Seuraa 
Viestejä2173

Missä asennossa pitkulainen kivenmurikka pyrkii lentämään maan kiertoradalla?  Vai meneekö ihan miten sattuu?

Olen kuullut vuorovesilukittumisesta mutta koskeeko se tämmöstä joustamatonta kappaletta?

Ajatellaan että kivellä ei olisi mitään kiertoliiketta alkutilanteessa.

Kommentit (17)

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
CE-hyväksytty
Seuraa 
Viestejä29006

Jakob kirjoitti:

No onkos sekin mahdollista että se pyrkii lentämään avaruuteen nähden samassa asennossa eikä käänny mihkään? (kääntyy tietysti maasta katsoen sitten)

En tiedä onko mahdollista vai ei. En tiedä onko tuo munkaan esittämä mahdollista.
Mutta kuitenkin se miten se kääntyy maapalloon nähden (eli maasta katsoen) nimenomaan on merkityksellistä, koska voima mikä sitä ylipäänsä poikkeuttaa alkuperäisestä suunnastaan johtuu maapallosta.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä34655

Muistaakseni pitkulainen kappale pyrkii vuorovesilukittumaan niin, että pitkä akseli osoittaa kohti Maan keskipistettä, ainakin jos rata on riittävän ympyrämäinen. Se siis pyörii akselinsa ympäri samassa ajassa kun kiertää planeetan, samoin kuin Kuu (jonka vuorovesivoima venyttää hieman pitkulaiseksi).

optimistx
Seuraa 
Viestejä852

Jos tuon kivenmurikan venyttäisi (kuvitteellisesti) vaikkapa 10 km pitkäksi langaksi, osoittaisiko lanka maan keskipisteeseen jonkin ajan kuluttua? (vrt avaruushissi)

1. Päätä, mikä (tutkimus-)tulos TUNTUISI mukavalta
2. Etsi tulosta tukevia todisteita, hylkää kaikki muut todisteet
3. Pysy kannallasi lopun elämää ja toista sitä kaikille herkeämättä.
4. Valmis!

http://www.tiede.fi/keskustelu/66231/ei_yliopistollinen_tutkimus_taikako...

peniemis
Seuraa 
Viestejä148

optimistx kirjoitti:

Jos tuon kivenmurikan venyttäisi (kuvitteellisesti) vaikkapa 10 km pitkäksi langaksi, osoittaisiko lanka maan keskipisteeseen jonkin ajan kuluttua? (vrt avaruushissi)

Tässäpä mielenkiintoinen simulaatiotehtävä.  Otetaan täysnotkea lanka ja laitetaan se jossakin asennossa maata kiertävälle ympyräradalle ja lasketaan langan käyttäytyminen. Siinä saattaa tovi jo toinenkin vierähtää, ennen kuin se asettuu jokseenkin, koska langan oman massan hitaus pitää sen liikkeessä.  Joka tapauksessa lanka pyrkii kääntymään pystyasentoon, mutta ei taida koskaan vakaantua.

o_turunen
Seuraa 
Viestejä14900

optimistx kirjoitti:

Jos tuon kivenmurikan venyttäisi (kuvitteellisesti) vaikkapa 10 km pitkäksi langaksi, osoittaisiko lanka maan keskipisteeseen jonkin ajan kuluttua? (vrt avaruushissi)

Saattaisi osoittaa. Saattaisi olla osoittamattakin.

Se, että kappale pyörii samalla kulmanopeudella kuin kiertää, on välttämätöntä sille, että kappale näyttää aina saman puolensa Maahan (vrt. Kuu).

Helpointa olisi varmaan lähettää kappale kiertämään ja pyörimään, ja selvittää, onko tilanne stabiili.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi. Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

JPI
Seuraa 
Viestejä29623

Jos se kivenmurikka todella on pelkkä kivenmurikka eikä esim. isohko asteroidinmurikka, niin sen pyörimisliikeeseen ei esim. maan painovoima vaikuta hevon p:tä, koska ensinnäkin pienen kappaleen kokoisella alueella painovoiman muutos on merkityksetön ja se pieni vaihtelu ei aiheuta tuollaisessa kappaleessa samanlaisia vuorovesi-ilmiöstä aiheutuvia pyörimistä hidastavia tekijöitä kuin suuremmissa kappaleissa esim. Kuussa. Toisaalta jos maapallo ja murikan rata "kestäisivät"  mielivaltaisen kaun, niin pikku pikku hiljaa murikan pyöriminen mielettömän kaukaisessa tulevaisuudessa tasaantuisi em. seikoista johtuen. Kysymys on siis etupäässä suhteellisuudentajusta.

