательно уничтожается.

а куда материя девается?

[Munin]

(Оффтоп)

Sicker в сообщении #958009 писал(а):

просто я где-то случайно вычитал, то ли в википедии то ли еще где

В таких ситуациях забудьте, что вы вычитали. Тем более то, что вы написали дальше, неправда.

И прекратите офтопик.

Вы что, невменяемый хам? Не понимаете, что такое поведение всем мешает?

[Sicker]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #958014 писал(а):

В таких ситуациях забудьте, что вы вычитали. Тем более то, что вы написали дальше, неправда.

и даже с конусом?

Munin в сообщении #958014 писал(а):

И прекратите офтопик.

Вы что, невменяемый хам? Не понимаете, что такое поведение всем мешает?

ok, извините

-- 07.01.2015, 17:48 --

Присоединяюсь к вопросу ТС №3, те я так понимаю материя вообще исчезает в сингулярности?

[Munuvonaza]

Спасибо всем и в первую очередь конечноMunin, за изложенные ответы; на текущий момент появились следующие вопросы, или скорее уточнения:

Munin в сообщении #957948 писал(а):

Нет. Масса - не возрастает. (Вас могли учить, что масса возрастает, но это неправильно.) Всё остальное - верно

Да изначально в университетском курсе физики шла речь об увеличении массы, но теперь понятно, что это не так - спасибо, однако как обстоит дело с энергией? Действительно ли увеличивается и энергия, необходимая для разгона корабля на фиксированную единицу вроде 1м/с2 ?
То есть находясь внутри корабля, можно ли какими-то средствами и измерительными приборами рассчитать это, к примеру увеличится ли расход топлива в литрах? Если увеличится, то ага - можно рассчитать полу-абсолютную* скорость корабля в любой точке его полета в космосе
* - Как Вы замечательно верно заметили, относительно ИСО Земли в момент отлета

Munin в сообщении #957948 писал(а):

Не надо путать ИСО (абстрактную летящую в пространстве систему координат) и тело. ==cut ==
Кстати, имейте в виду, если вы затормозите Землю, вы не затормозите ИСО. ИСО будет лететь так же, как и раньше. Просто она уже не будет привязана к Земле.

После вдумчивого чтения возникла мысль о том, а как собственно вообще определить ИСО? Интуитивно кажется, что можно связать ее с телом/материальной точкой, но ведь оно может ускоряться, а значит уже перестанет задавать старую ИСО
Ага! Значит с телом в заданный момент времени - но в момент времени по чьим часам? Что-то здесь вроде бы очевидное дело, но несколько непонятно

Munin в сообщении #957948 писал(а):

Если рассмотреть спутник, то действует всего одна сила: от планеты к спутнику. А что там действует на планету - вообще не важно, ведь планету мы не рассматриваем.

Так-то да, но рассмотрение всей этой системы планета-спутник происходит в некоторой ИСО, которая в этих рассуждениях априорно привязана к планете, а ведь планета сама будет перемещаться под действием на нее обратной силы со стороны спутника
А значит ИСО с центром в середине планеты в начальный момент времени, уже не будет соответствовать ей спустя длительный промежуток времени, ведь планета сдвинется, или нет?

Munin в сообщении #957948 писал(а):

Правда, лучше было бы говорить про разгон, потому что торможение можно организовать вообще без потерь энергии, а только с выделением

Так-так а чем отличаются разгон тела от его торможения - модулем скорости в выбранной ИСО? Без потерь энергии имеется в виду случай, когда тело врежется в какое-то еще или разорвется на кусочки?

Munin в сообщении #957948 писал(а):

При одном и том же дифференциальном уравнении решения могут быть разными. В том числе, спутник может вечно крутиться вокруг Земли, может упасть на Землю, может улететь от неё навечно, и т. п.

Если удалось Вас правильно понять, то таковым параметром как раз является начальная скорость орбитального тела- в зависимости от ее модуля и направления произойдет один из перечисленных исходов
Правда на интуитивном уровне все равно не ясно, что удерживает этот спутник на орбите; центростремительная сила - да, но ведь если спутник будет крутиться бесконечно долго, то эта центростремительная сила совершит бесконечную большую работу, а откуда берется соответствующая энергия для этого?

aa_dav в сообщении #957954 писал(а):

Во вторых, если следовать этой вашей логике, то если корабль покоился в одной ИСО, а в другой двигался со скоростью близкой к скорости света, и вот он взял и потратил 10 литров топлива - не видите сразу же подвоха в ваших рассуждениях?
Дальше, извините, не читал.

