Физические задачки Опции

[Дмитрий И.]

Так что, Люда, мы решили задачку - она решения не имеет!!!

[Nikolas]

В самолете не будет трения между колесами и транспортиром, откуда там оно? Там же все идеальное.
А релятивиский случай там сразу возникнет, и ничего из классических соображений сказать нельзя.

[Дмитрий И.]

Дело в том, что колеса имеют момент инерции, и чтобы их расскручивать нужна сила. Сила трения между колесом и транспортером это как раз и делает. Если бы колеса были с массой = 0 , то трения бы не было, они бы легко расскручивались. А так приходится прикладывать силу.

[Nikolas]

Момент инерции очевидно равен нулю, в задаче все идеальное и проскальзывания нет. Сила трения - только сила трения покоя между колесами и транспортером, которая заставляет крутится колеса.

Пусть в некоторый момент времени самолет стоит на транспортере, его скорость равно нулю, скорость транспортера и колес соответственно V, теперь самолет включил двигатель, и за некоторое время приобрел скорость dV, тогда скорость самолета относительно транспортера V+dV, что больше V и транспортер сразу увеличивает свою скорость на dV, и опять получаем, что скорость колес будет 2dV+V потомучто скорость самолета относительно земли не изменилась, опять увеличивается скорость транспортера и т.д. Сразу релятивисткий случай, и уже надо рассматривать его а не классику.

[gluk]

"теперь самолет включил двигатель, и за некоторое время приобрел скорость dV и транспортер сразу увеличивает свою скорость на dV".

Как же так - самолёт увеличил скорость за некоторое время, а транспортёр - сразу. Здесь dV - дифференциал, скорости меняются синхронно (а квантированость времени - только лишь гипотеза).

Почему же сразу релятивисткий случай? Просто скорость (и энергия) вращения будет постепенно нарастать - пока не сломаются колёса. Временем обратной связи пренебрегаем ввиду идеальности транспортёра.

Хотите задачу на релятивисткую механику? Имеется огромная гильетина, с прямым лезвием высотой 1 см и длиной 10^9 м. Под гильетиной лежит лист бумаги такой же длины. За 1 секунду гильетина опускается на 1 см, тем самым рассекая лист пополам. Может она так сделать? А чё ж не может.

Вопрос другой. Какая скорость движения разреза по бумаге? Очень просто, 10^9 м/с. Но это же в 3 раза больше скорости света! А по первому постулату Энштейна, маса и энергия в нашем мире не могут передаваться со сверхсветовой скоростью. В чём тогда ошибка?

[Дмитрий И.]

Это известная задача, просто Энштейн говорил про вещественные точки с массой, а данном случае массы - нет это мнимая, воображаемая точка .

[gluk]

Правильно.

Дима, может ты знаешь ответ ещё и на следующую - мне никто так и не сумел объяснить. Похоже на опровержение теории.

Все знают парадокс близнецов, один из которых полетал на сверхскоростях, для него прошла одна секунда, а второй остался на земле и постарел на миллион лет (принципиальных ограничений на отношение времён там вроде нет, так ведь?).

Дальше. Пусть мы послали в момент старта близнеца ракету с земли с некоторой скоростью, допустим 300 000 км/год (2-я космическая скорость). Когда вернётся молодой близнец, ракета успеет пролететь 1000000 световых лет относительно его братца, следовательно будет на таком же расстоянии от него самого (когда скучающие родственники встретятся). Но для него прошла лишь секунда с момента разлуки! Значит, существуют системы, в которых скорость ракеты может достигать 1000000 скоростей света?!

Как понять?

[Nikolas]

"теперь самолет включил двигатель, и за некоторое время приобрел скорость dV и транспортер сразу увеличивает свою скорость на dV".

Как же так - самолёт увеличил скорость за некоторое время, а транспортёр - сразу. Здесь dV - дифференциал, скорости меняются синхронно (а квантированость времени - только лишь гипотеза).

Почему же сразу релятивисткий случай? Просто скорость (и энергия) вращения будет постепенно нарастать - пока не сломаются колёса. Временем обратной связи пренебрегаем ввиду идеальности транспортёра.

Здесь легко перейти к непрерывному случаю, я просто расмотрел дискретный для наглядности.

Ничего сломаться не может, в задаче ничего не оговорено кроме вязкости воздуха, а следовательно все идеальное - без трения, без проскальзывания, без поломок и т.д.

А по поводу парадокса близнецов, это известная задача, просто события одновременные в одной системе отчета будут неодновременны в другой. Если перейти в систему отчета другого близнеца, то он увидет себя старым, а другого молодым. Вернее он не увидит, а просто время в его системе отчета будет идти так, что ему будет так казатся.

