Racjonalista - Strona głównaDo treści
rakieta ze sztucznym ciążeniem - zagadka dla relatywistów

Ten wątek jest przedawniony

Działy Forum » Bazgroły
NapisanoAutorTytuł
05-10-2016 17:58astrofoton (199 punktów)
(zablokowany)
rakieta ze sztucznym ciążeniem - zagadka dla relatywistów
Robimy sobie rakietę w kształcie pierścienia, który wiruje aby wytworzyć standardowe ciążenie: g = w^2R.

Wystarczy raz rozkręcić taki statek kosmiczny do prędkości obrotowej 'w',
no a potem to już samo się kręci... w kosmosie raczej tarcia nie ma, więc to nigdy się samo się nie zatrzyma.

Problem:
co się stanie z tym ciążeniem, gdy rakieta rozpędzi się do dużej prędkości, np. 0.6c?

Przyjmujemy oczywista, że czas tam się zdylatuje:
gamma razy = 1.25 dla v = 0.6c

no, ale wtedy ta ustawiona na starcie rotacja stacji,
z punktu widzenia zdylatowanych podróżników,
będzie przecież większa: gamma razy, dokładnie!

Zatem odczuwane ciążenie będzie niechybnie większe:
g' = w'^2R = gamma^2 g = 1.5625 g!
Trochę ciężko byłoby... ponad 56% ciężej!

dla v = 0.8c, byłoby gamma = 1.666, czyli niemal 280% g, już wręcz nie do wytrzymania na dłuższą metę!!

No i jak to... tak, jak to wytłumaczyć?
Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.

tamli (9 punktów)
>No i jak to... tak, jak to wytłumaczyć

A nie jest przypadkiem tak, że dylatacja jest wyłącznie WZGLĘDEM obserwatora z miejsca startu? Na statku nic się nie powinno zmienić
astrofoton (199 punktów)
(zablokowany)
>A nie jest przypadkiem tak, że dylatacja jest wyłącznie WZGLĘDEM obserwatora z miejsca startu? Na statku nic się nie powinno zmienić

Gdyby tak było, wówczas te zegary atomowe nie zwalniałby wcale!

Np. bierzesz zegarek i widzisz, że on wskazuje 12:00:00 dokładnie.
No i puszczasz go np. dookoła Ziemi w super szybkim samolocie,
i sprawdzasz czas: 12:50, zamiast 12:53 powiedzmy - wedle zegara wzorcowego - całe 3 minuty do tyłu!

No i skąd te 3 minuty deficytu?
Po prostu: ruchome zegary faktycznie zwalniają, to żadna iluzja!


Lepiej spłonąć niż się tlić.
05-10-2016 21:32 
 Ocena 1 na 1
tamli (9 punktów)
>Po prostu: ruchome zegary faktycznie zwalniają, to żadna iluzja!

Oczywiście, że nie iluzja ale względem czego zwalniają? Względem zegara na ziemi. Pasażerowie samolotu nie zauważają żadnego spowolnienia.
Wracając do statku kosmicznego, dylatacja jest i to zauważalna ale względem obserwatora z Ziemi. Gdyby tenże obserwator miał na tyle dobrą lornetkę żeby zajrzeć do statku zauważyłby, że załoga "dziwnie" powoli się porusza. Ale jednocześnie zauważyłby, że ruch obrotowy też jest spowolniony w identycznym stopniu - zatem nie ma mowy o większej sile odśrodkowej.
astrofoton (199 punktów)
(zablokowany)
>>Po prostu: ruchome zegary faktycznie zwalniają, to żadna iluzja!
>Oczywiście, że nie iluzja ale względem czego zwalniają? Względem zegara na ziemi.

Ojej! To miał być temat o zaawansowanej technologii kosmicznej a nie z podstaw... arytmetyki.

> Pasażerowie samolotu nie zauważają żadnego spowolnienia.

Może i nie zauważą... i cóż z tego?

Wyobraź sobie taką sytuację:
rakieta startuje o godz. 12:00, i potem leci strasznie szybko, np. 0.99c, tak z 3 lata wg zegara pokładowego.

1. gdzie doleciała - jak daleko: d = 3*7 = 21 lat św., tak?
2. wtedy też wysyła swój czas zegarowy na Ziemię - w celach kontrolnych,
np. podaje: 'od startu minęły 3 lata, jesteśmy 21 lat św. od Słońca...'.

Ile czasu odmierzą na Ziemi - kiedy odbiorą ten sygnał z rakiety,
która leciała 3 lata wedle załogi w momencie nadania sygnału?

>Wracając do statku kosmicznego, dylatacja jest i to zauważalna ale względem obserwatora z Ziemi.

Niby jak to sobie wyobrażasz?
jak w końcu jest: zegary zwalniają, czy nie?

