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 Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.
 
 Re: Сила гравитации и ИСО
Сообщение01.11.2020, 21:50 


03/12/18
393
iifat в сообщении #1490305 писал(а):
...сравнить (в терминах Галилеевой механики) ситуацию с падающим лифтом, где гравитация уравновешивается силой инерции, и разгоняющейся ракетой, где силы зла инерции царствуют безраздельно!

Простите, а формулировка "гравитация уравновешивается силой инерции" - это правильно? Просто такая формулировка как-то раньше не встречалась... Вроде бы это как бы следует из 1 закона Ньютона, но как-то необычно.

-- 01.11.2020, 23:03 --

Вот надо же, обнаружил, что все, что я наговорил про отличие воздействия на тело обычных механических сил и силы гравитации (в том числе , что сила гравитации приложена к каждому атому тела непосредственно, а механические силы - через связи), в принципе в точности совпадает с подходом некоего д.т.н. Горбацевича Ф.Ф. ("Гравитация и инерция")... Прежде чем вставить сюда его имя и название статьи, я проверил, что на данном форуме он в негативном плане (и вообще никак) не упоминается, и в Интернете вроде бы особой скандальности нет, хотя названия работ подозрительны. Не знаю, насколько научны или ненаучны эти его взгляды (которые я случайно здесь воспроизвел). Так что если что - я не виноват.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сила гравитации и ИСО
Сообщение01.11.2020, 22:35 
Заслуженный участник


16/02/13
4214
Владивосток
Toolt в сообщении #1490345 писал(а):
"гравитация уравновешивается силой инерции" - это правильно?
Таки ж простите, а вы хорошо изучили Ньютонову/Галилееву физику? Что она говорит про СО, связанную с падающим лифтом? Вообще, что она говорит про силы инерции?
ОТО, собственно, в таком поверхностном описании мало что добавляет — ну да, гравитация и инерция есть одно и то же, так что силы инерции есть не некий математический фокус, а вполне себе реальное проявление гравитационно-инерциальных явлений (не хочу употреблять такие умные слова как «искривление пространства», поскольку ничего в этом не понимаю).

 Профиль  
                  
 
 Re: Сила гравитации и ИСО
Сообщение01.11.2020, 22:45 


05/09/16
12115
Toolt в сообщении #1490345 писал(а):
Горбацевича Ф.Ф. ("Гравитация и инерция")
Toolt в сообщении #1490345 писал(а):
Не знаю, насколько научны или ненаучны эти его взгляды (которые я случайно здесь воспроизвел)

Эфирщик...
Цитата:
Из вышеприведенного следует, что эфирная среда является существенным субъектом классической механики и не может из нее исключена. Наличие эфирной среды позволяет объяснить природу тяготения.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сила гравитации и ИСО
Сообщение01.11.2020, 22:53 


03/12/18
393
wrest в сообщении #1490361 писал(а):
Эфирщик...

Тогда забываем про него.

-- 02.11.2020, 00:14 --

iifat в сообщении #1490355 писал(а):
Toolt в сообщении #1490345 писал(а):
"гравитация уравновешивается силой инерции" - это правильно?
Таки ж простите, а вы хорошо изучили Ньютонову/Галилееву физику? Что она говорит про СО, связанную с падающим лифтом? Вообще, что она говорит про силы инерции?
ОТО, собственно, в таком поверхностном описании мало что добавляет — ну да, гравитация и инерция есть одно и то же, так что силы инерции есть не некий математический фокус, а вполне себе реальное проявление гравитационно-инерциальных явлений (не хочу употреблять такие умные слова как «искривление пространства», поскольку ничего в этом не понимаю).