3³+4³+5³=6³

Jakob
Seuraa 
Viestejä2173

JPI kirjoitti:

Jos se kivenmurikka todella on pelkkä kivenmurikka eikä esim. isohko asteroidinmurikka, niin sen pyörimisliikeeseen ei esim. maan painovoima vaikuta hevon p:tä, koska ensinnäkin pienen kappaleen kokoisella alueella painovoiman muutos on merkityksetön ja se pieni vaihtelu ei aiheuta tuollaisessa kappaleessa samanlaisia vuorovesi-ilmiöstä aiheutuvia pyörimistä hidastavia tekijöitä kuin suuremmissa kappaleissa esim. Kuussa. Toisaalta jos maapallo ja murikan rata "kestäisivät"  mielivaltaisen kaun, niin pikku pikku hiljaa murikan pyöriminen mielettömän kaukaisessa tulevaisuudessa tasaantuisi em. seikoista johtuen. Kysymys on siis etupäässä suhteellisuudentajusta.

Mullahan alkuperäisessä kysymyksessä oli mainittu että pyörimisliikettä ei ole mutta ilmeisesti ylläoleva pätee silloinkin?

optimistx
Seuraa 
Viestejä852

Saturnuksen renkaissa on kaikenkokoisia kivenmurikoita. Missä asennoissa niiden on havaittu olevan? (Joo, KV*G, mutta joskus myöhemmin).

1. Päätä, mikä (tutkimus-)tulos TUNTUISI mukavalta
2. Etsi tulosta tukevia todisteita, hylkää kaikki muut todisteet
3. Pysy kannallasi lopun elämää ja toista sitä kaikille herkeämättä.
4. Valmis!

http://www.tiede.fi/keskustelu/66231/ei_yliopistollinen_tutkimus_taikako...

Spanish Inquisitor Jr
Seuraa 
Viestejä3008

Miten pitkä tanko tai muu pitkulainen kappale (tai mikä tahansa muodoltaan pallosta poikkeava) liikkuu Maan painovoimakentässä on käsittääkseni aika hankala laskettava, jos halutaan ratkaista yhtälöt eksaktisti. Tällöin kappaleen pyöriminen ja massakeskipisteen liike ovat kytkettyjä toisiinsa. Jos haluaa ratkaista tehtävän olettamuksella, että myös kappale vaikuttaa Maan liikkeeseen, ollaan jo syvällä suossa. Tietyt likiarvoistukset helpottavat tehtävää huomattavasti, mutta jos ihan välttämättä haluamme laskea esimerkiksi 10 000km pituisen rautatangon liikettä, on kaikista likiarvoistuksista luovuttava.

- luultavasti liike ei edes ole yleisessä tapauksessa edes tasoliikettä, eli kappaleen massakeskipiste (mkp)  olisi koko ajan edes samassa tasossa, ellemme tietentahtoen valitse liikkeen alkuehtoja sopivasti.

Tehtävää voi yksinkertaistaa, olettamalla liikeen tapahtuvan tasossa, siis tangon kulmanopeusvektori säilyttää suuntansa ja siten myös liikemäärämomentti säilyttää suuntansa, joskaan kumpikaan ei yleisesti säilytä suuruuttansa.

Vaikka olettaisimme lisäksi Maan olevan liikkumaton (Newton III ei voimassa), niin tangon massakeskipisteeseen  vaikuttava gravitaatiovoima  F ei enää ole vain funktio mkp:n etäisyydestä r Maan keskipisteeseen, vaan myös tangon kulma Φ (esimerkiksi) pystytasoon nähden vaikuttaa voiman suuruuteen, siis F = F(r,Φ). Maan vetovoima myös aiheuttaa kokonaismomentin M massakeskipisteeseen, jos kappale on esimerkiksi tanko. Tämä momentti muuttaa liikemäärämomenttia L pyörimisliikkeen liikeyhtälön dL/dt = M, mukaan. Tuo momentti M on funktio sekä etäisyydestä r ja kulmasta Φ, siten kappaleen liikeyhtälöt ovat:

ma = F(r,Φ)

L' = M(r,Φ).

Tuo kokonaisvoima F ei ole aina edes suunnattu kohti Maan keskipistettä, vaan sillä on yleensä myös tätä suuntaa vastaan kohtisuora komponentti. Siten myös kiihtyvyydellä on säteen ja sädettä kohtisuora komponentti. Kappaleen liikemäärämomentti L ei myöskään ole vakio, toisin kuin pistemäisellä kappaleella. Luuultavasti myöskään energia E ei ole säilyvä suure. Nämä säilymislakien (E ja L) rikkoutumiset johtuvat Newtonin kolmannen lain hylkäämisestä (Liikkumaton Maa).

Siitä vaan ratkaisemaan differentiaaliyhtälöitä..

Vanha nimimerkki Spanish Inquisitor uudelleensyntyneenä.

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä6427

Jakob: Ajatellaan että kivellä ei olisi mitään kiertoliiketta alkutilanteessa.

JPI penäsi suhteellisuudentajua. Siitähän on kysymys.