Хмм действительно, но возможно дело в релятивистском замедлении времени- с точки зрения той самой быстродвижущейся ИСО время на корабле замедляется, и соответственно за секунду в этой ИСО на корабле пройдет N секунд, и соответственно будет потрачено N*10 литров, что вроде бы логически верно

Munin в сообщении #957948 писал(а):

Чёрные дыры - это ОТО (а протоны - это ещё и квантовая физика). И для вас слишком сложно

Окей чисто ради интереса с объяснением на пальцах - протон имеет радиус- вроде бы имеет, хотя он и волновой объект, но ведь можно к нему приписать некоторую величину вроде M*10^-n метров
После попадания в сингулярность этот протон** имеет уже нулевой радиус, а значит он вроде бы как сжался? Или подобные рассуждения вообще неприменимы?
** - Ну пусть не протон, а миниатюрный сферический шарик в вакууме, для которого подгонкой его параметров квантовые эффекты почти не действуют

[aa_dav]

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

То есть находясь внутри корабля, можно ли какими-то средствами и измерительными приборами рассчитать это, к примеру увеличится ли расход топлива в литрах? Если увеличится, то ага - можно рассчитать полу-абсолютную* скорость корабля в любой точке его полета в космосе

Нет, корабль в каждый отдельный момент времени находится в своей СО в которой время течет как обычно и литры сгорают с одной и той же скоростью и ускорение (собственное) одинаково вжимает космонавта в пол. Всё относительно. В какой то другой ИСО он может быть близко к световой скорости и тратя литры с замедленной скоростью замедленно ускоряется (по сравнению с неподвижным случаем). В какой то на сожженый литр он прибавит 10 метров в секунду, в какой то 0,00001 метр в секунду. Естественно космонавт может вычислить для каждой из заданных ИСО как он в ней по СТО ускоряется, но выделенной СО нет и говорить о какой то абсолютной скорости нет смысла.

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

После вдумчивого чтения возникла мысль о том, а как собственно вообще определить ИСО?

ИСО это любая система отсчета в которой справедлив закон инерции (откуда и название) - если на тело не действуют силы оно движется равномерно-прямолинейно (в частном случае - покоится). ИСО можно привязывать к телам (тогда, если подумать, очевидно что эти тела сами должны двигаться по инерции), но можно и не привязывать - дело ваше, достаточно лишь соблюсти условие выше.

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

А значит ИСО с центром в середине планеты в начальный момент времени, уже не будет соответствовать ей спустя длительный промежуток времени, ведь планета сдвинется, или нет?

Естественно. Вообще по большей части в реальных задачах ИСО есть лишь достаточные приближения. С поверхностью земли можно связать ИСО, если ускорения происходящие (кориолис, планетарное движение) в масштабах решаемой задачи пренебрежимо малы.

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

Правда на интуитивном уровне все равно не ясно, что удерживает этот спутник на орбите

Спутник ничего не держит, он непрерывно движется и меняет свою скорость под действием силы.
То что траектория получается замкнутой при определенных условиях - следствие законов F=ma и выражения для силы тяжести.
Более того - выражение для силы тяжести Ньютоном искалось как раз из этих соображений. Были известные траектории планет, надо было подобрать такой закон силы тяжести, чтобы при F=ma получилось то, что наблюдается.

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

центростремительная сила совершит бесконечную большую работу

Работа поля консервативной силы по замкнутому контуру равна нулю. Это класс 9-ый школы по моему...

[Munin]

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

Да изначально в университетском курсе физики шла речь об увеличении массы, но теперь понятно, что это не так - спасибо, однако как обстоит дело с энергией? Действительно ли увеличивается и энергия, необходимая для разгона корабля на фиксированную единицу вроде 1м/с2 ?

Энергия - да, растёт. И стремится к бесконечности при приближении к пределу $v\to c.$

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

То есть находясь внутри корабля, можно ли какими-то средствами и измерительными приборами рассчитать это, к примеру увеличится ли расход топлива в литрах?

