Căutați ceva anume?

joi, 18 noiembrie 2010

Prezența unui câmp gravitațional implică și prezența unui câmp magnetic

-(1011181038) Până la urmă ce poate modifica un câmp gravitațional, impulsul corpurilor sau viteza lor? Noi știm că la suprafața Pământului toate corpurile au aceeași accelerație. Deci, un câmp gravitațional produce accelerații, nu forțe. Bun, deci așa stau lucrurile!

-(1011181039) Păi, să vedem atunci cum se schimbă concepția noastră despre câmpul gravitațional. Dacă modulul vitezei unui corp care cade într-un câmp gravitațional crește, atunci cum impulsul trebuie să se conserve, va fi nevoie ca acel corp să găsească o metodă prin care să-și micșoreze masa. De exemplu, o cometă care se apropie de Soare suferă creșterea modulului vitezei, deci va suferi și o pierdere de masă, ceea ce justifică faptul că în spatele cometelor rămâne substanță.

-(1011181044) Dar și masa vrea să se conserve în măsura posibilităților. Deci, după un oarecare timp, corpul se va mișca în așa fel încât să conserve și masa și modulul impulsului, iar aceste tendințe vor duce la o mișcare cu masă constantă și modul al impulsului constant, deci la o mișcare de rotație în jurul corpului perturbator. Așa se justifică prin argumente fundamentale (deci fără artificii) de ce mișcarea de rotație este o mișcare atât de răspândită la sistemele stabile.

-(1011181048) Să revenim puțin la proprietățile câmpului gravitațional. Spuneam că un câmp gravitațional modifică viteze. Deci, un câmp gravitațional constant produce o accelerație constantă. Asta înseamnă că derivata vectorului viteză este constantă (atât în modul, cât și în direcție) într-un câmp gravitațional constant.

-(1011181057) Ar mai rezulta atunci că, în absența unui câmp gravitațional, derivata vitezei ar fi nulă. Dar derivata vitezei este o sumă de două componente, prima componentă este proporțională cu derivata modulului, iar a doua componentă este un produs vectorial. Iar dacă această sumă este nulă, înseamnă că unul dintre termeni este egal cu minus celălalt termen. Deci, în absența câmpului gravitațional, nu este obligatoriu ca ambii termeni ai derivatei vitezei să fie nuli, ci doar să îndeplinească condiția ca primul termen să fie minus cel de-al doilea termen.

-(1011181215) Problema este că primul termen este coliniar cu tangenta, iar al doilea este perpendicular pe tangentă, deci ambii termeni trebuie să fie nuli în absența unui câmp gravitațional. De aici rezultă că prezența unui câmp gravitațional trebuie să fie echivalentă cu prezența ambilor termeni din derivata vitezei.

-(1011181220) Bun, dar dacă primul termen (datorat variației modulului vitezei) este suficient de bine înțeles de către toată lumea, se cuvine în schimb să insistăm iar asupra celui de-al doilea termen (datorat variației direcției vitezei). Acest al doilea termen introduce un parametru (viteza unghiulară de rotație a tangentei) care ne arată că un câmp gravitațional constant nu poate fi definit doar de direcția liniilor sale de câmp, ci trebuie completat cu încă o direcție care nu poate fi arbitrară.

-(1011181255) Astfel suntem nevoiți să luăm în considerare chiar și un plan ce însoțește un câmp gravitațional constant, planul perpendicular pe viteza unghiulară ce apare în variația direcției vitezei.

-(1011181516) Dacă un câmp gravitațional nu poate fi separat de un câmp de rotații, și cum orice astru din Univers posedă un câmp magnetic, devine foarte interesant să ne gândim că este posibil ca acel câmp de rotații care însoțește câmpul gravitațional să fie tocmai câmpul magnetic. Prin aceasta ar trebui să legiferăm pentru totdeauna că un câmp gravitațional nu poate fi tratat separat de un câmp magnetic. Prezența unui câmp gravitațional implică și prezența unui câmp magnetic.

8 comentarii:

  1. tie iti scade masa daca te arunci pe geam?

    RăspundețiȘtergere
  2. Dacă geamul e deschis și am emoții, poate pierd ceva substanță în acest caz :).

    RăspundețiȘtergere
  3. lasa asta, ca presupun ca ti se intampla destul de des sa ai emotii, la ce idei marete invarti; ma refer la o pierdere datorata mecanismului enuntat acolo, care nu numai ca e gresit, e chiar o imbecilitate. tu nu intelegi nici fizica de clasa a ix-a.

    "Noi știm că la suprafața Pământului toate corpurile au aceeași accelerație. Deci, un câmp gravitațional produce accelerații, nu forțe." Componenta pe o directie data a unei forte este proportionala cu componenta acceleratiei pe respectiva directie, constanta de proportionalitate fiind masa sistemului. Nu poti separa fortele de acceleratii.