> Gdyby tenże obserwator miał na tyle dobrą lornetkę żeby zajrzeć do statku zauważyłby, że załoga "dziwnie" powoli się porusza. Ale jednocześnie zauważyłby, że ruch obrotowy też jest spowolniony w identycznym stopniu - zatem nie ma mowy o większej sile odśrodkowej.

A to niby jak chciałbyś wyznaczyć spowolnienie zegara w rakiecie, który ucieka od ciebie?
Podaj przepis... T_rakiety = ?

Ponadto jeśli faktycznie ta rotacja stacji zmaleje dokładnie jak zegary zwalniają: gamma razy, no to wyjaśnij to: jak, skąd - gdzie przyczyna,
bo jak mówiłem tarcia w kosmosie nie ma, więc jak i co wyhamowało rotację?

A po drugie: podczas hamowania stacji jej rotacja zapewne powróci sama do oryginalnej szybkości - z chwili startu -
zatem: jak, co przyspiesza rotację podczas hamowania?


Lepiej spłonąć niż się tlić.
Belfer00 (720 punktów)
>>A nie jest przypadkiem tak, że dylatacja jest wyłącznie WZGLĘDEM obserwatora z miejsca startu? Na statku nic się nie powinno zmienić
>Gdyby tak było, wówczas te zegary atomowe nie zwalniałby wcale!
>Np. bierzesz zegarek i widzisz, że on wskazuje 12:00:00 dokładnie.
>No i puszczasz go np. dookoła Ziemi w super szybkim samolocie,
>i sprawdzasz czas: 12:50, zamiast 12:53 powiedzmy - wedle zegara wzorcowego - całe 3 minuty do tyłu!
>No i skąd te 3 minuty deficytu?
>Po prostu: ruchome zegary faktycznie zwalniają, to żadna iluzja!
Jeśli "dookoła Ziemi", to nie jest układ inercjalny.
Zachodzi efekt "dynamiczny" (analogiczny do grawitacyjnego), opisywany w "paradoksie bliźniąt", a nie dylatacja "kinematyczna".
Oczywiście dylatacja "kinematyczna" to też nie jest iluzja, ale na pokładzie statku kosmicznego nie jest "odczuwalna", tak jak pisze tamli.
Między układami inercyjnymi zachodzi symetria, więc w układzie odniesienia statku dylatacja zachodzi na Ziemi.
Pozdrawiam.
krystkon_1976 (4491 punktów)
(zablokowany)
>Robimy sobie rakietę w kształcie pierścienia, który wiruje aby wytworzyć standardowe ciążenie: g =
>w^2R.

Co ciekawe gdyby uznać położenie spalin z odrzutu podczas rozkręcania rakiety za drogę jaką rakieta przebyła to można byłby nakreślić taki wektor prędkości:


I gdyby w rotującej już rakiecie człowiek ciężarem swojego ciała przesunął środek ciężkości rakiety ku brzegowi nastąpiło stopniowe przesunięcie ruchu obrotowego ku ruchowi prostoliniowemu, wówczas wektor prędkości rakiety byłby odwrotny do wektora prędkości podczas rozkręcania rakiety:


Morał z tego taki, że ruch obrotowy to inaczej ruch krzywoliniowy.
06-10-2016 01:48 
 Ocena 1 na 1
astrofoton (199 punktów)
(zablokowany)
No, nawet ładne ślimaki.. tylko się tak zastanawiam... dlaczego one takie czerwone?


Lepiej spłonąć niż się tlić.
Ebvalaim (2787 punktów)
>Robimy sobie rakietę w kształcie pierścienia, który wiruje aby wytworzyć standardowe ciążenie: g =
>w^2R.
>Wystarczy raz rozkręcić taki statek kosmiczny do prędkości obrotowej 'w',
>no a potem to już samo się kręci... w kosmosie raczej tarcia nie ma, więc to nigdy się samo się nie
>zatrzyma.
>Problem:
>co się stanie z tym ciążeniem, gdy rakieta rozpędzi się do dużej prędkości, np. 0.6c?
>Przyjmujemy oczywista, że czas tam się zdylatuje:
>gamma razy = 1.25 dla v = 0.6c
>no, ale wtedy ta ustawiona na starcie rotacja stacji,
>z punktu widzenia zdylatowanych podróżników,
>będzie przecież większa: gamma razy, dokładnie!
>Zatem odczuwane ciążenie będzie niechybnie większe:
>g' = w'^2R = gamma^2 g = 1.5625 g!
>Trochę ciężko byłoby... ponad 56% ciężej!
>dla v = 0.8c, byłoby gamma = 1.666, czyli niemal 280% g, już wręcz nie do wytrzymania na dłuższą
>metę!!
>No i jak to... tak, jak to wytłumaczyć?
>
A dałbym Ci wyjątkowo plusa za ciekawe zagadnienie, ale byś się rozbestwił

Niezbyt zaskakująca odpowiedź jest taka, że przyspieszenie odśrodkowe się nie zmieni. Bardziej zaskakujące i nieoczywiste jest, czemu - a mianowicie temu, że zmniejszy się prędkość kątowa.