Система отсчета, связанная с падающим лифтом, является неинерциальной. На тело в лифте, помимо силы тяжести действует (добавочная) сила инерции, такая же по модулю, но с обратным знаком. Поэтому относительно этой НИСО результирующая сила будет равна нулю. Невесомость и покой. Вроде так? Просто в учебниках вроде бы не встречается в данном случае выражение "уравновешивается" (может быть, потому что инерция - псевдосила?) , хотя по факту вроде бы это так.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сила гравитации и ИСО
Сообщение01.11.2020, 23:42 


17/10/16
4924
Toolt
Неужели не проще принять, что в падающем лифте нет вообще никаких сил, чем громоздить системы постоянно и идеально уравновешенных сил или предполагать наличие дальнодействия (сил, которые действуют на все части системы непосредственно, без давления через промежуточные части)? Ведь принцип эквивалентности прямо утверждает: гравитация не отличима от псевдосилы.
Пока это не станет ясно, нельзя продвинуться в правильном понимании гравитации.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сила гравитации и ИСО
Сообщение02.11.2020, 00:25 


03/12/18
393
sergey zhukov в сообщении #1490376 писал(а):
Toolt
Неужели не проще принять, что в падающем лифте нет вообще никаких сил, ...

Но это как-то трудно так сразу. Все-таки со школы въелся образ силы гравитации, как самой грандиозной силы во Вселенной, которая (именно она) размажет бедолагу об пол лифта, когда падающий лифт упадет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сила гравитации и ИСО
Сообщение02.11.2020, 04:28 
Заслуженный участник


16/02/13
4214
Владивосток
sergey zhukov в сообщении #1490376 писал(а):
Неужели не проще принять, что в падающем лифте нет вообще никаких сил
Э-э-э... Не стоит ли благородному дону проявить несколько больше уважения к поколениям физиков, которым было «не проще»? Вообще, ОТО, как я успел заметить, штука гораздо более сложная и неочевидная, можно бы подумать по этой фразе.
Toolt в сообщении #1490363 писал(а):
в учебниках вроде бы не встречается в данном случае выражение "уравновешивается"
А как в учебниках называется ситуация, когда на тело действует несколько сил, в сумме дающих нулевую?

 Профиль  
                  
 
 Re: Сила гравитации и ИСО
Сообщение02.11.2020, 09:12 


03/12/18
393
Ну, по крайней мере, правильным ли будет такое высказывание:
Если на тело не действуют никакие силы (тело где-то в дальнем космосе), у тела нет "собственного ускорения", - то в этом случае нет никакой разницы, "падает ли тело с ускорением" под воздействием гравитации, "находится в состоянии покоя" или "движется равномерно" (или "крутится по орбите", но тут, видимо чуть сложнее), мы просто не можем этого знать (находясь внутри). В этих случаях систему отсчета, связанную с таким телом, можно считать Инерциальной.
С точки зрения стороннего наблюдателя, находящегося в ИСО, когда перед ним проносится данное тело, в первом случае система отсчета, связанная с телом, уже будет НИСО.
Правильно?

 Профиль  
                  
 
 Re: Сила гравитации и ИСО
Сообщение02.11.2020, 09:42 


05/09/16
12115
Toolt в сообщении #1490393 писал(а):
Если на тело не действуют никакие силы (тело где-то в дальнем космосе), у тела нет "собственного ускорения", - то в этом случае нет никакой разницы, "падает ли тело с ускорением" под воздействием гравитации, "находится в состоянии покоя" или "движется равномерно" (или "крутится по орбите", но тут, видимо чуть сложнее), мы просто не можем этого знать (находясь внутри). В этих случаях систему отсчета, связанную с таким телом, можно считать Инерциальной.

Да, но не только конкретное тело должно покоиться или двигаться равномерно-прямолинейно при отсутствии приложенных к нему сил, но и все остальные тела в этой системе отсчета -- тоже.

