Az űrállomás inerciarendszer?

:D

A lényeg, hogy szerintem világunkban az inerciarendszer csak annyira létezik, mint az ideális gáz, a homogén erőterek stb.: az elvi fizikai számításokban. Gyakorlatban ezek mindenképpen csak jó közelítéssel vehetőek figyelembe.

Visszatérnék a kérdéshez:

"A Földet jó közelítéssel vehetjük inerciarendszernek, hiszen a testek Newton törvényei szerint viselkednek. A Földhöz képest az űrállomás forgómozgást végez, tehát a fenti definíció szerint nem tekinthetjük inerciarendszernek"

Az űrállomás pontosan úgy kering a Föld körül, mint a Föld a Nap körül. Ha az egyik nem tekinthető inerciarendszernek, akkor a másik sem.

Még egy, mondjuk két távoli galaxis közt, a körben millió fényéveken át üres térben éppen hajtás, tehát gyorsítás/lassítás nélkül haladó meteor, űrhajó, bármi sem lehet valódi inerciarendszer, mert alapból nem fog egyenes vonalú egyenletes mozgást végezni, milliónyi különböző gravitációs hatás fogja befolyásolni a pályáját és sebességét. Ettől függetlenül egy ilyen test lenne az, ami a saját mértékeink szerint a lehető legjobban megközelíti egy tökéletes inerciarendszer állapotát. Sokkal jobban, mint bármi mondjuk itt a Naprendszerünkben.

Mondom, szerintem egy idealizált fizikai absztrakciót próbálunk megfogni a gyakorlatban, ez nem fog menni.

...persze a #24-ben kifejtett mindkét esetben VAN tengely körüli forgása is az űrállomásnak, ami lényeges pont a NEM inerciarendszer lebuktatása szempontjából. Csak egyik esetben egy fordulat egy földkörüli köridő, a másikban 1 év. Ami méréstechnikailag eléggé eltérő eset. :)

Van a kérdésben egy visszatérő mondat, ami talán a zavar alapja. A relativitási sallangoktól eltekintve (már úgy értve, hogy nem fénysebesség közeli tértorzulási körülmények közt) MINDEN engedelmeskedik a newtoni fizikának. Ennek semmiféle döntő szerepe nincs az inerciarendszerrel kapcsolatos döntésben, nem is lehet, a NEM inerciarendszerben lévő dolgok is (a relativitási megkötéseken kívül) engedelmeskednek a newtoni fizikának.

Egy inerciarendszer olyan, hogy nem hat rá külső erő, illetve a rá ható külső erők eredője nulla.

Egy szabadon eső rendszer tök ugyanígy viselkedik, ha csak belső viszonyítási pontod van.

> „MINDEN engedelmeskedik a newtoni fizikának. Ennek semmiféle döntő szerepe nincs az inerciarendszerrel kapcsolatos döntésben,…”

Ha ez valóban így van, akkor mi szükség van Newton első törvényére, és egyáltalán az inerciarendszer fogalmára? Miért mondja a newtoni fizika, hogy egy inerciarendszerben egy test megőrzi egyenes vonalú egyenletes mozgását?

> „Egy inerciarendszer olyan, hogy nem hat rá külső erő, illetve a rá ható külső erők eredője nulla.”

A vonatkoztatási rendszerre nem tudnak hatni erők. Az egy elvonatkoztatás. Rögzíthetjük egy merev testhez, amire erők hatnak, de ezek az erők nem a vonatkoztatási rendszerre hatnak, hanem a testre.

A #10-es kommentemből emelem ki:

"Ez az állomás belsejében lévő dolgokra is igaz."

Tehát ha két radírt megállítok az állomáson a levegőben egymástól fél méterre, akkor azok is körtáncba kezdenek egy idő után. :)

Ettől még persze lehet jó közelítéssel inerciarendszer.

"Tehát ha két radírt megállítok az állomáson a levegőben egymástól fél méterre, akkor azok is körtáncba kezdenek egy idő után"

Ha az űrállomásnak van tengely körüli forgása, akkor inkább simán távolodni fognak egymástól, aztán valahol a falra tapadnak majd. Ha nincs, akkor esetleg a Földtől való távolságuk különbsége, vagy a Hold hasonló hatása fogja őket külön vonszolni szép lassan.

"Ha ez valóban így van, akkor mi szükség van Newton első törvényére, és egyáltalán az inerciarendszer fogalmára?"