Załóżmy, że nasz statek leci w kierunku X, a pierścień wiruje w płaszczyźnie Y-Z. Rozważmy punkt na pierścieniu, który w układzie statku ma prędkość omega*r w kierunku Y (omega - prędkość kątowa pierścienia, r - promień pierścienia).

Czteroprędkość naszego punktu będzie taka: u = (g1, 0, g1*omega*r/c, 0)
gdzie g1 = 1/sqrt(1 - omega^2*r^2/c^2)

Transformujemy sobie to teraz do układu Ziemi, w którym statek leci z prędkością v (współczynnik Lorentza g2 = 1/sqrt(1 - v^2/c^2)).

Macierz transformacji:
[ g2 g2v/c 0 0 ]
[ g2v/c g2 0 0 ]
[  0    0  1 0 ]
[  0    0  0 1 ]


Po przemnożeniu dostaniemy:
u' = (g1*g2, g1*g2*v/c, g1*omega*r/c, 0)

Czyli nasz punkt w układzie Ziemi porusza się z prędkością v w kierunku x, a z prędkością omega*r/g2 w kierunku y (!)

Prędkość kątowa pierścienia w układzie Ziemi jest omega/g2 !

I to załatwia problem. W układzie Ziemi pierścień porusza się wolniej, ale w układzie statku nic się nie zmieniło.

Swoją drogą, nie wiem, czemu akurat ten wątek jest w Bazgrołach, bo to Twój najsensowniejszy post od dawna.
astrofoton (199 punktów)
(zablokowany)
>>Robimy sobie rakietę w kształcie pierścienia, który wiruje aby wytworzyć standardowe ciążenie: g =
>>w^2R.
>>Wystarczy raz rozkręcić taki statek kosmiczny do prędkości obrotowej 'w',
>>no a potem to już samo się kręci... w kosmosie raczej tarcia nie ma, więc to nigdy się samo się nie
>>zatrzyma.
>>Problem:
>>co się stanie z tym ciążeniem, gdy rakieta rozpędzi się do dużej prędkości, np. 0.6c?
>>Przyjmujemy oczywista, że czas tam się zdylatuje:
>>gamma razy = 1.25 dla v = 0.6c
>>no, ale wtedy ta ustawiona na starcie rotacja stacji,
>>z punktu widzenia zdylatowanych podróżników,
>>będzie przecież większa: gamma razy, dokładnie!
>>Zatem odczuwane ciążenie będzie niechybnie większe:
>>g' = w'^2R = gamma^2 g = 1.5625 g!
>>Trochę ciężko byłoby... ponad 56% ciężej!
>>dla v = 0.8c, byłoby gamma = 1.666, czyli niemal 280% g, już wręcz nie do wytrzymania na dłuższą
>>metę!!
>>No i jak to... tak, jak to wytłumaczyć?
>>
>A dałbym Ci wyjątkowo plusa za ciekawe zagadnienie, ale byś się rozbestwił
>Niezbyt zaskakująca odpowiedź jest taka, że przyspieszenie odśrodkowe się nie zmieni. Bardziej zaskakujące i nieoczywiste jest, czemu - a mianowicie temu, że zmniejszy się prędkość kątowa.
>Załóżmy, że nasz statek leci w kierunku X, a pierścień wiruje w płaszczyźnie Y-Z. Rozważmy punkt na pierścieniu, który w układzie statku ma prędkość omega*r w kierunku Y (omega - prędkość kątowa pierścienia, r - promień pierścienia).
>Czteroprędkość naszego punktu będzie taka: u = (g1, 0, g1*omega*r/c, 0)
>gdzie g1 = 1/sqrt(1 - omega^2*r^2/c^2)
>Transformujemy sobie to teraz do układu Ziemi, w którym statek leci z prędkością v (współczynnik Lorentza g2 = 1/sqrt(1 - v^2/c^2)).
>Macierz transformacji:
>[ g2 g2v/c 0 0 ]
>[ g2v/c g2 0 0 ]
>[  0    0  1 0 ]
>[  0    0  0 1 ]
Po przemnożeniu dostaniemy:
>u' = (g1*g2, g1*g2*v/c, g1*omega*r/c, 0)
>Czyli nasz punkt w układzie Ziemi porusza się z prędkością v w kierunku x, a z prędkością omega*r/g2 w kierunku y (!)
>Prędkość kątowa pierścienia w układzie Ziemi jest omega/g2 !

Może i dobrze kombinujesz, tylko że to nadal nie wyjaśnia zwalniania rotacji dysku.