”Kiertoliikettä alkutilanteessa”. Suhteessa mihin? Tässä edellytetään kysymyksen mukaisesti suhteessa maapalloon. Mutta, so what? Ei ylläolevan lauseen mukaisesti voi yleisesti edes kysyä. Silloinhan maapallo olisi absoluuttinen kiintopiste liikkeelle universumissa (tai vaihtoehtoisesti se kivi). Eli (jompikumpi) absoluuttinen koordinaatisto.

Kysymys on sikäli teoreettinen, että se edellyttää universumissa vain kahden kappaleen olemassaolon (joista toinen olisi ”absoluuttisesti levossa”). Mikä olisi kahden kappaleen universumissa JPI:n edellyttämän ”mielettömän kaukaisen tulevaisuuden” tilanne?

Eusa
Seuraa 
Viestejä18485

Jos muut taivaankappaleet unohdetaan tai ajatellaan sijoittuvan äärimmäisen kauas, onko ympyräradalla satelliitille vähiten jännityksiä tuottava yleinen ratkaisu se, että sen sama puoli on jatkuvasti kohti yhteistä massakeskipistettä? Eli voiko olettaa, että satelliitille suora reitti kulkee kiertorataa pitkin ja itseispyörimätön satelliitti säilyttää asentonsa tuon kiertoradan suhteen?

Hienorakennevakio vapausasteista: (1+2¹+3²+5³+1/2¹*3²/5³)⁻¹ = 137,036⁻¹

Jakob
Seuraa 
Viestejä2173

Lentotaidoton kirjoitti:
”Kiertoliikettä alkutilanteessa”. Suhteessa mihin?

Oman akselinsa ympäri.

Pahoittelen etten osaa tähtitieteen terminologiaa (joku saattoi ymmärtää kysymyksen silti oikeinkin.... esim. heti ensimmäinen vastaaja).

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä6427

Jakob kirjoitti:

Lentotaidoton kirjoitti:”Kiertoliikettä alkutilanteessa”. Suhteessa mihin?

Oman akselinsa ympäri.

Pahoittelen etten osaa tähtitieteen terminologiaa (joku saattoi ymmärtää kysymyksen silti oikeinkin.... esim. heti ensimmäinen vastaaja).

”Oman akselinsa ympäri”. Jos kivenmurikka olisi ainut kappale universumissa, niin vastaus olisi mieletön. Kun kappaleita on kaksi, pyörisi kivenmurikka oman akselinsa ympäri suhteessa maapalloon (tai vaihtoehtoisesti, jos kivenmurikka olisi liikkumaton (absoluuttinen) inertiaalisysteemi, niin maapallo pyörisi). Silloin kun kappaleita on (äärettömän) monta, pyörisi kivenmurikka suhteessa kaikkiin näihin. Suhteen määrän ilmoittaa paikallinen gravitaatio.

Jakob
Seuraa 
Viestejä2173

Muotoillaan vielä kerran:

Kuvitellaan että kiinnitän kaukoputken kivenmurikalle ja suuntaan murikan niin että kaukoputki osoittaa kaukaiseen tähteen. Pysyykö kaukoputki nyt koko kierroksen ajan suunnattuna tähän tähteen? Kiertoradan halkaisijan verran voi tulla heittoa ja tietysti kaikenmaailman häiriöt kohta pilaavat suuntauksen. Mutta noin periaatteessa kaukoputken suuntaus kai pysyy samana? (Kysymyksen murikka voisi kai yhtä hyvin olla Hubble-kaukoputkikin).

Neutroni
Seuraa 
Viestejä34655

Näissä kysymyksissä olisi hyvä mainita, että oletko kiinnostunut käytännöllisen ongelman ratkaisemisesta, esimerkiksi toimisiko Hubble ilman gyroskooppeja ja aktiivista vakautusta, vai jonkinleisesta teoreettisesta pohdiskelista, jossa malli voidaan yksinkertaistaa kahden kappaleen systeemiksi ilman muita vuorovaikusksia kuin gravitaatio.

Todellisilla kiertoradoilla on paljon häiriöitä. Kaikkien muiden taivaankappaleiden vetovoimat, eksosfäärin kaasu, magneettikentät ja säteilypaine vaikuttavat. Vaikka ne ovat pieniä, niiden vaikutus tulee merkitäväksi, jos tarkastellaan pitkää oleskelua kiertoradalla tai äärimmäisen tarkkaa suuntausta, jonka teleskooppi vaatii. Käytännössä Hubble ei voi toimia ilman vakautusta.

Teoreettisessa kahden kappaleen systeemissä kiertävä kappale vuorovesilukkuituu ennen pitkää, jos alkuehdot ovat jotakuinkin tavanaomaiset (ohuet kaapelit, eksentriset radat ym. voivat käyttäytyä monimutkaisemmin). Kaukoputki kiertää ratakierroksen mukana.

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Suosituimmat