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 Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней. На страницу 1, 2, 3, 4, 5  След.
 
 Относительность вращения Земли.
Сообщение14.02.2011, 03:08 


09/01/11
22
Здравствуйте, уважаемые знатоки.
Разгорелся простой спор на такую, казалось бы, детскую тему.
Вопрос заключается в том, можно ли считать, что вращение Земли является относительным понятием в физике.
Моя позиция такова, что раз основные законы самой точной макротеории - ОТО, ковариантны, то физике все равно из какой СО ведется наблюдение.
Оппонент аппелирует тем, что под вращением понимается вращательное движение в ИСО или же обнаружение того, что СО, в которой тело покоится, является вращающейся.

Помогите, пожалуйста, в точной формулировке, и, если не затруднит, скажите, куда идти за цитатами.
Спасибо.

 Профиль  
                  
 
 Re: Относительность вращения Земли.
Сообщение14.02.2011, 06:29 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


17/12/08
582
Относительность прямолинейного равномерного движения по инерции - это когда нельзя внутренними методами выяснить, движемся ли мы относительно того тела, или то тело движется относительно нас. Можно только сказать, что мы и то тело движемся относительно друг друга.
В случае с вращением, вроде бы как внутренними методами можно выяснить, что именно мы вращаемся относительно далёких звёзд. По наличию центробежных сил, по наличию сил Кориолиса и ещё там чего ни будь (маятник Фуко поворачивается). А вот если представить, что мы вроде как покоимся, а это все далёкие звёзды вращаются вокруг нас. Тогда (по Маху), у нас (мы обнаружим) и центробежные силы, и силы Кориолиса, и маятник Фуко будет поворачиваться. То есть, вроде как получается, что невозможно обнаружить: мы вращаемся или это мир вращается вокруг нас.
Но вот в пространстве-времени, наше существование (существование нашего тела) представлено множеством мировых линии. Тогда, мне так думается, можно говорить об абсолютном понимании вращения, т.е. то, что оно не относительно других тел. В пространств -времени по временной координате (с течением времени) мы (мировые линии нашего тела) будут повёрнуты относительно своих предыдущих состояний существования в пространстве-времени (такое множество винтовых линии будет).

 Профиль  
                  
 
 Re: Относительность вращения Земли.
Сообщение14.02.2011, 09:06 


09/01/11
22
Но насколько я понимаю, вращение - это вращательное движение. Движение - изменение координат по времени. В СО, связанной с поверхностью, Земля координаты не меняет, так как можно говорить о наличии вращения?
В ПВ будет не вращение, а винтовые линии, которые по моему мнению не соответствуют определению вращательного движения, ведь оно, также как и любое другое движение - явление, наблюдаемое в некой СО.

 Профиль  
                  
 
 Re: Относительность вращения Земли.
Сообщение14.02.2011, 10:06 


18/11/10
381
Мюнхен
Вращение не возможно без внутренних сил, которые не дают вращающемуся телу развалиться. Силы не могут быть относительными, они либо есть, либо их нет, также и вращение, либо оно есть, либо его нет, третьего не дано.

 Профиль  
                  
 
 Re: Относительность вращения Земли.
Сообщение14.02.2011, 18:18 
Заслуженный участник


09/09/10
3729
kolas в сообщении #412787 писал(а):
Силы не могут быть относительными, они либо есть, либо их нет

Как насчет центробежной силы?

 Профиль  
                  
 
 Re: Относительность вращения Земли.
Сообщение14.02.2011, 20:17 
Заблокирован


17/01/11

67
Вся беда в том , что вы применяете принцип относительности ко всему , что попало . Оно применимо ТОЛЬКО к прямолинейному Равномерному движению. Вращение - движение тела с постоянным ускорением . поэтому вообще , принцип относительности к вращающимся телам НЕПРИМЕНИМ.

 Профиль  
                  
 
 Re: Относительность вращения Земли.
Сообщение14.02.2011, 20:28 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72408
Поскольку уровни участников обсуждения очень разные, то и представления у вас очень разные, и к единому мнению вы не придёте :-)

На уровне ньютоновской механики вращение абсолютно.
На уровне ОТО вращение относительно. Но зато абсолютно кое-что другое: локальный тензор кривизны, в частности, вызываемое им схождение геодезических.

Возьмём свободно падающую точку, и рассмотрим соседние к её мировой линии геодезические. Они образуют в пространстве шарик. От вращений этого шарика можно избавиться вращением системы координат, это не инвариантная характеристика. Остаются изменения формы и объёма. Дальше можно рассмотреть ньютоновское приближение, и перейти обратно в систему понятий ньютоновской механики.

Изменения формы и объёма могут быть вызваны тремя причинами:
1. Тяготение ненулевой плотности массы в том месте, через которое пролетает точка.
2. Тяготение какой-то внешней массы.
3. Вращение системы координат и вызванные им силы инерции.

