Stan nieważkości

barszcz

Dlaczego kosmonauci przebywający w przestrzeni kosmicznej w okolicach Ziemi, mimo relatywnie małej od niej odległości, nie odczuwają siły ciężkości ze strony Ziemi?

Krzych

Witam Wszystkich po mojej okromniolastej i długolaśnej nieobecności. (w domyśle: instalowanie NeoTP)

Siły ciężkości się nie odczuwa gdyż w przypadku przyciągania ziemskiego to nic innego jak siła dośrodkowa, a wzór na jej uzyskanie w mianowniku ma promień okręgu, a wiadomo że czym większy mianownik tym wynik mniejszy a w tym przypadku mniejsza siła.=P
F<sub>d</sub> = (m * v<sup>2</sup>) / r

barszcz

O ile sobie przypominam, to zgodnie z prawem powszechnego ciążenia, w mianowniku też jest kwadrat odległości! Poza tym w zadaniu jest chyba jasno napisane, że wysokość na jakiej jest w porównaniu do promienia Ziemi to pryszcz.

Krzych

a może ma to jeszcze związek z siłą odśrodkową??

barszcz

Nie mówię nie, ale to co napisałeś to nie jest odpowiedź!

Krzych

rozwijając wątek siły odśrodkowej...

skoro kosmonauci nie odczuwają tam siły ciężkości to znaczy że coś musi tę siłę równoważyć tym czymś z pewnością jest siła odśrodkowa

na sile odśrodkowej sie nie znam ale przypuszczam że na jej wielkość ma wpływ prędkość - tak jak w sile dośrodkowej

a przecież prędkość tam jest ogromna (a dlaczego to chyba nie muszę tłumaczyć - to jest oczywiste)

barszcz

Po pierwsze: dlaczego prędkość jest ogromna, skoro w zadaniu nic nie jest napisane o ruchu kosmonauty.
Po drugie: to problem w uzasadnieniu, że siła odśrodkowa równoważy całą siłę ciężkości.

Krzych

barszcz

Zgoda, ale czemu uważasz, że kosmonauta jest satelitą Ziemi?!
Nie mówię, że nie, ale musisz to u d o w o d n i ć.

Karol

Dla mnie nasz kosmonauta jest przyciągany przez Ziemię tak jak Ziemia przez Słońce.

Karol

Czyli nie spada na nią ale jest utrzymywany na orbicie (ona tak jakby spada bez końca, ta siła go tylko utrzymuje własnie na orbicie)

barszcz

No i co nam to daje?

Krzych

czyżby dawało to satelitę

barszcz

No zgoda, ale wróćmy do zadania. Dlaczego (i na dowodem na to są filmy niefabularne) jak kosmonauci są kosmosie to sobie "fruwają".

barszcz

Chyba nikt tego zadania już nie zrobi, więc słuchajcie!

Wpierw zastanówmy się, kiedy możemy wprowadzać sztuczną siłę odśrodkową. Rozważmy dwa przypadki:
- Rozpatrujemy ruch satelity względem Ziemi. Na ciało działa siłą ciężkości. Gdybyśmy wprowadzili siłę odśrodkową (która jest przeciwnie skierowana do siły dośrodkowej) to ciało winno się poruszać ruchem jednostajnym prostoliniowym (zgodnie z I. zasadą dynamiki). = W tym przypadku istnieje tyko jedna siła - ciężkości (która pełni jednocześnie rolę siły dośrodkowej).
- Jednak możemy ruch satelity rozpatrywać względem jej samej. Co w tedy będzie się działo? Otóż spoczywa w miejscu, a więc siły muszą się równoważyć, mianowicie - siła ciężkości i sztucznie wprowadzona siła odśrodkowa.

Wróćmy teraz do zadania:
Skoro (jak wcześniej powiedzieliście) ten statek jest przykładem satelity, to krąży woku Ziemi, w przybliżeniu nie zmieniając od niej odległości. Wobec tego siłą ciężkości pełni rolę siły dośrodkowej. Gdybyśmy to zadanie rozwiązywali w układzie odniesienia statku kosmicznego, to siła ciężkosci równoważyłaby się z siłą odśrodkową.

Na ludzi w tym satelicie pozornie nie działa żadna siła, stąd taki efekt.
Zaznaczam, że tylko pozornie, że jest to efekt przez nich odczuwalny, gdybyśmy rozpatrywali ruch względem Ziemi, oczywiście niezrównoważona siła istnieje - siła ciężkości (dośrodkowa).

ZADANIE ROZWIĄZANE