Семьдесят Первый писал(а):
Угрюмый писал(а):
А вот об эффекте Кориолиса в отсутствии потенциального поля было бы интересно узнать. Ссылки будет вполне достаточно.
Азимов. Как рыбы в воде
http://lib.ru/FOUNDATION/11-63.txtСтатья:
http://www.astronaut.ru/bookcase/books/ ... _coolmenusФормулу не копировал, сложная для верстки.
Перечитал всё несколько раз, 71. Могу сказать следующее.
1. Я был не прав. Действительно, понятие "сила Кориолиса" используется много шире, чем я привык думать (без всяких там полевых прибамбасов). А именно, как наблюдаемое отклонение пути тела, перемещающегося во вращающейся системе координат. При этом наблюдатель понимает, что речь идёт не о действительном отклонении тела от своего пути, а лишь о фиксации результатов наложения движения вращающейся системы координат и прямолинейного движения объекта (человек на пластинке бросает мяч). Т.е. речь не о динамике (конкретные физические и биологические явления), а чистая геометрия: тело оказывается не в той точке, где, как нам казалось, ему следовало бы находиться. Азимов в своём рассказе попытался это проиллюстрировать. На мой взгляд крайне неудачно. Впрочем, думаю, что Азимов просто шутит над нами.
Читаем:
"Пятое совершает один оборот вокруг оси примерно за две минуты". ("Пятое" - название станции).
Т.о. период обращения (Т) известен: 120 секунд. Центробежное ускорение известно: g=9,8м/с/с. Вопрос: какой радиус (R) станции?
Элементарно: ускорение = квадрат угловой скорости (омега) х R.
Омега = 2пи()/ Т. Получаем одно неизвестное (R) через период обращения (Т) и ускорение g : R = g / квадрат (2пи()/Т).
Всё, что остаётся, это подставить вместо g - 9,8м/с/с, а вместо Т - 120с.
Получим, радиус орбитальной станции "Пятое" - 3575м.
Дальше совсем просто. Предположим, что мистер Модайн подбросил мяч на высоту 10м.
Спрашивается, сколько времени потребуется мячу, чтобы взлететь на высоту 10м и вернуться? Правильно, 2 секунды.
Предположим, что мяч МГНОВЕННО поднялся на высоту 10м, повисел там положенные 2с и вернулся МГНОВЕННО обратно. Такая модель поведения мяча должна бы в несколько раз продлить путь мяча по сфере мира Пятой. Каков же этот путь?
Сам мистер Модайн, находясь на расстоянии 3575м от центра вращения и двигаясь с периодом обращения 120с по отношению к неподвижному наблюдателю, сместится по сфере на расстояние: 2с х 2пи()/Т х R = 374м.
Мяч в это же время будет двигаться по меньшему радиусу: 2с х 2пи()/Т х (R - 10) = 373м. Т.о. мяч улетит от мистера Модайна расстояние 374 - 373 = 1м.
Читаем текст:
Он подбросил мяч вверх. Но тот полетел не по прямой, а по параболе. Модайн пошел вслед за мячом, потом побежал, но так и не догнал. Я думаю, что это рассказ-шутка. на это же намекает другая фраза (почти в начале):
"гидравлические кресла полностью компенсировали стартовые перегрузки".Ну, очень я сомневаюсь, чтобы величайший популяризатор науки (Перельман отдыхает) был столь небрежен в своих сочинениях (или качество перевода?).
2. Но я думаю, что и на 1 метр мяч не сместится. Потому что ещё есть воздух. И сила трения при нём. Воздушные массы двигаются вместе со всей системой. Иначе скорость ветра на поверхности этого мира составит 2пи()R/Т = 187м/с. Думаю, не самое удачное время для игры в мяч. Воздух движется вместе с оболочкой. Он-то и вернёт мяч мистера Модайна прямо ему в руки.
3. Мир Пятой (Азимова) - это полая сфера. Мир сабжевого рассказа - полый цилиндр. Это разные модели. Поэтому геометрическая трактовка общепринятого определения Кориолисова ускорения через широту (удвоенный синус широты) в мире Пятой уместен. О какой широте может идти речь у цилиндра?
Посему выводы такие: спасибо за предоставленную возможность припомнить многое из школьного курса физики (будто домой вернулся
), но к теме обсуждения рассказа приведенный пример отношения не имеет. Да и сам рассказ Азимова (если относиться к нему серьёзно) весьма странен.
5. По второй ссылке я тоже прошёлся. Обещанную формулу нашёл. Вот она:
Сила Кориолиса = 2V х корень ((W+n)/(GR)),
где:
V — скорость передвижения космонавта;
W — его вес;
n — ускорение центрифуги, выраженное в единицах g;
G — гравитационная постоянная;
r — радиус вращения платформы или станции.
Наверняка, это жонглирование переменными для авторов статьи что-то значит (похоже, сочиняли медики
). Но вот беда: упомянутый школьный курс физики не учит, как к весу (ньютоны) можно прибавить безразмерную величину (единицы g). Но даже если авторы статьи неудачно выразились, то как к весу прибавить ускорение (м/с/с)?
Мне это показалось настолько интересным, что я решил всё-таки выяснить, что же там прячется в числителе под корнем.
Если возвести обе части равенства в квадрат, умножить на GR и разделить на 4V, то получится, что загадочная сумма (W+n) = квадрат силы х GR / 4 квадрат (V).
Но это означает, что сумма (W+n) имеет размерность Дж в квадрате / кг.
В известной мне физике величин с такой размерностью не существует.
А всё остальное весьма познавательно.