Kezdőoldal » Tudományok » Természettudományok » Relativitáselméleti kérdés:...

Wadmalac kérdése:

Relativitáselméleti kérdés: gondolatkísérlet, forgó mozgás és a relativitás, hol a hiba?

Figyelt kérdés
Alapszituáció: valahol a térben egymással szemben lebeg két űrhajó. Egymáshoz képest nézve az egyik forog a közös tengelyük körül állandó szögsebességgel. Melyik? Válasz: amelyikben mérhető a centrifugális (ezért a szóért egy fizikus megverne, de így egyszerűbb :))erő. Igen ám, de MIHEZ KÉPEST tekinthető forgónak? Hol az az inerciarendszer, mire alapul, amihez képest valamelyik forog? Ha az űrhajómon van ablak, láthatom a csillagokat, amihez képest....ez sem jó, mert azok is keringenek egy galaxis központja körül, talán a galaxis is több másikkal egy közös forgáspont körül......nincs fix pontom, és az egyenes vonalú mozgásokhoz nem is kell. De igaz-e, hogy nem kellenek fix irányú (forgásmentes? Mihez képest?:S) koordináta-tengelyek? Itt nekem valami nem kerek. Biztos nem a relativitáselméletben van a hiba, hanem valami olyan részéről van szó, ami valahogy nem szokott a "hétköznapi" fizikában szóba kerülni, ezért nekem is hiányzik. Szóval egy ál-probléma lehet, de várom a magyarázatot.

2013. jan. 22. 10:40
1 2
 1/15 anonim ***** válasza:

A relativitás elve azt mondja, hogy a nyugalom és tetszőleges sebességű egyenesvonalú egyenletes mozgás relatív, nem különböztethető meg.


Itt van egy nem gyorsuló és egy gyorsuló űrhajó.


>Igen ám, de MIHEZ KÉPEST tekinthető forgónak?

Nem forog, hanem kering, de a lényegi kérdésre válaszolva - például a kikapcsolt hajtóművű másik űrhajóhoz képest. Neki működik a hajtóműje, nincs benne súlytalanság, a másik űrhajóban meg súlytalanság van. Ez nem relatív, egyértelműen eldönthető, hogy melyik kering, melyik áll.

2013. jan. 22. 12:20
Hasznos számodra ez a válasz?
 2/15 anonim ***** válasza:

Én nem értem teljesen, hogy mi a problémád, de talán az a válasz a kérdésedre, hogy:


Nincs kitüntetett inerciarendszer, minden inerciarendszer egyenértékű. Épp ezért nincs is olyan, hogy "abszolút tér", amihez viszonyítani lehetne minden mást. (Mert bármely inerciarendszerhez viszonyíthatod).

2013. jan. 22. 12:29
Hasznos számodra ez a válasz?
 3/15 anonim ***** válasza:

Első válaszoló: félreértetted a kérdést. A két űrhajó közül az egyik forog a KÖZÖS tengelyük körül. Tehát összekötöd a két űrhajót egy egyenessel, és e körül forog az egyik.


Egyébként a kérdés kifogott rajtam, igyekszem utánanézni.


Annyiban biztos vagyok, hogy inerciarendszerről nem lehet szó. Inerciarendszer csak az lehet, ahol egyenes vonalú, egyenletes relatív mozgás és/vagy relatív mozdulatlanság van. Ezekre alkalmazhatóak a speciális relativitáselmélet összefüggései.

A forgó mozgásra és a gyorsuló rendszerekre már az általános relativitás vonatkozik, és az sajnos keményebb dió.

2013. jan. 22. 12:55
Hasznos számodra ez a válasz?
 4/15 anonim ***** válasza:

3-as vagyok, utánaolvastam kicsit.


Úgy tűnik, hogy mégis lehet értelmezni a forgó és gyorsuló viszonyítási rendszereket a speciális relativitáselmélet keretein belül (az ehhez szükséges matematikát megtaláltam ugyan, de nem álltam neki felfogni).

Ha a SR keretein belül maradunk, akkor a sebesség relatív, de a gyorsulás (tehát a forgás is) abszolút. A "hagyományos" számítások során pont ezért kapunk Coriolis-gyorsulást vagy centrifugális erőt, az általános relativitás szemszögéből nézve ezek fiktív, nem létező hatások, csupán az egyszerűsített matematika "melléktermékei".

Tehát pontosan így van, ahogy mondtad: mindkét űrhajó tudja magáról (közvetve a másikról is), hogy forog-e, vagy sem, mert a forgómozgás abszolútnak tekinthető.

2013. jan. 22. 13:16
Hasznos számodra ez a válasz?
 5/15 anonim ***** válasza:

Amiről te beszélsz az tulajdonképpen az Einstein-féle relativitás elve, miszerint nem lehet megkülönböztetni az egyenes vonalú egyenletesen gyorsuló mozgást egy gravitációs gravitációs mezejétől.

Csúnyán mondva: nem lehet eldönteni, hogy amikor gyorsulunk, akkor nem a szabadesés miatt gyorsulunk-e. Ha az űrhajón nincs ablak, akkor nem tudjuk eldöteni, hogy gyorsulunk, vagy egy test gravitációs mezeje miatt gyorsulunk.

Ez nem inerciarendszer, itt minden koordináta-rendszer egyenértékű. Azaz nincs kitüntetett pont, amihez viszonyítani tudnál.