    "într-un câmp gravitațional[...] impulsul trebuie sa se converve"; tocmai ai zis o tampenie inimaginabila. Forta, asa cum bine se vede ca nu stii, prin legea a doua a lui Newton, poate fi scrisa ca derivata in raport cu timpul a impulsului sistemului (evident, tot pe componente). Cu alte cuvinte, marul pica din copac, il vezi cazand accelerat, masori acceleratia, il cantaresti, determini forta, integrezi peste timpul de cadere si obtii variatia impulsului marului tau, a carui masa, asa cum poti verifica foarte usor, este aceeasi si inainte sa cada si dupa ce a terminat de cazut (iar cum acceleratia si forta care actioneaza asupra lui sunt aceleasi tot timpul in care el cade, se pare ca este aceeasi si in timpul caderii). Cand vei vedea un mar cazand in repaus in camp gravitational pe o traiectorie circulara, sa ma anunti.

    RăspundețiȘtergere
  4. Mulțumesc pentru comentariul tău bine elaborat.

    Distincția dintre forțe și accelerații este una fundamentală. Un câmp care produce numai accelerații nu este echivalent cu un câmp care produce numai forțe. Dacă un câmp produce numai accelerații, asta înseamnă că nu există nicio obligativitate pentru ca acel câmp să modifice și impulsul. Reciproc, dacă un câmp produce numai forțe, nu există nicio obligativitate ca el să modifice viteze, căci o forță poate modifica numai masa fără să modifice viteza.

    Deci, dacă este adevărat că un câmp gravitațional produce numai accelerații (așa cum sugerează principiul echivalenței), atunci nu avem dreptul să spunem că acel câmp produce forțe. Mai concret, dacă un corp cade în câmp gravitațional, el va avea tendința naturală să-și conserve masa, impulsul și momentul cinetic (și chiar și impulsul volumic). Așa că, un corp care nu-și poate modifica masa în cădere în câmp (un corp solid precum mărul de care vorbești) își va modifica impulsul, dar dacă are posibilitatea să-și păstreze impulsul constant și să-și modifice doar masa (precum are o cometă), atunci o va face fără excepție pentru că nu există motive să se întâmple altfel.

    RăspundețiȘtergere
  5. teoria generala a relativitatii nu are sens la suprafata pamantului, pentru ca se reduce la teoria newtoniana (sau chiar galileana) a gravitatiei. oricum, chiar si asa, parca-n relativitate masa creste, nu scade. sau merge si invers?

    RăspundețiȘtergere
  6. Faptul că ținem seama de teoria relativității nu poate fi decât benefic, însă considerațiile pe care le-am făcut sunt valabile atât în Fizica newtoniană, cât și în cea relativistă. Mai precis, câmpul gravitațional este un câmp de accelerații în ambele teorii. De asemenea, impulsul este în ambele teorii produsul dintre masă și viteză, indiferent că masa de mișcare crește sau nu crește cu viteza. Totodată, legea de conservare a impulsului este valabilă în ambele teorii. Deci, dacă impulsul trebuie să se conserve, atunci corpul va pierde și masa suplimentară relativistă câștigată prin creșterea vitezei.

    Așadar, în orice teorie, un câmp gravitațional modifică în principiu numai viteza unui corp. Dacă acel corp are o astfel de structură încât nu-și poate modifica masa (piatră, măr), atunci modificându-i-se viteza i se va modifica și impulsul. Dar dacă acel corp în cădere poate suferi ușor modificarea masei (cum este cazul unei comete), atunci mai degrabă se va întâmpla ca masa să se modifice și să rămână constant impulsul corpului.

    RăspundețiȘtergere
  7. "As a comet approaches the inner solar system, solar radiation causes the volatile materials within the comet to vaporize and stream out of the nucleus, carrying dust away with them."

    Sincer, pare mai plauzibila povestea pe care ti-o citez. In plus, se pare ca departe de Soare (prin centura de asteroizi), cometele nu prea au coada.

    Uita-te si tu pe wikipedia, vezi ce zice comunitatea stiintifica actuala, uita-te pe sursele citate si vino dupa cu imbunatatiri, daca ai impresia ca e cazul.

    RăspundețiȘtergere
  8. Am impresia că ceea ce se spune în citatul respectiv nu contrazice deloc raționamentul prezentat de mine, ci chiar îl confirmă. Mai precis, la apropierea de Soare, acolo unde accelerațiile sunt mari, cometele pierd masă, pierdere manifestată prin apariția cozii. Departe de Soare accelerațiile sunt mici, iar impulsul poate rămâne constant fără modificarea masei, deci absența cozii unei comete aflate departe de Soare, din nou, nu contrazice faptul că impulsul cometelor se conservă (în modul) în mare măsură.

    RăspundețiȘtergere

Comentariile vor fi moderate în măsura timpului meu disponibil, după care vor apărea pe blog. Voi încerca să public doar comentariile consistente sau interesante sau adevărate sau corecte sau la obiect. Voi căuta să le elimin pe cele din care nu avem nimic de învățat sau pe cele care afectează negativ mintea cititorului sau reclamele fără legătură cu blogul. De asemenea, voi face tot posibilul să răspund la comentariile care cer un răspuns. Vă mulţumesc pentru efortul vostru de a scrie în lumina acestor consideraţii!

Postări populare

Arhivă blog

Etichete

Persoane interesate