Есть также известная задача про сарай и забор. Пусть есть сараз длиной 1 метр и забор длинной 0.5 метра. Тогда если мы разгоним забор до некоторой скорости близкой к сорости света, так что в системе отчета сарая он изменит свою длину и увеличится в два раза, тоесть станет длиной 1 метр, тогда сарай полностью может поместиться за забор. Но в системе отчета забора, сарай увеличится в два раза и станет 2 метра, в то время как забор в своей системе отсчета 0.5 метра. Вот и парадокс.
А все загвоздка в том, что события совмещения левого конца сарая с левым концом забора и правого конца сарая с правым концом забора, в разных системах отчета будут происходить в разные времена, и даже с разными интервалами времени между этими событиями.


Также и близнецы, если бы они устроили между собой видео конференцию, то один бы видел другого младше, но за то время пока шел сигнал, другой все равно бы постарел и они стали одинаковыми.

[gluk]

А по поводу парадокса близнецов, это известная задача, просто события одновременные в одной системе отчета будут неодновременны в другой. Если перейти в систему отчета другого близнеца, то он увидет себя старым, а другого молодым. Вернее он не увидит, а просто время в его системе отчета будет идти так, что ему будет так казатся.

Хм, там вроде бы не постареет тот, кто испытывал ускорение. Он же может потом вернуться назад и замедлиться, так что они снова встретяться - и стоя лицом к лицу у них будет разный возраст, что оба и заметят.

http://www.relativity.ru/issues/twins.shtml

[Nikolas]

Ускорение не причем, изменения времени происходит при больших скоростях.

Статья коенчо интересная, но не научная. Парадокс близнецов изучают на первом курсе любого физического вуза.
Например тут более научное обьяснение: http://pavlo-danylchenko.narod.ru/docs/Twins_Rus.html

[gluk]

Ускорение не причем, изменения времени происходит при больших скоростях.

Парадокс заключался в том, что движение близнецов якобы симметрично, но тем не менее при встрече один постарел, а другой нет. Ускорение говорит нам, что их движение вовсе не равноправно. Не вижу, чем следующее объяснение принципиально отличается от приведённой статьи:

Близнец, который вернулся, неизбежно должен был изменить свою скорость. Поэтому его система отсчёта не является инерциальной. А согласно СТО равноправны только инерциальные системы. Следовательно, нет ничего удивительного, что в двух системах обнаруживается эффект расхождения.

Статья коенчо интересная, но не научная.

А что, научные статьи должны отличаться неудобопонятностью и обилием формул, на проверку которых ни у кого нет времени?

Также и близнецы, если бы они устроили между собой видео конференцию, то один бы видел другого младше, но за то время пока шел сигнал, другой все равно бы постарел и они стали одинаковыми.

Ты утверждаешь, что они не могут встретиться, или если это произойдёт, то один не будет старше другого?

P.S. Мы тут ещё никого относительно не достали? Если да - вырежте в отдельную ветку.

[Nikolas]

А что, научные статьи должны отличаться неудобопонятностью и обилием формул, на проверку которых ни у кого нет времени?

Ну без формульного доказательства необойтись Вот человек сказал, что та система будет не ИСО, и почему я должен верить? Пусть напишет формулы, сразу все станет ясно. Мне кажется если ускорение направлено по прямой, по которой и относительная скорость, все равноправно. Это в случае вращения возникают всекие левые ускорения, типа Кориолисова и переноса.

Какой эффект производит вдавливание человека при ускорении? Никакого, кроме неудобств. Такого закона что при действии силой изменяется время я что-то не слышал

Ты утверждаешь, что они не могут встретиться, или если это произойдёт, то один не будет старше другого?

Да

[Sergius]

Сюда перенесены все обсуждения физических задач из темы "Что? Где? Когда?"

Модератор

[Дмитрий И.]

Правильно. 

Дима, может ты знаешь ответ ещё и на следующую - мне никто так и не сумел объяснить. Похоже на опровержение теории.

Как понять?

А я эту теорию никак не понимаю. Я несколько раз пытался ее понять, читая учебники, лекции, и понял, что, понять не получится, потому, что в этой теории говориться о вещах: Время, скорость, и расстояни, и говориться, что они меняются. Но, так как все эти понятия относительно другой системы осмыслиться уже не могут (так как чтобы осмылить любое из этих понятий, нужно это делать в сочетании с осмысливанием двух других), а так как в разных системах по условию они разные (при высоких скоростях), то и сравнивать их друг с другом не получается. Вобщем, сам я эту теорию так и не понял, ее суть и смысл. Тогда спросил у одного очень хорошего (правда) учителя физики, на что он мне ответил, чтобы я не волновался, и что, похоже кроме самого Эншетейна, эту теорию на всей земле, может, понимают человек пять. Тогда я подумал, может и не пять, а, только сам Энштейн и понимает .