Расход в литрах не увеличится. И вы будете думать, что разогнались на эту фиксированную единицу $1\text{ м}/\text{сек}.$ Но это вы, находясь внутри корабля, будете так думать (и наблюдать измерительными приборами). А те, кто будут сидеть на Земле, увидят другое изменение скорости - меньше $1\text{ м}/\text{сек}.$ Причём не из-за того, что они остались позади: то же самое будет, если вы будете пролетать мимо, или даже если приближаться к Земле.

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

После вдумчивого чтения возникла мысль о том, а как собственно вообще определить ИСО? Интуитивно кажется, что можно связать ее с телом/материальной точкой, но ведь оно может ускоряться, а значит уже перестанет задавать старую ИСО

ИСО можно определить, связав её с таким телом / материальной точкой, которая движется инерциально. На это и намекает слово "инерциальная" в названии "ИСО". Да, какая-то конкретная точка может начать ускоряться - но тогда с ней больше не будет связана ИСО.

ИСО можно определить, связав её не только с реальным телом, но и с вымышленным. С какой-нибудь мелкой частицей, которая летит сама по себе, и никто её не трогает и не ускоряет. (Проблемы возникают только при учёте гравитации, и тогда приходится строить более сложную теорию - ОТО. В ОТО вообще не бывает таких ИСО, которые охватывают всё пространство, и в связи с этим приходится использовать сложную математику криволинейных систем координат.) Поэтому, чаще всего вообще не заморачиваются, чтобы тело, с которым мы связали ИСО, двигалось всё время инерциально. Достаточно, чтобы оно в какой-то момент времени двигалось с какой-то известной скоростью - и тогда можно считать, что рядом летит вымышленная частица, которая движется с той же самой скоростью - только всю жизнь, инерциально. И с этой вымышленной частицей связать ИСО. В крайнем случае, когда какое-то реальное тело ускоряется вообще всё время, можно ввести так называемую мгновенно сопутствующую ИСО - такую, которая движется с такой же скоростью только в один момент времени.

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

Ага! Значит с телом в заданный момент времени - но в момент времени по чьим часам? Что-то здесь вроде бы очевидное дело, но несколько непонятно

Да, в этом может быть поначалу трудность. Но тут есть спасительный выход!

Дело в том, что при всей относительности и зыбкости ориентиров, есть на свете прочная опора. Если нарисовать 4-мерную пространственно-временную "карту" событий (она так и называется - пространственно-временная диаграмма), то на этой "карте" будет линия, которую прочерчивает тело за всю историю своего движения. И на этой линии можно отметить точку, которая будет соответствовать какому-то желаемому моменту времени - говорят, желаемому точечному событию в пространстве-времени. И дальше, самое ценное, эта точка будет оставаться самой собой, из каких разных ИСО мы ни будем смотреть на это пространство-время. Сама форма линии будет изменяться, пространственные координаты, моменты времени по разным часам - всё это поплывёт, а точки, из которых состоит линия - останутся теми же самыми. И на других линиях тоже. И когда эти линии между собой взаимодействуют, то "рисунок" этого взаимодействия - какие встречи в каком порядке - тоже останется тем же самым.

Это знание - ключ к СТО. После этого, вы всегда можете нарисовать ту картину, которая не зависит от конкретной ИСО, и потом "разглядывать" её с разных сторон - из разных ИСО. Никаких нестыковок и парадоксов при этом возникать не будет, потому что картина - одна, та же самая.

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

Так-то да, но рассмотрение всей этой системы планета-спутник происходит в некоторой ИСО, которая в этих рассуждениях априорно привязана к планете, а ведь планета сама будет перемещаться под действием на нее обратной силы со стороны спутника

Здесь есть небольшая путаница. Можно рассмотреть две задачи:
- задача одного тела: мы считаем планету неподвижной (и связываем с ней ИСО), а спутник движется под действием одной силы;
- задача двух тел: мы считаем планету перемещающейся, и тогда и планета и спутник движутся под действием одной силы каждый (всего две силы).
Вот в этой задаче двух тел ИСО не связывают с планетой. Её связывают с центром масс системы планета-спутник. Именно центр масс остаётся неподвижным, а планета - описывает такие же круги, как и спутник, только очень маленькие (потому что планета тяжелее спутника). Например, в астрономии, если мы рассматриваем две звезды близких между собой масс, то приходится решать именно задачу двух тел. А задача одного тела - это приближение (огрублённая модель), которым можно пользоваться, если масса спутника по сравнению с массой планеты пренебрежимо мала.

