Так все-таки, почему не падают спутники на землю?

[Munin]

wrest в сообщении #1386842 писал(а):

Я думаю, что тут дело в том, что неИСО это естественная среда обитания.

Далеко не естественная. Правильно перечислить даже все силы инерции - справится только сравнительно подготовленный студент-физик или механик. А уж рассчитывать с ними задачи - кошмар. Вот вам простая задача:

Цитата:

На горизонтальном равномерно вращающемся столе на расстоянии $r_0$ от центра вращения лежит мелок. В момент времени 0 он начинает катиться без трения. Рассчитать в системе отсчёта стола движение мелка и нарисованную им линию.

-- 10.04.2019 12:31:41 --

wrest в сообщении #1386844 писал(а):

А я не про вращение. Берете яблоко и отпускаете. Оно, в системе покоя Земли, падает. Значит, система покоя Земли - неИСО.

В классической механике система покоя Земли - ИСО. А ОТО - намного более сложная система понятий, в которой вообще "ИСО - неИСО" нет. Ну и расчёт по ОТО - не школьного уровня сложности, и даже не уровня курса теоретической механики.

В самом деле, не высказывались бы вы по темам, в которых не разбираетесь.

wrest в сообщении #1386844 писал(а):

Если выбранная нами СО вращается в какой-то ИСО, то "поле" сил инерции неоднородное, это добавляет перца, конечно

Не только неоднородное, и этого вы не понимаете.

Как всегда, "силы инерции" защищают люди, которые в них не разбираются.

wrest в сообщении #1386844 писал(а):

А я говорю о другом - о том что мы (наши органы чувств, вестибулярный апарат в их числе) в принципе живем в неИСО, хотя и с однородным полем сил инерции.

Ровно наоборот. Органы чувств приспособлены к ИСО, и вестибулярный аппарат прежде всего. Если вестибулярный аппарат оказывается в неИСО, то возникают последствия его неправильной работы: кружится голова, укачивает в транспорте, и т. п.

-- 10.04.2019 12:36:41 --

wrest в сообщении #1386854 писал(а):

Хоть у меня и не семь пядей во лбу, а только около одной, принцип эквивалентности (пропорциональности тяжелой и инертной масс) пришел мне в голову в школе задолго до того как я увидел его сформулированным

Беда в том, что от этой идеи до расчётного математического аппарата - расстояние огромное. А в ИСО расчётный аппарат достаточно простой, чтобы давать его сразу школьникам.

wrest в сообщении #1386854 писал(а):

Мне казалось, что если бы в школе раньше объяснили про это, было бы проще жить.

Некоторые вещи - действительно, стоит объяснять в школе. Но не все. Можно рассказать про маятник (бутылку воды, воздушный шарик в купе) в равномерно ускоряющемся поезде (или хотя бы без резких рывков). Но задач на это дают немного, и в основном простых и иллюстративных. Правильные и достаточно сложные задачи в этой области уже невозможны.

[Someone]

Geen в сообщении #1386859 писал(а):

Но (у меня сложилось впечатление, что все про неё забыли) есть ещё неотъемлемая особенность вращающейся СО - сила Кориолиса....

Не забыли. Это Вы забыли, что объяснять надо не специалисту в физике или теоретической механике, они и без Вас это знают.
Это нужно объяснять человеку, который слова "система отсчёта" в лучшем случае слышал и, скорее всего, понятия не имеет, чем отличается неИСО от ИСО. Центробежную силу он считает вовсе не фиктивной, а самой настоящей, действующей во всех случаях криволинейного движения: он же неоднократно катался на карусели и, может быть, на чёртовом колесе, и прекрасно помнит эту силу, стремящуюся свалить его с лошадки.
Про спутник он знает, что его притягивает Земля, и недоумевает, почему это он не падает: Земля же его притягивает. Но тут он вспоминает, что спутник движется по окружности. Поэтому на него действует центробежная сила, которая, разумеется, уравновешивает силу притяжения Земли, вот спутник и не падает.

Кроме того, сила Кориолиса — это не центробежная сила.

[Munin]

Geen в сообщении #1386859 писал(а):

И по причине этой силы, в первом приближении, "брошенный инструмент" будет двигаться по окружности (касательной в точке "бросания")...

По эллипсу, вроде бы. А потом ещё дрейф, во втором приближении.

[wrest]

Munin в сообщении #1386878 писал(а):

В классической механике система покоя Земли - ИСО.