В случае 1 мы имеем равномерное сжатие по трём осям, изменение объёма, но не формы. В случае 2 мы имеем равномерное сжатие по двум осям, и растяжение по (перпендикулярной) третьей (приливные силы от одной точечной массы), с сохранением полного объёма шарика. В случае 3 мы имеем равномерное растяжение по двум осям, и кажется, отсутствие растяжения или сжатия по третьей. Взяв несколько внешних масс, можно по-разному менять эллипсоид приливных сил, вплоть до равномерного растяжения по двум осям, и сжатия по третьей (достаточно взять две точечные массы спереди и слева). Таким образом, беря разные комбинации условий, их можно "выдавать" одно за другое.

Смущает меня один момент в моей прохудившейся памяти. По-ньютоновски рассуждая, при вращении системы координат мы имеем эллипсоид сил инерции $\mathop{\mathrm{diag}}(+1,+1,0),$ но в то же время в ОТО мы находимся в вакууме, а в нём тензор Риччи и его след равны нулю - кажется, это означало бы необходимость эллипсоида $\mathop{\mathrm{diag}}(+1,+1,-2).$ Разобраться в этом может, в качестве упражнения, Алия87 :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Относительность вращения Земли.
Сообщение14.02.2011, 20:28 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/10/10
1481
Ереван(3-й участок)
На эту тему очень хорошо рассказано в книге Паули- "Теория относительности". В физике до 1915-го года(создание ОТО), Ваш оппонент был бы прав в том смысле, что до создания ОТО инерциальные системы отсчета играли какую-то особую роль среди всех прочих и законы физики формулировались только в них одних.

 Профиль  
                  
 
 Re: Относительность вращения Земли.
Сообщение14.02.2011, 20:30 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72408
kukira в сообщении #413019 писал(а):
Вся беда в том , что вы применяете принцип относительности ко всему , что попало . Оно применимо ТОЛЬКО к прямолинейному Равномерному движению. Вращение - движение тела с постоянным ускорением . поэтому вообще , принцип относительности к вращающимся телам НЕПРИМЕНИМ.

Ну вот пример того, о чём я говорил: разного уровня. Принцип относительности в рамках ньютоновской механики и СТО применим только к прямолинейному равномерному движению, но в рамках ОТО - к любому движению (с оговорками, что вообще называть принципом относительности в таком случае).

 Профиль  
                  
 
 Re: Относительность вращения Земли.
Сообщение14.02.2011, 20:40 
Заблокирован


17/01/11

67
Движение в гравитационном поле - уже ускоренное. Если вращается диск , на нем поставлен предмет , то под действием центробежных сил, предмет будет двигаться к периферии диска. если мы будем вращаться вокруг диска , то этого не произойдет. принцип относительности не работает , как я уже сказал .

 Профиль  
                  
 
 Re: Относительность вращения Земли.
Сообщение14.02.2011, 22:35 


09/01/11
22
Munin, спасибо большое, именно так я ответ и представлял себе.
Про эллипсоид я правда не понял.

 Профиль  
                  
 
 Re: Относительность вращения Земли.
Сообщение14.02.2011, 23:07 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72408
Lolok в сообщении #413072 писал(а):
Про эллипсоид я правда не понял.

Кажется, про это на пальцах рассказано у Пенроуза в "Новый ум короля". Возможно, что и в "Путь к реальности" тоже.

 Профиль  
                  
 
 Re: Относительность вращения Земли.
Сообщение15.02.2011, 00:26 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
10065
Lolok в сообщении #412756 писал(а):
Моя позиция такова, что раз основные законы самой точной макротеории - ОТО, ковариантны, то физике все равно из какой СО ведется наблюдение.

Но не все равно, какие получатся результаты. В той же ОТО, если тело вращается, то имеем метрику Керра, если нет - Шварцшильда. Отличить одну от другой - дело техники. Ваш оппонент прав, а Вы - нет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Относительность вращения Земли.
Сообщение15.02.2011, 00:41 


09/01/11
22
Утундрий
Отличить можно и в ОТО, и в классике, я ж не утверждаю, что отличить невозможно. Я говорю, что современные законы сформулированы таким образом, что одинаково применяются и к вращающейся СО, и к ИСО. Решения, ясное дело, получаются разные, тут можно еще и заряд добавить еще для усложнения. Тут нюанс в том, что я привык пользоваться определением движения через систему отсчета. Другого я не знаю.

И я не понял причем тут решение Шварцшильда, если в любом случае Земля в любой ИСО вращается. Как его сюда впихнуть? Будут решения Керра для разных СО. Оба решения опишут ровно то, что нужно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Относительность вращения Земли.
Сообщение15.02.2011, 01:19 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
10065
Lolok в сообщении #413122 писал(а):
Отличить можно и в ОТО, и в классике, я ж не утверждаю, что отличить невозможно.

Именно, что можно. А вот бусты - нельзя. Поэтому можно говорить об относительности бустов, и нельзя об относительности вращений. Впрочем, в ОТО в метрике общего положения и об относительности бустов говорить нельзя, т.к. их там попросту нет.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней.  [ Сообщений: 65 ]  На страницу 1, 2, 3, 4, 5  След.

Модераторы: photon, Aer, whiterussian, Jnrty, profrotter, Парджеттер, Eule_A, Pphantom, 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