Fizică, astronomie şi aerospaţiale > Gedankenexperiment (experimente imaginare)
[3] Gravitatia din statia orbitala inelara
Electron:
De aceasta data propun un experiment teoretic simplu, in niste conditii oarecum speciale.
Intrebarea este: daca sar "in sus", cad in acelasi punct din care am pornit, sau nu? Evident, experimentul nu are loc pe Pamant, ci in alte conditii:
Imaginati-va o statie orbitala in forma de inel, care se roteste in jurul axului de simetrie (ax perpendicular pe planul constructiei).
Este ca o roata de hamster, dar de dimensiuni ceva mai serioase, si care in loc sa foloseasca campul gravitational (terestru) pentru a produce rotatia cand hamsterul "merge inainte", produce un camp gravitational artificial (in spatiu cosmic, unde campul gravitational al altor mase stelare poate fi neglijat), prin intermediul rotatiei constructiei.
Asadar, experimentul are loc intr-o incapere din aceasta statie, unde "in sus" inseamna directia (si sensul) spre centrul de simetrie al statiei. Pentru a avea o situatie cat mai ... "normala", putem considera:
1) Dimensiunile statiei sunt atat de impresionante, incat liniile "campului gravitational" sunt practic paralele in camera unde are loc experimentul. (Ce se intampla cand liniile nu sunt paralele?)
2) raportul dintre viteza unghiulara si distanta fata de centru a podelei camerei este ales in asa fel incat "intensitatea" campului sa fie comparabila cu cea de la suprafata Pamantului.
e-
DAiana:
Cu alte cuvinte o statie orbitala circumterestra in forma toroidala cu pseudogravitatie obtinuta prin miscarea de rotatie... Este o idee p care NASA o dezvolta prin concursuri adresate elevilor de liceu clasele 9-12 (unele sunt disponibile europenilor altele nu). Proiectele realizate de acestia sunt stiintifice si dezvolta idei din cercetarea lor proprie, imaginatie si nu in ultimul rand adaptarea la tehnica actuala. Sa nu uitam ca totul incepe de la o dorinta: ce-ar fi daca... iar apoi incepe sa se materializeze, dar sa fim realisti o sa dureze ceva timp, pentru ca un "backup" al omenirii e necesar.
Cateva echipe de elevi romani au castigat in ultimii 4 ani mari premii la aceste concursuri, chiar si eu in ultimii doi ani am participat si pot spune ca pe langa faptul ca ai ocazia sa gandesti la un nivel mult mai inalt, intrii in contact cu multi oameni de stiinta, un lucru important pentru cei ce-si doresc sa urmeze o cariera in cercetare. Incurajam prin urmare astfel de activitati!
Referitor la intrebare: daca sar "in sus", cad in acelasi punct din care am pornit, sau nu?
Raspunsul este: Nu, se va deplasa putin in sens opus rotatiei statiei, iar acest lucru depinde de viteza cu care sari, raza statiei si de viteza unghiulara de rotatie. De exemplu creste cu viteza de saritura si scade cu viteza unghiulara si cu raza statiei. :)
DAiana:
Cu alte cuvinte o statie orbitala circumterestra in forma toroidala cu pseudogravitatie obtinuta prin miscarea de rotatie... Este o idee p care NASA o dezvolta prin concursuri adresate elevilor de liceu clasele 9-12 (unele sunt disponibile europenilor altele nu). Proiectele realizate de acestia sunt stiintifice si dezvolta idei din cercetarea lor proprie, imaginatie si nu in ultimul rand adaptarea la tehnica actuala. Sa nu uitam ca totul incepe de la o dorinta: ce-ar fi daca... iar apoi incepe sa se materializeze, dar sa fim realisti o sa dureze ceva timp, pentru ca un "backup" al omenirii e necesar.
Cateva echipe de elevi romani au castigat in ultimii 4 ani mari premii la aceste concursuri, chiar si eu in ultimii doi ani am participat si pot spune ca pe langa faptul ca ai ocazia sa gandesti la un nivel mult mai inalt, intrii in contact cu multi oameni de stiinta, un lucru important pentru cei ce-si doresc sa urmeze o cariera in cercetare. Incurajam prin urmare astfel de activitati!
Referitor la intrebare: daca sar "in sus", cad in acelasi punct din care am pornit, sau nu?
Raspunsul este: Nu, se va deplasa putin in sens opus rotatiei statiei, iar acest lucru depinde de viteza cu care sari, raza statiei si de viteza unghiulara de rotatie. De exemplu creste cu viteza de saritura si scade cu viteza unghiulara si cu raza statiei. :)
Electron:
Bine ai venit, DAiana!
--- Citat din: DAiana din Mai 23, 2008, 09:50:45 p.m. ---Cu alte cuvinte o statie orbitala circumterestra in forma toroidala cu pseudogravitatie obtinuta prin miscarea de rotatie...
--- Terminare citat ---
Da, asta e ideea :)
--- Citat --- Referitor la intrebare: daca sar "in sus", cad in acelasi punct din care am pornit, sau nu?
Raspunsul este: Nu, se va deplasa putin in sens opus rotatiei statiei, iar acest lucru depinde de viteza cu care sari, raza statiei si de viteza unghiulara de rotatie. De exemplu creste cu viteza de saritura si scade cu viteza unghiulara si cu raza statiei. :)
--- Terminare citat ---
Ma bucur ca pana la urma cineva si-a aratat interesul pentru experimentul acesta mintal.
Am cateva intrebari in continuare: ai raspuns folosindu-ti intuitia, niste calcule, o schema cu forte si viteze, sau cum?
Vorbesti de dependenta deplasarii fata de punctul de pornire (sa o notam cu d), in functie de parametrii: viteza de saritura (sa o notam cu v, verticala fata de "podea") , viteza unghiulara (sa o notam w) si raza (mare a) statiei (sa o notam R). Ai facut o afirmatie calitativa, si asta e primul pas in rezolvare ;) Dar, ai putea sa scrii si relatia matematica de dependenta intre d, v, w si R? Din ea ar trebui sa rezulte concluziile tale calitative, dar pot sa apara si detalii legate de semnul deplasarii (in fata sau in spate).
Si daca esti interesata (presupun, dupa alias, ca esti fata) iti lansez si o intrebare ajutatoare: Ce se intampla daca, stand in picioare in statia orbitala care se roteste, las sa-mi cada (liber) din mana o minge de tenis (de masa m) de la inaltimea h fata de "podea" ?
e-
DAiana:
Bine v-am gasit!
Intrucat nu mergea sa dau copy/paste din documentul word la relatia matematica am atasat un document cu ceea a iesit din rezolvare. Mentionez ca la a 2 a intrebare nu am raspuns, dar si faptul ca eu nu sunt pe fizica, ci pe biologie. O sa incerc totusi sa-mi consult prietenii.
Navigare
[#] Pagina următoare
Du-te la versiunea completă