Ну как же система отсчета в которой Земля покоится, может быть инерциальной, если в ней все отпущенные на свободу тела падают на Землю, а не двигаются равномерно и прямолинейно?

Munin в сообщении #1386878 писал(а):

Ровно наоборот. Органы чувств приспособлены к ИСО, и вестибулярный аппарат прежде всего.

Пример ИСО -- это внутренности МКС в СО где МКС покоится (+ она не вращается и у неё выключены двигатели).

[arseniiv]

Munin в сообщении #1386878 писал(а):

Органы чувств приспособлены к ИСО, и вестибулярный аппарат прежде всего.

Хм, я слышал, что он реагирует на смену ускорения, а не на его наличие, хотя не помню где и когда.

Заметьте, что если сесть на карусель, которую достаточно медленно раскручивают, и не двигать головой в радиальном направлении, ничего страшного вроде не происходит.

wrest в сообщении #1386885 писал(а):

Ну как же система отсчета в которой Земля покоится, может быть инерциальной, если в ней все отпущенные на свободу тела падают на Землю, а не двигаются равномерно и прямолинейно?

В негеометрической теории тяготения сила тяжести — настоящая сила и не может быть перепутана с силами инерции, ну вы же должны быть в курсе. И недостаточно это неинтуитивно. И никто не будет потом, если перейдёт к ОТО, кидаться в окно из-за того что деда Мороза в исходном понимании не существует. Так что почему бы не объяснять сначала теорию попроще?

-- Ср апр 10, 2019 15:23:11 --

Кстати ещё польза в том, что можно познакомить людей с полем сил. Не помню, делают ли это до электростатики, но даже если не делать, можно сразу начиная её будет привести пример «а вот вам ещё поле — не думайте, что это что-то совсем новое».

[wrest]

Someone в сообщении #1386881 писал(а):

Центробежную силу он считает вовсе не фиктивной, а самой настоящей, действующей во всех случаях криволинейного движения: он же неоднократно катался на карусели и, может быть, на чёртовом колесе,

Ну чертово колесо-то медленно едет, сила не чувствуется.
На меня неизгладимое впечатление произвела карусель "Ромашка". Когда зрительная картина перестала соответствовать вестибулярной, при дальнейших воспоминаниях об этом, примерно тогда я и понял, что ускорение действует примерно также как гравитация. Наверно 7-8 класс школы, как-то так. На центральность\вращательность я тогда внимания особо не обратил, просто отметил факт схожести действия ускорения и гравитации. В эту картину тогда ещё добавились "американские горки". Дополняется все тем, что когда сидишь в самолете а он поворачивает, то Земля в иллюминаторе неслабо так наклоняется. Но вертикальность, сообщаемая вестибулярным аппаратом, относительно салона самолета, сохраняется. Вот эти все факты хорошо бы пояснять школьникам, и говорить тут ИСО а тут неИСО, на мой скромный дилетанский взгляд,

[Munin]

wrest в сообщении #1386885 писал(а):

Ну как же система отсчета в которой Земля покоится, может быть инерциальной, если в ней все отпущенные на свободу тела падают на Землю, а не двигаются равномерно и прямолинейно?

Вам надо вернуться в школу, и изучить, что Земля действует на все тела силой тяжести, и поэтому тела в свободном падении находятся под действием одной нескомпенсированной силы, и не подчиняются 1-му закону Ньютона?

wrest в сообщении #1386885 писал(а):

Пример ИСО -- это внутренности МКС в СО где МКС покоится

Боюсь, это уже проходит по разряду агрессивного невежества и пропаганды своих невежественных взглядов.

В МКС существуют явления микрогравитации, как раз нарушающие 1-й закон Ньютона. И рассчитывать их стоит в истинной ИСО.

arseniiv в сообщении #1386889 писал(а):

Хм, я слышал, что он реагирует на смену ускорения, а не на его наличие, хотя не помню где и когда.

Ну, в физиологию вестибулярного аппарата пускаться не будем, тем более что он у разных групп животных устроен по-разному.

arseniiv в сообщении #1386889 писал(а):

ну вы же должны быть в курсе.

Не похоже, что он в курсе. Тут надо модераторов призывать.

Я вначале написал, а потом стёр, и зря, оказывается:

wrest
...Иначе попрошу выписать решение предыдущей задачи методами ОТО. Сначала написать метрику, символы Кристоффеля, потом решить дифференциальное уравнение... А потом написать параграф для школьного учебника физики для 9 класса.