Az űrhajón belülről te mondhatod azt, hogy keringsz a másik űrhajó körül, a másik űrhajó utasa,pedig azt mondja, hogy ő kering a te űrhajód körül. Egy harmadik fix ponton lévő pedig azt mondja, hogy egymás körül keringtek. Kinek van igaza? A relativitás elmélet szerint mindenkinek igaza van, mert nem létezik kitüntetett vonatkoztatási rendszer, azaz igazi inerciarendszer NINCS. Ettől még lehet használni az utóbbi fogalmait, de tudni kell meghatározni az egyes vonatkoztatási rendszerek érvényességi körét.

2013. jan. 22. 13:17
Hasznos számodra ez a válasz?
 6/15 anonim ***** válasza:

5-ös:


1. tengely körüli forgásról van szó, nem egymás körül keringésről

2. forgó vagy gyorsuló mozgás esetén nincs szó inerciarendszerről

3. általános relativitás =/= speciális relativitás

2013. jan. 22. 13:31
Hasznos számodra ez a válasz?
 7/15 A kérdező kommentje:

A közös tengely körüli forgást keringésként páran félreértették. A pontosság érdekében talán hozzá kellett volna tennem, hogy a két hajó tömegközéppontjain áthaladó közös tengely körül.

Nagyon értékes és egyben saját logikámat közelítő válaszokat kaptam.

Továbbkövetkeztetnék.

Amennyiben mind a fenti hozzászólások megállják a helyüket és a tengely körüli forgás nem RELATÍV mozgás, teljesen elvileg egy gömb felületén végtelen finomságú erőmérőkkel létrehozva a nulla centrifugális erő állapotát minden irányban, elő tudnám állítani azt a koordinátarendszert, amely forgás, de csakis forgás szempontjából az egész világegyetemhez képest nyugalomban van, természetesen eme a koordinátarendszer tengelyei bármerre mutathatnak és haladhat bármerre egyenes vonalú egyenletes mozgással. Nos? Megfogtuk a világegyetem tengelyét? :)

2013. jan. 22. 15:01
 8/15 anonim ***** válasza:

Már értem a forgást hogy érted.

Ez is abszolút, mert amelyik forog, abban hatnak olyan inerciaerők, amik a másikban nem.


Ezt nem lehet észrevehetetlenné tenni. A Föld körül keringő ISS-ben (kering+forog) súlytalanság van, de csak nagyjából. Ha a napi egy fordulatnál gyorsabban forogna, akkor ez látványosabb lenne, például fellépne a Corriolis-erő:

http://www.youtube.com/watch?v=7TjOy56-x8Q

Ez ugye inerciaerő - a labda valójában egyenesen mozog. Ugyanez hatna a fényre is, tehát a forgóban (belülről nézve) elgörbül a fénysugár, a nem forgóban nem. Ezt semmilyen rugó-rendszerrel nem tudod kiegyensúlyozni.

2013. jan. 23. 00:01
Hasznos számodra ez a válasz?
 9/15 A kérdező kommentje:

OK, köszönöm mindenkinek, eljutottunk a végkövetkeztetéshez, hogy a világegyetemben a tengelyes forgás abszolút, tehát felvehető olyan állapot, amiről biztosan tudjuk, hogy nem forog.

Ezt csinálja a giroszkóp. Megpörgetve megőrzi forgástengelyének helyzetét. Egy pörgettyű két tengelyre rögzít, a saját forgástengelyére még nem, ezért kettőt kell összekötni, egymásra merőleges forgástengellyel.

Egy működő giroszkóppal felülök a repülőre Münchenben és elrepülök New Yorkba. Mire ott leszállok, a giroszkópom szépen tótágast fog állni, mert a Föld kerülete mentén jócskán váltottam szöget (kb.100-110 fokot), plusz a Föld forgott is közben kb. félfordulatot.

De ha csak egy helyben ülök is, a giroszkópom egy nap alatt szépen körbebucskázik 360 fokot (pluszmínusz az a szögváltozás, amivel a Föld a Nap körül elfordul meg a földtengely és a Naprendszer forgástengelye közti szögeltérés, a Nap a Tejút középpontja körüli keringés stb....).

Innentől nem is igazán értem, hogyan tudják egyáltalán használni a giroszkópot helyzetmeghatározásra a Föld felszínén. Az általa mutatott helyzet állandósága szinte csak helyben és rettenetesen rövid időintervallumra igaz, a földfelszínhez mért állandó értékhez pontos GPS lokációs adat, pontos óra és az ezekből számolt korrekció is kell.

Erre eddig még sohasem gondoltam.

2013. jan. 23. 07:47
 10/15 anonim ***** válasza:
Giroszkóp: Ha É-D irányú a tengelye, akkor iránytűként tud működni. K-NY irányú mozgásnál nem változik a helyzete, É-D irányúnál csak a vízszinteshez képest a tengelydőlése változik, de a vetület továbbra is az északi irányt mutatja.
2013. jan. 23. 09:53
Hasznos számodra ez a válasz?
1 2

Kapcsolódó kérdések:





Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu

A weboldalon megjelenő anyagok nem minősülnek szerkesztői tartalomnak, előzetes ellenőrzésen nem esnek át, az üzemeltető véleményét nem tükrözik.
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!