 |
Ten wątek jest przedawniony Działy Forum » Nauka
| Napisano | Autor | Tytuł | | 03-07-2011 17:41 | kombi (1112 punktów) (zablokowany) | sztywność Ziemi 0 na 2 | W teorii pływów grawitacyjnych często żonglują sprzecznymi założeniami - masa płynna albo sztywna. Np. gdy liczą wybrzuszenie równikowe z rotacji, albo wysokość fal pływowych, wówczas Ziemia jest zupełnie płynna (idealny płyn nieściśliwy). Natomiast w obliczeniach precesji osi Ziemi jest już zupełnie sztywna - bardziej od stali, a nawet diamentu, bo wtedy w ogóle się nie deformuje (doskonale sztywny bączek). W związku z tym wpadłem na taki zabawny test sztywności Ziemi. Niech Ziemia będzie cała ze stali, czyli moduł sztywności 200 GPa (można sobie oczywiście przyjąć dowolny materiał, np. bazalt, czy coś tam...). Teraz uwaga! Stawiamy taką Ziemię sobie na stole... a co - nie wolno? Na tym stole jest oczywiście zwyczajne ciążenie: g = 9.8, a my sprawdzamy jak ta kula stalowa zdeformuje się pod własnym ciężarem. Będzie stać równiutka i prościutka, czy też oklapnie jak niedogotowane jajo?!  Ja stawiam, że zdeformuje się kilka km, a nawet kilkaset - znaczy niezły flak ze stali!  Można strzelać do woli. | Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.
1 na 1 | sceptymucha (moderator, 11470 punktów) | Czy możesz sprecyzować, o co Ci chodzi? Jeśli o siły pływowe, to tutaj: pl.wikipedia.org/wiki/Siła_pływowaWątek jest dość chaotyczny - najbardziej boli sformułowanie "zdeformuje się pod własnym ciężarem". Jeśli weźmiemy Ziemię, to jest ona źródłem pola grawitacyjnego odczuwanego na powierzchni jako przyspieszenie ziemskie o wartości 9,8 m/s2. Jednak jeśli rozpatrujesz grawitację, to przyspieszenie wewnątrz naszego globu nie jest równe wartości na jego powierzchni - zatem porównanie ze stołem i żelazną kulą jest ni przypiął ni przyłatał do warunków w rzeczywistości działających na Ziemię. Jeśli nie rozwiniesz myśli zawartych w Twoim wątku przeniosę go do Bazgrołów. Pozdrawiam PS: pl.wikipedia.org/wiki/Granica_Roche'a
Rzeczywistość jest ograniczona statystyką.
|
|
 | kombi (1112 punktów) (zablokowany) | Chodzi o zweryfikowanie pospolitego przekonania o sztywności różnych materiałów, opartego na obserwacji małych przedmiotów: skały, metale, plastik, itp.
Niektórym wydaje się, że gdyby Ziemia była cała z wody, czy innego płynu, to wówczas rozpłaszczyłaby się 10 razy bardziej, a fale pływowe z grawitacji Księżyca sięgałby kilometra. I odwrotnie: gdyby była ze stali, no to wówczas w ogóle nie byłoby deformacji.
Sztywność wszelkich przedmiotów oceniamy przez całe życie tu na miejscu, czyli w polu grawitacyjnym o natężeniu g. Zatem Ziemię również umieszczamy w stałym gradiencie = g, co nam pozwoli uczciwe sprawdzić jej sztywność.
Przy okazji obalimy kilka mitów z teorii pływów, precesji planet, oraz geofizyki.
|
|
|  | | sceptymucha (moderator, 11470 punktów) | Dzięki za odpowiedź.
Pozdrawiam
Rzeczywistość jest ograniczona statystyką.
|
|
1 na 1 KORIUS (14106 punktów) (zablokowany) | Powiem wprost. Kilka wątków już czytałem, takich gdzie podważasz wszelkie osiągnięcia współczesnej nauki, wielu fizyków i astronomów uważasz za przygłupów i niedouków nierozumiejących podstawowych praw. Ogólną teorię względności masz w jednym palcu i rozumiesz ją lepiej niż sam Einstein. Więc albo jesteś jakimś nieznanym światu geniuszem i czas się ujawnić, albo potrzebujesz specjalistycznej opieki. A może to jakaś prowokacja ?