Éppen az, hogy felhasználd, amikor jó közelítéssel van egy olyan rendszered, ami majdnem inerciarendszer, illetve szabadesési rendszer, ami inerciarendszernek álcázza magát, szintén csak közelítéssel. :)

"A vonatkoztatási rendszerre nem tudnak hatni erők. Az egy elvonatkoztatás. Rögzíthetjük egy merev testhez, amire erők hatnak, de ezek az erők nem a vonatkoztatási rendszerre hatnak, hanem a testre."

Amint a vonatkoztatási rendszered mondjuk egy űrhajó beltere, akkor annak fala a rendszered határa és egyben koordináta-rendszered fix alapja. Őrá tud külső gyorsító erő hatni úgy, hogy a rendszered belsejében lebegő dolgokra nem. És máris odabent minden, mindenki kenődik a falra és egyértelmű, hogy NEM inerciarendszer. De ha a rendszerre, ami most a hajó, az eredő nulla, illetve szabadesik (a gravitáció mindenre egyformán hat a teljes rendszeredben, akkor tökéletes inerciarendszernek tűnik odabent bármilyen mérés esetén.

Gondolom, így tiszta, miről beszélek.

> „Éppen az, hogy felhasználd, amikor jó közelítéssel van egy olyan rendszered, ami majdnem inerciarendszer, illetve szabadesési rendszer, ami inerciarendszernek álcázza magát, szintén csak közelítéssel. :)”

Oké, akkor honnét tudom eldönteni, hogy milyen jó közelítéssel inerciarendszer az inerciarendszerem? Például a Föld forgása esetében, anélkül, hogy kinéznénk innét, egy Foucault-inga segítségével meg tudjuk becsülni a Föld szögsebességét, és tudni fogjuk, hogy bizony milyen precíz számolásokhoz kell figyelembe venni a Coriolis-erőt (akár egy a Földhöz képest igen pici szobában is, ami jó, mert nem kell elmennünk az Északi sarkra, és aztán az Egyenlítőre, hogy kiderüljön az igazság).

Akik az űrállomásra vannak bezárva, azoknak van valamilyen eszközük erre?

Szabályok, hogy mit jelent az, hogy bezárva és űrállomás és egyebek (remélem, aránylag teljes):

Nem látnak ki. Ugyan a külső gravitációs tér hat rájuk, de annak inhomogenitását nem érzékelik, mert abból rájönnének, hogy van mellettük egy tömeg (a potenciál 1/r-es lecsengéséből). Hasonlóan nem látnak kintről érkező neutrínókat, elektromágneses hullámokat, semmit.

A belső dolgokat viszont nagyon pontosan tudják mérni, tehát például ki tudnak mutatni két ólomgolyó közti gravitációs vonzást, tehát rá tudnak jönni ugyanazokra a fizikai törvényekre, mint mi. (Az se baj, ha megkapják őket mondjuk a születésük előtt tőlünk, de azt nem mondjuk meg nekik, hogy ők most a Föld körül keringenek.)

Továbbá az egész űrállomás nem homogén gravitációs térben mozog, mindenkinek végtelenül sok ideje van gondolkozni, méricskélni…

Egy egészen más példa, hogy miért gondolom, hogy a probléma nem magától értetődő:

Most a semmi közepén (egy új világban, ahol nincsen semmi) jelenjen meg egy szoba, amibe ugyanúgy be vagyunk zárva, mint az űrhajósaink az űrállomásra. Súlytalanul lebegünk meg minden. Egyszer csak jelenjen meg egy rakéta a szoba padlója alatt, és kezdje el az egész szobát egyenletesen gyorsítani g-vel. Ekkor lehuppanunk a padlóra, és azt látjuk, hogy a dolgok szépen parabola pályán röpülnek a szobában, ha eldobjuk őket, pontosan ugyanúgy, mint itt a földön.

A kérdés: el tudjuk-e belülről dönteni, hogy egy rakéta jelent meg alattunk, vagy pedig egy bolygó?

A válasz: nem, mert a tehetetlen és gravitáló tömegek egymással egyenesen arányosak (lásd Eötvös kísérletei, amikre nagyon sokat hivatkoztak).

(((> „Tehát ha két radírt megállítok az állomáson a levegőben egymástól fél méterre, akkor azok is körtáncba kezdenek egy idő után.”

Szerintem ez azért nem jó megoldás, mert ha az egyik radírt mondjuk a viszonyítás kedvéért az űrállomás „orra”, a másikat a „fara” felé helyezzük el, akkor hiába kezdenek el járni egymás körül, mert az orr és a far is járni fog egymás körül ugyanazzal a sebességgel, tehát az űrállomáshoz képest állónak látjuk őket.)))