-- 02.11.2020, 09:48 --

Toolt в сообщении #1490393 писал(а):
С точки зрения стороннего наблюдателя, находящегося в ИСО, когда перед ним проносится данное тело, в первом случае система отсчета, связанная с телом, уже будет НИСО.
Правильно?
Тут неясно кто на ком стоял, поясните.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сила гравитации и ИСО
Сообщение02.11.2020, 10:57 
Заслуженный участник


16/02/13
4214
Владивосток
Toolt в сообщении #1490393 писал(а):
находящегося в ИСО
Как понимаю, ОТО — это про равноправие всех СО. Все эти ИСО, нИСО оставьте в СТО.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сила гравитации и ИСО
Сообщение02.11.2020, 11:03 


17/10/16
4924
iifat в сообщении #1490387 писал(а):
Вообще, ОТО, как я успел заметить, штука гораздо более сложная и неочевидная, можно бы подумать по этой фразе.

Совершенно верно. Это всего лишь формулировка принципа эквивалентности. От него до уравнений ОТО, гораздо менее очевидных, еще очень далеко.

Toolt в сообщении #1490393 писал(а):
Ну, по крайней мере, правильным ли будет такое высказывание:

Да, вот это правильно. Причем и для вращения по орбите тоже. Это вообще верно во всех случаях, когда, как мы сказали бы раньше, тело движется под воздействием только сил гравитации. Теперь же, когда мы знаем, что сил гравитации нет, мы про все такие случаи говорим, что тело просто движется свободно.

Если такое тело находится в коробке, то в этой коробке мы имеем маленькую ИСО. Как в ракете без работающих двигателей, которая либо крутится по орбите, либо падает на поверхность планеты, либо приближается к черной дыре. Если не смотреть в илюминатор, невозможно понять, что она делает. Внутри такой ракеты любые эксперименты происходят так же, как и в ракете, парящей в далеком космосе вдали от массивных тел. Это совершенно то же утверждение, что и в СТО, когда мы говорим, что в неподвижной и равномерно движущейся ракете все происходит одинаково.

Теперь, когда это уже понятно, нужно сделать следующий шаг, который и делает ОТО такой трудной. Все сказанное выше - это только приближение. Оно очень помогает пониманию, но когда оно становится ясно, нужно сделать одно существенное уточнение. Утверждение о том, что внутри ракеты, которая как-то движется в гравитационных полях, мы имеем ИСО, становится тем точнее, чем меньше размеры ракеты. Совершенно точно оно только в пределе, когда размер ракеты стремится к нулю. Это совершенно аналогично утверждению, что криволинейная поверхность в окрестности некоторой точки только приближенно может считаться плоской, и это приближение выполняется тем точнее, чем меньше размер окрестности.
Вообще легко понять, что криволинейная поверхность (искривленное пространство-время) в любой своей точке очень хорошо приближается кусочком плоскости (кусочек почти плоского пространства времени в нашей ракете), но все вместе эти кусочки не складываются в плоскость. Т.е. в каждой отдельной точке - плоскость с высокой степенью точности, но все вместе - далеко не плоскость. Именно поэтому любой наблюдатель (например, вы) видите непосредственно вокруг себя плоскость и полагаете, что гравитации нет и вы свободно движетесь, а вокруг вас ИСО. Но другие тела вы видите на некотором удалении от себя, на котором приближение плоскостью работает хуже. Чем дальше от вас - тем хуже "работает" ваша ИСО. Это выражается в том, что по мере увеличения расстояния от вас до, скажем, меня, мое поведение начинает все больше отклоняться от такого, которое вы ждете от меня в ИСО. Я двигаюсь все менее прямолинейно и равномерно, могу испытывать ускорение по отношению к нам. Но вы точно знаете: я нахожусь в точно такой же собственной ИСО, как и вы (каждый из нас находится в собственной маленькой локальной ИСО), и это ваше поведение для меня странно. Ни на кого из нас силы не действуют, причина взаимного ускорения в том, что мы находимся слишком далеко друг от друга, и хотя каждый из нас - всегда в собственном маленьком кусочке плоскости, уже нельзя считать, что мы с вами просто в одной большой плоскости. А раз мы на кривой поверхности, то движемся мы по геодезическим линиям и ускорение между нами может появляться и исчезать просто потому, что так меняется расстояние между свободно движущимися телами на кривой поверхности.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сила гравитации и ИСО
Сообщение02.11.2020, 11:08 


05/09/16
12115
sergey zhukov в сообщении #1490402 писал(а):
Как в ракете без работающих двигателей,

И без собственного вращения. Ну это так, в качестве занудства.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сила гравитации и ИСО
Сообщение02.11.2020, 13:05 


17/10/16
4924
wrest
Совершенно верно. Без собственного вращения.