Так что я понял, только то, что обычным "способом" эту теорию не понять. И посему, просто выучил как нам в лекциях читали и сдал экзамены. Больше к этой теории не возвращался, так как мне все-равно, около световых скоростей не увидеть и не развить.

[Nikolas]

Говорят теорфиз понять нельзя, к нему можно привыкнуть.

[Luda]

Так что, Люда, мы решили задачку - она решения не имеет!!!

Продолжение написать или уже надоело?

[Дмитрий И.]

Да, ждем продолжения .

[Luda]

Оригинал задач:
http://za-nauku.mipt.ru/Hardcopies/2003/16...o_solution.html
1. Самолет стоит на подвижной ленте (транспортере). Транспортер движется навстречу самолету и устроен таким образом, что валы, на которые
натянута лента, имеют тот же диаметр и в любой момент времени ту же скорость, что колеса самолета. Подшипники в колесах самолета не
изнашиваются, проскальзывания между транспортером и колесами нет (можно представить зубчатое сцепление). Вязкостью воздуха над транспортером
пренебречь.

Самолет включает двигатель (расположение и тип двигателя можете выбрать сами). Взлетит ли самолет?

2. Конструкция транспортера такая же, как в предыдущей задаче. Двигатель самолета не работает, самолет привязан к тягачу, стоящему на
земле рядом с транспортером. Тягач начинает движение параллельно транспортеру. Скорость тягача неограничена, длина транспортера тоже.
Взлетит ли самолет?

3. Начальные условия аналогичны второй задаче. Через некоторое время после начала движения тягача одновременно отцепляют трос и запускают
двигатель самолета (технические характеристики двигателя неограничены). Взлетит ли самолет?

[Звездочет]

Ускорение не причем, изменения времени происходит при больших скоростях.

Ты утверждаешь, что они не могут встретиться, или если это произойдёт, то один не будет старше другого?

Да

Ну вот неправда. В этом и заключается парадокс близнецов. Две системы не равноправны и после путешествия первого близнеца, второй оставшийся на Земле оказывается старше. И дело как раз в ускорении. Вообще парадокс близнецов в рамках только СТО объяснить нельзя, надо привлекать общую теорию относительности.
Если мы за систему отсчета берем планету Земля, то ее можно считать инерциальной и действовать дальше в рамках СТО (стандартный расчет задержки времени).
Если за систему отсчета брать ракету (улетевшего близнеца), то такая система неинерциальная и в момент поворота ракеты в обратную сторону (или поворота Земли в СО, связанной с ракетой) возникают гравитационные поля, замедляющие время в СО ракеты. Если правильно расписать все временные задержки все равно получиться, что близнец на Земле будет старше. Т.е. парадокса нет. Но объяснение здесь именно в ускорении.

[gluk]

Две системы не равноправны и после путешествия первого близнеца, второй оставшийся на Земле оказывается старше.

Согласен - тем более, это подтвержадают эксперементы с атомными часами на борту космических кораблей. Вот теперь мой парадокс:
в момент старта первого близнеца второй запускает луч света в другую сторону. Когда первый вернётся (пусть для него прошло 20 лет, а для второго 40), луч успеет преодолеть расстояние в 40 световых лет относительно второго близнеца, правильно? Но ведь первый и второй будут снова в одной точке пространства и времени - значит расстояние от него до начала луча тоже 40 световых лет. Считаем скорость луча для него: 40 световых лет за 20 лет (которые для первого прошли с момента старта), т.е. 2с! Выходит, в системе отсчёта первого близнеца лучу удалось двигаться со скоростью, в два раза превышающую скорость света.


Добавлено автором gluk в [mergetime]1138789579[/mergetime]

2.  Конструкция транспортера такая же, как в предыдущей задаче. Двигатель самолета не работает, самолет привязан к тягачу, стоящему на
земле рядом с транспортером. Тягач начинает движение параллельно транспортеру. Скорость тягача неограничена, длина транспортера тоже.
Взлетит ли самолет?

В принципе от первого случая ничем не отличается, тут тягач будет соревноваться с тросом, кто первый сломается (или гусеницы будут проскальзывать).

3. Начальные условия аналогичны второй задаче. Через некоторое время после начала движения тягача одновременно отцепляют трос и запускают
двигатель самолета (технические характеристики двигателя неограничены). Взлетит ли самолет?

Т.е. исходим из того, что тягач таки начал двигаться. Тогда я не совсем понял условие.