"Religia jest dla ludzi bez rozumu" - Józef Piłsudski
|
|
 | kombi (1112 punktów) (zablokowany) | To jest czysta klasyka, czyli rzecz sprawdzalna - wszystko leży w zasięgu ręki, bo na stole.
|
|
4 na 6 | scooby14444 (142 punktów) | > Niech Ziemia będzie cała ze stali, czyli moduł sztywności 200 GPa (można sobie oczywiście przyjąć> dowolny materiał, np. bazalt, czy coś tam...).> Teraz uwaga!> Stawiamy taką Ziemię sobie na stole... a co - nie wolno?> Na tym stole jest oczywiście zwyczajne ciążenie: g = 9.8, a my sprawdzamy jak ta kula stalowa> zdeformuje się pod własnym ciężarem.> Będzie stać równiutka i prościutka, czy też oklapnie jak niedogotowane jajo?!  > Ja stawiam, że zdeformuje się kilka km, a nawet kilkaset - znaczy niezły flak ze stali! > Można strzelać do woli.Kombi coś masz słabą wyobraźnię. Jakbyś postawił taką Ziemię na stole (niezniszczalnym podłożu) to po prostu cała uległa by zniszczeniu. Jak? Po prostu by się stopiła. Modułu sztywności tutaj nie potrzebujemy, a przyda się wytrzynałość stali na ściskanie, która dla typowych stali konstrukcyjnych o podwyższonej wytrz. przyjmijmi 600 Mpa. Oznacza to że każda budowla o stałym przekroju i parametrach takiej stali zacznie ulegać destrukcji jeżeli jej wysokość przekroczy około 8 km. W przypadku Ziemi jej rozmiar spowoduje że ciśnienie jakie wytworzy się na spodzie zacznie ją topić a tym samym jeszcze bardziej zmniejszać wytrzymałość tej stalowej kulki. Ciekawą kwestią akurat w takim przypadku była by tylko prędkość zapadania, i od niej zalażało by czy zniszczeniu uległy by całkowicie nawet ostatnie fragmenty, ale pewnie tak.
|
|
 | 4 na 4 big_zyd (37761 punktów) (zablokowany) | > Kombi coś masz słabą wyobraźnię. Jakbyś postawił taką Ziemię na stole (niezniszczalnym podłożu) to po prostu cała uległa by zniszczeniu. Jak? Po prostu by się stopiła.Znaczy się, z tego wynika, że ten Żółw jednak zniszczalny jest? 
Istotne jest jednak, by język mówienia o Trójcy nie uległ chorobie abstrakcji i oderwania od życia. (kard. Joseph Ratzinger)
|
|
 | kombi (1112 punktów) (zablokowany) | >Kombi coś masz słabą wyobraźnię. Jakbyś postawił taką Ziemię na stole (niezniszczalnym podłożu) to po prostu cała uległa by zniszczeniu. Jak? Po prostu by się stopiła.
O topieniu nic nie mówiłem. Wiadomo że kula stalowa o rozmiarach Ziemi w ogóle nie utrzymałaby się w całości w stanie stałym. Nawet teraz mamy temperaturę z 6000 K na głębokości około 3000 km, a cała ze stali miałaby taką temperaturę pewnie już na 1000 km.
>Ciekawą kwestią akurat w takim przypadku była by tylko prędkość zapadania, i od niej zalażało by czy zniszczeniu uległy by całkowicie nawet ostatnie fragmenty, ale pewnie tak.
No to taki przypadek: nie ma podparcia od spodu, tylko gradient g, np. umieszczamy Ziemię pomiędzy dwoma masami i one rozciągają z dystansu - bezkontaktowo.
Wystarczy też jedna masa - zwiększamy po prostu masę Słońca, aż do chwili, gdy Ziemia stopi się, albo rozerwie.
Albo jeszcze prościej i bez cudowania: jakie byłby deformacje pływowe z Księżyca na takiej stalowej Ziemi, a jakie na płynnej o takiej samej masie i gęstości. Obecnie mierzymy do 60 cm (na lądzie).
|
|
1 na 1 | AMI1 (230 punktów) | >W teorii pływów grawitacyjnych często żonglują sprzecznymi założeniami - masa płynna albo sztywna. Są jeszcze inne parametry cieczy i ciał stałych. Nie ma przypadków idealnych, które przyjmuje się w uproszczonym modelowaniu. Na przykład lepkość, powoduje inną reakcję w krótkim czasie a inną w długim. Jest ponadto zjawisko tiksotropii (i reopeksji). Znane są zabawki - plastyczne kulki, które daje się ugniatać dowolnie, lecz odbijają się od ściany lub podłogi jak spężyste piłki. Ziemia w przeważającej masie jest "prawie" płynna, lecz jej skorupa, poddawana chwilowym siłom (np. pływowym) jest "prawie" sprężysta. Stąd różne upraszczające założenia przy modelowaniu.
|
|
 | kombi (1112 punktów) (zablokowany) | >Ziemia w przeważającej masie jest "prawie" płynna, lecz jej skorupa, poddawana chwilowym siłom (np. pływowym) jest "prawie" sprężysta. Stąd różne upraszczające założenia przy modelowaniu.
Księżyc wolno krąży - miesiąc na orbitę, czyli Ziemia ma dużo czasu na odkształcenie się.
Ktoś może zauważyć, że Ziemia wiruje, więc te deformacje muszą biegać - w 1 dzień dookoła Ziemi (albo pół dnia).
Jest mniej czasu na pełne odkształcenie, więc deformacje są mniejsze, a dla dużej rotacji w ogóle nie byłoby odkształceń pływowych? Jakim cudem - przecież siły pływowe działają nadal tak samo.