A przyczyna zwalniania rotacji (albo i przyspieszania - podczas hamowania!)
jest dość prosta: aberracja sił.

Przykładowo: lecimy sobie prosto i raptem dostajemy impuls prostopadły do kierunku lotu:

Rakieta----> v
^
|
| dv - tu coś uderza - prostopadle do v

A z punktu widzenia ruchomej rakiety wygląda to inaczej:

Rakieta ---> v
\
.\
..\ dv - taki jest tu kierunek uderzenia!

Jak widać teraz to uderzenie ma składową nie tylko prostopadłą, lecz i wzdłuż v - hamującą!
W sumie rakieta skręci tu nieco, ale zachowując oryginalną prędkość: v.

>I to załatwia problem. W układzie Ziemi pierścień porusza się wolniej, ale w układzie statku nic się nie zmieniło.

No ale to należy wykazać, a nie.. postulować.

>Swoją drogą, nie wiem, czemu akurat ten wątek jest w Bazgrołach, bo to Twój najsensowniejszy post od dawna.

Widocznie guru - prominentni racjonaliści z tego forum zapewne,
są już na tym etapie pseudo: pseudoguru uprawiający pseudoracjonalizm, itd.

Zatem cześć frajerzy... moderatorzy.. oj! przepraszam: pseudomoderatorzy.

Lepiej spłonąć niż się tlić.
Ebvalaim (2787 punktów)
>Może i dobrze kombinujesz, tylko że to nadal nie wyjaśnia zwalniania rotacji dysku.
>A przyczyna zwalniania rotacji (albo i przyspieszania - podczas hamowania!)
>jest dość prosta: aberracja sił.
Jeśli masz na myśli nierównoległość siły do przyspieszenia, to masz rację

>Przykładowo: lecimy sobie prosto i raptem dostajemy impuls prostopadły do kierunku lotu:
>Rakieta----> v
>^
>|
>| dv - tu coś uderza - prostopadle do v
>A z punktu widzenia ruchomej rakiety wygląda to inaczej:
>Rakieta ---> v
>\
>.\
>..\ dv - taki jest tu kierunek uderzenia!
>Jak widać teraz to uderzenie ma składową nie tylko prostopadłą, lecz i wzdłuż v - hamującą!
>W sumie rakieta skręci tu nieco, ale zachowując oryginalną prędkość: v.
No, nie jest to najlepsze uzasadnienie, bo kąt tej aberracji zależy też od prędkości tego, co uderza.

>No ale to należy wykazać, a nie.. postulować.
Ależ wykazałem - transformacją Lorentza.
astrofoton (199 punktów)
(zablokowany)
>Jeśli masz na myśli nierównoległość siły do przyspieszenia, to masz rację

Siły zawsze są zgodne kierunkiem przyspieszania,
zgodnie z zasadami Newtona: F = ma... itd.
Inaczej ta III zasada: akcja-reakcja byłaby naruszona, czego raczej nie stwierdzono.

>No, nie jest to najlepsze uzasadnienie, bo kąt tej aberracji zależy też od prędkości tego, co uderza.

Prędkość oddziaływań ma tu znaczenie... oraz pędy.

>>No ale to należy wykazać, a nie.. postulować.
>Ależ wykazałem - transformacją Lorentza.

Z transformy Lorentaz to od razu masz: t' = t.gamma, no i cześć.
To nie jest żadne wyjaśnienie, lecz tylko postulat.


Lepiej spłonąć niż się tlić.
Ebvalaim (2787 punktów)
>Siły zawsze są zgodne kierunkiem przyspieszania,
>zgodnie z zasadami Newtona: F = ma... itd.
>Inaczej ta III zasada: akcja-reakcja byłaby naruszona, czego raczej nie stwierdzono.
Do akcji-reakcji potrzeba F = dp/dt, a to w STW prowadzi wprost do siły nierównoległej (a w każdym razie nie zawsze równoległej) do przyspieszenia.

>Z transformy Lorentaz to od razu masz: t' = t.gamma, no i cześć.
>To nie jest żadne wyjaśnienie, lecz tylko postulat.
No nie bardzo. Wiemy, jak rakieta się obracała, gdy nie spoczywała (z prędkością kątową omega), a przyspieszanie odpowiada przekształceniu poszczególnych wektorów transformacją Lorentza. W szczególności, jak przekształcimy prędkość punktu na obwodzie, wyjdzie nam prędkość kątowa omega/g2. Ergo, obrót rakiety zwalnia wraz ze wzrostem prędkości.

Zresztą to wynika też wprost z dylatacji czasu. Nie ma żadnego powodu, aby obrót zwolnił w układzie rakiety, więc w układzie Ziemi musi zwolnić g2 razy, CBDU.

Wróć do listy wątków działu Bazgroły
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

 


[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365