Что значит "пренебрежимо мала"? Допустим, спутник весит 10 тонн, а планета (Земля) - $10^{24}\text{ кг}.$ Тогда отношение масс между ними - $1:100\,000\,000\,000\,000\,000\,000.$ Считая планету неподвижной, мы получим ошибку в расчётах в 20-м знаке после запятой. Важно ли это нам? Зависит от наших потребностей, и от того, можем ли мы эту ошибку вообще заметить и измерить. Для спутника на околоземной орбите, ошибка будет иметь абсолютную величину $10^{-13}\text{ м}$ - в тысячу раз меньше размеров атома. Этого никакой прибор не почувствует. С другой стороны, Плутон имеет массу $13{,}1\times 10^{21}\text{ кг},$ а его спутник Харон - массу $1{,}6\times 10^{21}\text{ кг},$ и отношение их масс - всего около $1:8.$ Когда Харон смещается на тысячу километров, Плутон смещается на расстояние в 8 раз меньше. Это достаточно существенно: полное смещение Плутона вдвое больше его поперечника. Пренебрегать этим практически никогда не стоит.

Как видите, физика всё-таки количественная наука. Её теории - как набор увеличительных стёкол для микроскопа: одни довольно простые, но довольно слабые, а другие более сложные, зато более сильные. Одни дают приближённую картину, другие более точную, "с большим увеличением", показывают такие детали, которых первые теории не видели. Игнорировать количественную сторону физики невозможно.

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

Так-так а чем отличаются разгон тела от его торможения - модулем скорости в выбранной ИСО?

Всего лишь тем, что кинетическая энергия увеличивается или уменьшается.

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

Без потерь энергии имеется в виду случай, когда тело врежется в какое-то еще или разорвется на кусочки?

Можно так, а можно менее зрелищно - всего лишь затормозить тело в какой-то вязкой среде.

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

Если удалось Вас правильно понять, то таковым параметром как раз является начальная скорость орбитального тела- в зависимости от ее модуля и направления произойдет один из перечисленных исходов

Да, правильно.

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

Правда на интуитивном уровне все равно не ясно, что удерживает этот спутник на орбите

Это от недостатка практики. Интуиция - инструмент очень плохой и неудобный, и работает только после серьёзной тренировки. Если бы вы занимались плотно и подробно физическими задачами (пусть даже простыми, уровня 1 курса университета), вы бы постепенно выработали привычки к типичным условиям и результатам задач, и эти привычки стали бы основой новой, более развитой интуиции. Ну а раз у вас такой тренировки нет - придётся вам верить нам на слово, или верить своим расчётам - но не интуиции.

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

центростремительная сила - да, но ведь если спутник будет крутиться бесконечно долго, то эта центростремительная сила совершит бесконечную большую работу, а откуда берется соответствующая энергия для этого?

Она совершает нулевую работу. Ведь работа - это не $dA=F\,ds.$ Работа - это $dA=\vec{F}\cdot d\vec{s}=F\,ds\cos(\widehat{F\,ds}).$ Угол между силой и перемещением играет здесь ключевую роль. Если сила перпендикулярна перемещению - то работа совершается просто нулевая. Если угол тупой - то работа становится отрицательной. Это происходит, если орбита спутника эллиптическая: на половине орбиты спутник "падает вниз" с положительной работой центростремительной силы, а на другой половине орбиты спутник "подлетает вверх" с отрицательной работой центростремительной силы. Ровно такой же. И ничего не накапливается.

Снова мы утыкаемся в то, что физику надо рассматривать с формулами. Качественные объяснения в физике - всегда основаны на количественных расчётах. А не наоборот. Чтобы понять что-то качественно - надо сначала понять это количественно.

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

Окей чисто ради интереса с объяснением на пальцах - протон имеет радиус- вроде бы имеет, хотя он и волновой объект, но ведь можно к нему приписать некоторую величину вроде M*10^-n метров

Нет, извините, на пальцах это объяснять просто нельзя. Всё, что вы написали, - чушь.

Munuvonaza в сообщении #958376 писал(а):

Или подобные рассуждения вообще неприменимы?

Да, неприменимы. Нужно учиться хотя бы несколько курсов, чтобы изучить самые основы того, какие рассуждения и с какими понятиями можно проводить в таких ситуациях. Целиком посвятить себя этому. Извините.

"Если бы это можно было объяснить просто - мы бы и объяснили это просто. Но нельзя. Природа так устроена." (Фейнман, по памяти)