-- 10.04.2019 13:30:30 --

arseniiv в сообщении #1386889 писал(а):

Кстати ещё польза в том, что можно познакомить людей с полем сил. Не помню, делают ли это до электростатики

Даже в электростатике это делают осторожно и не сразу.

arseniiv в сообщении #1386889 писал(а):

Не помню, делают ли это до электростатики, но даже если не делать, можно сразу начиная её будет привести пример «а вот вам ещё поле — не думайте, что это что-то совсем новое».

Если речь о поле силы тяжести, то окей. А если речь о поле сил инерции - то Друма упаси.

[wrest]

arseniiv в сообщении #1386889 писал(а):

В негеометрической теории тяготения сила тяжести — настоящая сила и не может быть перепутана с силами инерции,

Обычно сила тяжести "прибита" именно к системе отсчета (это свойство системы отсчета), а не к Земле как телу, участвующему во взаимодействиях. Потому что Земля не плоская, поле неоднородное и т.п. Но в малых окрестностях всё норм, а тогда Земли как притягивающего тела -- нет, а есть только сила тяжести, встроенная в систему отсчета.
И даже в языке напряженность поля называется "ускорение"...

arseniiv в сообщении #1386889 писал(а):

Так что почему бы не объяснять сначала теорию попроще?

Сначала можно и попроще. Вопрос в том, когда должно наступить "потом" после этого "сначала"...

[Munin]

wrest в сообщении #1386890 писал(а):

Вот эти все факты хорошо бы пояснять школьникам, и говорить тут ИСО а тут неИСО, на мой скромный дилетанский взгляд,

Если бы ваш дилетантский взгляд этим и ограничивался, проблемы бы не было. Проблема в остальной пурге, которую вы тут нагнали.

-- 10.04.2019 13:38:36 --

wrest в сообщении #1386892 писал(а):

Обычно сила тяжести "прибита" именно к системе отсчета (это свойство системы отсчета), а не к Земле как телу, участвующему во взаимодействиях.

Ну всё, пошла прямая невежественная ложь.

Силу тяжести, между прочим, изучают в школе. И закон всемирного тяготения - тоже.

wrest в сообщении #1386892 писал(а):

Потому что Земля не плоская, поле неоднородное и т.п.

Это не мешает именно Земле быть источником силы тяжести. И странно было бы, если бы мешало.

wrest в сообщении #1386892 писал(а):

а тогда Земли как притягивающего тела -- нет

Вот только в космосе вдали от Земли почему-то Земли нет - и силы тяжести нет.

wrest в сообщении #1386892 писал(а):

И даже в языке напряженность поля называется "ускорение"...

Это из-за удачного совпадения размерностей. Напряжённость гравитационного поля имеет размерность ускорения. А напряжённость электрического поля - нет. Незначительная деталь.

wrest в сообщении #1386892 писал(а):

Сначала можно и попроще. Вопрос в том, когда должно наступить "потом" после этого "сначала"...

Этот вопрос давно решён: не раньше того момента, когда ученики знают СТО, теорию поля, уравнения мат. физики, начала дифференциальной геометрии. Тогда можно преподать ОТО, и во многих вузах на соответствующих специальностях это делают. Вот только там рассказывают совсем другое, чем мешок чуши, которую несёте вы.

[arseniiv]

wrest в сообщении #1386890 писал(а):

Но вертикальность, сообщаемая вестибулярным аппаратом, относительно салона самолета, сохраняется. Вот эти все факты хорошо бы пояснять школьникам, и говорить тут ИСО а тут неИСО, на мой скромный дилетанский взгляд,

Ну им же говорят про вес в лифте? Со школьной точки зрения можно считать, что (человеческий) вестибулярный аппарат использует в работе вес (и вроде так и есть, там плавают какие-то кристаллики). Вряд ли кто-то решит, что у людей есть орган, чувствующий силу тяжести, но ведь не потому что она оказывается в другой теории в одной из формулировок не силой, а потому что мы вообще не можем как-то разделить вклады в равнодействующую, не имея контроля над тем, что их вызывает.

wrest в сообщении #1386892 писал(а):

Сначала можно и попроще. Вопрос в том, когда должно наступить "потом" после этого "сначала"...

Когда будет необходимость использовать аппарат и возможность его поднять. Вообще конечно в школе немало вещей рассказывается на слабо-популярном уровне (таком, что задачи после этого рассказа решать можно разве что одну-две качественного уровня), но стоит ли ему там быть — это отдельный вопрос. Если стоит, и если стоит туда ещё добавлять, то можно было бы что-то рассказать про ОТО. Но вы видели, во что выливается подобный рассказ про квантовую и релятивистскую теорию — и ведь и те-то в самом-самом конце! (Когда-то были; сейчас не знаю.)