Но тут надо делать четкое различие между гравитацией (искривленный пространством-временем) и теми эффектами, которые наблюдаются во вращающейся комнате (криволинейные координаты в плоском пространстве-времени).

Во вращающейся комнате по прежнему нет никакой гравитации. Когда мы вводим центробежную силу и силу Кориолиса и забываем о вращении комнаты, то это эквивалентно тому, что мы рассматриваем какую-либо задачу на плоскости, используя для этого сложные криволинейные координаты. Псевдосилы появляются потому, что в криволинейных координатах прямые линии описываются гораздо сложнее. Например, во вращающейся комнате тело можно запустить в полет по устойчивому кругу так, чтобы сила Кориолиса в точности компенсировала центробежную силу. С точки зрения человека во вращающейся комнате тут наступает баланс сил, при этом свободное движение тела оказывается круговым. А с точки зрения внешнего наблюдателя это тело просто стоит в одной точке, а вся комната крутится вокруг него. Псевдосилы связаны с криволинейностью координат, которые выбрал наблюдатель внутри комнаты.

Мы знаем, что псевдосилы вращающейся комнаты можно уничтожить, выбрав для анализа этой плоской ситуации более простые, прямоугольные координаты (система отсчета внешнего наблюдателя).

Но гравитация - это искривленное пространство-время. А на искривленных поверхностях, как раньше тут уже говорилось, просто невозможно нарисовать прямоугольные координаты. На искривленных поверхностях любые координаты - криволинейные. Поэтому псевдосилы в искривленных пространствах становятся просто неизбежны. Нельзя ввести прямоугольные координаты - нельзя полностью избавиться от псевдосил. Но они от этого не перестают быть псевдосилами. Эти силы мы и называем силами гравитации.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сила гравитации и ИСО
Сообщение02.11.2020, 14:08 


05/09/16
12115
sergey zhukov в сообщении #1490415 писал(а):
Эти силы мы и называем силами гравитации.
Да, просто особо ничего не мешает считать пространство плоским, а гравитацию - силовым полем.
Кип Торн (специалист по гравитации, нобелевский лауреат) пишет в одной из научпоп книжек ("Черные дыры и складки времени") так:
Цитата:
В исследованиях, связанных с теорией относительности, очень важно уметь владеть обеими парадигмами. Некоторые задачи проще и быстрее решаются в парадигме искривленного пространства-времени; другие - с использованием идеи о плоском пространстве-времени. [...] Опытные физики-теоретики постепенно начинают чувствовать, какая парадигма больше всего подходит к той или иной ситуации, и по мере необходимости пользуются то одной, то другой точкой зрения. По воскресеньям, думая о черных дырах, они могут считать пространство-время искривленным, а по понедельникам, думая о гравитационных волнах, плоским. [...]
Законы, лежащие в основе обеих парадигм, математически эквивалентны. Отсюда наша уверенность в том, что при анализе той или иной физической ситуации мы получим одинаковые предсказания для результатов экспериментов в рамках обеих парадигм. Поэтому мы вольны пользоваться той или иной парадигмой в зависимости от ситуации.
Такая свобода дает некоторую власть. Физиков не всегда удовлетворяет концепция искривленного пространства-времени Эйнштейна, и в качестве дополнения к ней они развили концепцию плоского пространства-времени.

И всё это имеет, кмк, мало отношения к собствено теме принципа эквивалентности, который действует и в классической механике Ньютона тоже...

 Профиль  
                  
 
 Re: Сила гравитации и ИСО
Сообщение02.11.2020, 14:43 


03/12/18
393
wrest
sergey zhukov
iifat
Утундрий (за юмор)
Спасибо!

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 67 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  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