Normalnie się deformuje ale te deformacje rozciągają się - powstałby taki pierścień dookoła, a nawet dwa (nie byłaby to elipsoida, lecz coś w stylu beczki). Poza tym ciążenie na wirującej Ziemi jest mniejsze, zatem łatwiej ją deformować!
|
|
kombi (1112 punktów) (zablokowany) | Dobra, wyliczymy rozciąganie kuli stalowej. Mamy przyspieszenie wzdłuż kuli równe g, ale ona stoi, zatem siła w środku wynosi zero. Jak wyliczyć wydłużenie takiej kuli? Może tak: F = g dm = g ro S dz; a naprężenie F/S, czyli: N = F/S = g ro dz = g ro z; z idzie od -R do R. czyżby to w ogóle nie zależało od kształtu? Prawa Hooke'a: dL/L = N/E; ale tu mamy różne naprężenie wzdłuż L, zatem trzeba zsumować: dL = N/E dz = g ro z dz = 1/2 g ro/E z^2; dwie połowy od 0 do R, więc razem: dL = g.ro/E R^2; [gdyby kula stała na stole, wówczas punkt równowagi byłby dla z = -R, co dałoby 4x większe wydłużenie: g.ro/E * 4R^2). Teraz wstawiamy dane: g.ro/E = 9.8 * 5500 / 200e9 * 6370000^2 = 10935 km ! aż takie byłoby wydłużenie tej stalowej Ziemi - prawie 2x.  Sprawdzimy ile byłoby z grawitacji Księżyca: gk = GMk / d^2 = GM/81 /(R * 60)^2 = g * /(81 * 60^2) = g / 292000; Zatem wydłużenie z pływów Księżyca byłoby 292000 razy mniejsze: 10935 km / 292000 = 37 metrów ! Teraz dopiero widać jakie ma znaczenie ta podwórkowa sztywność materiałów, w przypadku dużych mas - planet! To wydłużenie i tak jest zaniżone, bo tak liczone przyspieszenie pływowe jest zaniżone 2x - pominąłem przyspieszenie odśrodkowe Ziemi wynikające z orbitowania Księżyca: a_w = W^2 r_M = G(M+m)/d^3 * m/M d = G(M+m)/d^2 * 1/81 =~ GMk/d^2; widać że to drugie tyle, co z pływów. Nawet diament tu wiele nie pomoże: E = 1200 GPa, czyli 6x mniejsze wydłużenie = 6 metrów z Księżyca, a teraz obserwujemy około 60-50 cm (dlaczego tak mało?).
|
|
 | 1 na 1 | setarkos (10757 punktów) | >.. obserwujemy około 60-50 cm (dlaczego tak mało?). Trzeba chyba wziąć pod uwagą 'grawitację własną' (części wzgl. części) takiej zniekształconej kuli, przez którą 'dąży ona' do zachowania kulistości.
|
|
|  | 1 na 1 kombi (1112 punktów) (zablokowany) | > >.. obserwujemy około 60-50 cm (dlaczego tak mało?).> Trzeba chyba wziąć pod uwagą 'grawitację własną' (części wzgl. części) takiej zniekształconej kuli, przez którą 'dąży ona' do zachowania kulistości.No pewnie, o tym właśnie mówię: ta zwyczajna sztywność materiałów wynika z sił kontaktowych. Wystarczy, że rozsuniemy atomy w stali o 1 mikron i nie ma nic - zero sił, jak piasek. A grawitacja działa z dystansu. W przypadku planet ta sztywność nie ma praktycznie żadnego znaczenia. Przecież gdyby Ziemia była monolitem - cała z granitu, czy z bazaltu, wówczas te pływy Księżycowe rozdrobniły to szybciutko na mniejsze kawałki, powiedzmy bloki o rozmiarach średnio 100 km (liczba bloków: n = 4pi/3 6370^3 / 100^3 = 1 milion). Zatem Ziemia byłaby złożona z luźno upakowanych cegiełek, pomiędzy którymi nie ma żadnych sił scalających, znaczy byłaby płynna (1 milion ziarenek piasku, każdy 1mm daje kostkę o rozmiarach 10x10x10 cm - bardzo sztywne jest takie coś?). W zasadzie właśnie tak jest, a nawet lepiej, bo wewnątrz jest zupełnie płynna. Planety są po prostu masą związaną grawitacyjnie i stad ta niby sztywność - wielokrotnie przekraczająca sztywność stali (w swojej skali, czyli tysięcy km), a w przypadku dużych planet ta sztywność jest setki razy większa. A sztywność Słońca? Niewyobrażalna... w porównaniu z tym diament ma sztywność dymu papierosowego.  Dlatego precesja osi Ziemi, indukowana siłami pływowymi Księżyca i Słońca, jest absolutnie niemożliwa. Spróbuj wywołać precesję... galarety, albo kisielu.
|
|
Aby pisać w tym wątku, musisz się zalogować
Zaloguj przez OpenID.. Jeżeli nie jesteś zarejestrowany/a - załóż konto..
Szukaj na Forum Przewodnik Regulamin i instrukcja obsługi Forum Kolegium Moderatorów 
|
 |
|