UPD:

arseniiv в сообщении #1386894 писал(а):

Но вы видели, во что выливается подобный рассказ про квантовую и релятивистскую теорию

То есть там-то конечно даже уровень с формулами, но какими формулами! (Вот даже преобразования Лоренца — как будто хотя бы с ними всё правильно и всё на месте — но ведь кто ж их так пишет-то? С кучей явных $c$ и корнями? Это же всех только запугает, когда на деле они оказываются аналогом поворота.) Не факт, что подобный ужас не возникнет и «ради ОТО».

[wrest]

Munin в сообщении #1386893 писал(а):

то из-за удачного совпадения размерностей. Напряжённость гравитационного поля имеет размерность ускорения.

Где ж тут совпадение? Это как раз никакое не совпадение.

Munin в сообщении #1386893 писал(а):

А напряжённость электрического поля - нет. Незначительная деталь.

При чем тут вообще электрическое поле??

Munin в сообщении #1386893 писал(а):

знают СТО, теорию поля, уравнения мат. физики, начала дифференциальной геометрии. Тогда можно преподать ОТО,

И при чем тут СТО и ОТО? Для того, чтобы объяснить непадение спутника на Землю, достаточно Ньютона.

[Eule_A]

wrest в сообщении #1386885 писал(а):

Пример ИСО -- это внутренности МКС в СО где МКС покоится

Ориентация МКС определяется по отношению к т.н. орбитальной системе координат, которая, мягко говоря, не инерциальна. Т.е. в идеале станция должна относительно этой системы покоиться - уже это не позволяет считать указанную Вами систему ИСО. А если ещё учесть реальное поведение станции, то лучше таких примеров не приводить. И вообще следить за корректностью примеров.

[Munin]

arseniiv в сообщении #1386894 писал(а):

Но вы видели, во что выливается подобный рассказ про квантовую и релятивистскую теорию

Кто видел, wrest видел? Так он вряд ли сможет оценить.

[arseniiv]

Я всё ещё надеюсь.

wrest в сообщении #1386895 писал(а):

Где ж тут совпадение? Это как раз никакое не совпадение.

Это позже оказывается, что не совпадение. (Но кстати что вы будете делать, если в очередном эксперименте гравитационную и инертную массу найдут отличающимися?)

Ну вот вы говорите, что не надо ОТО. Да, вроде геометрическая теория для гравитации Ньютона тоже строится. Но вот серьёзно, она ведь тоже сложнее теории с силой.

[Munin]

arseniiv в сообщении #1386894 писал(а):

То есть там-то конечно даже уровень с формулами, но какими формулами!.. Не факт, что подобный ужас не возникнет и «ради ОТО».

Факт, что не возникнет. Математика ОТО куда неподъёмней для школьников, чем математика СТО. Боюсь, единственная доступная школьникам формула ОТО - это формула для радиуса Шварцшильда $r_g=GM/c^2,$ примерно так же относящаяся к ОТО, как формула фотоэффекта (тоже заучиваемая в школе) - к квантовой физике. Ну можно ещё формулу постоянной Хаббла докинуть $H=v/D.$

-- 10.04.2019 13:58:46 --

wrest в сообщении #1386895 писал(а):

Где ж тут совпадение? Это как раз никакое не совпадение.

Если вы не в курсе, то не высказывайтесь. Модераторы скоро прибудут.

wrest в сообщении #1386895 писал(а):

При чем тут вообще электрическое поле??

При определении понятия "напряжённость поля": $E=F/q$ для электрического поля, $g=F/m$ для гравитационного (в обеих формулах $q,m$ - пробный заряд). Если вы не в курсе этого понятия, то не стоило вообще употреблять словосочетание "напряжённость поля".

wrest в сообщении #1386895 писал(а):

И при чем тут СТО и ОТО? Для того, чтобы объяснить непадение спутника на Землю, достаточно Ньютона.

При том, что в механике Ньютона никакого принципа эквивалентности нет, а есть он только в ОТО.

-- 10.04.2019 14:01:14 --

arseniiv в сообщении #1386899 писал(а):

Ну вот вы говорите, что не надо ОТО. Да, вроде геометрическая теория для гравитации Ньютона тоже строится.

Причём, что неприятно, строится она уже после ОТО, на основе и по примеру её мат. аппарата.