Matematické Fórum

↑ Prvočíslo:
Např., když roztočíš kuličku na provázku, tak se jedná o sílu, kterou provázek působí na tvou ruku. (to je ta skutečná)

A proč ta setrvačná vlastně neexistuje?

To není úplně přesné. Setrvačná síla tě klidně může zabít, takže je odvážné říkat, že neexistuje.

Ale neexistuje v inerciální vztažné soustavě. Je to síla, která se objevuje v neinerciálních soustavách (které se samy pohybují se zrychlením). Ale 1. Newtonův zákon říká, že vždy (v klasické mechanice) můžeš najít inerciální soustavu, takže se setrvačným silám můžeš vyhnout, pokud chceš.

↑ Prvočíslo:
Neinerciální soustava je to pro pozorovatele, který by seděl na té kuličce. Pro tebe, stojícího nehybně na zemi, je to inerciální soustava.

↑ zdenek1: ↑ MichalAld: A mám vlak a v něm kostku, přičemž mezi povrchem vlaku a kostkou není tření. Vlak se začne rozjíždět, takže soustava spojená s vagonem je neinerciální, chápu, a působí tam setrvačné síly. Pokud bych ten vlak pozoroval venku a viděl bych, že ta kostka setrvává na svém místě, než narazí do stěny, tak i ta soustava spojená s vlakem je z mého pohledu ineriální, protože těleso setrvává v klidu díky setrvačnosti? Bylo by tedy jedno, že ten vlak zrychluje, šlo by pouze o chování toho tělesa uvnitř? A pokud by ta kostka narazila do stěny, tak ta soustava z mého pohledu už nebude ineriální?

↑ Richard Tuček:
Zdánlivá síla je taková, kterou můžeme eliminovat vhodnou volbou vztažné soustavy.

Z tohoto pohledu je ovšem gravitační síla taky zdánlivá...

Pokud jde o těleso na kružnici ... žádná ostředivá síla tam nepůsobí. A ta reakce o které mluvíš, ta nepůsobí na to těleso. Ta působí na ten špagát (nebo co) díky kterému těleso koná kruhový pohyb.

Richard Tuček napsal(a):

Pokud se např. vozidlo pohybuje se zrychlením, na všechny předměty ve vozidle působí setrvačná síla F=- m*a. Znaménko minus, protože setrvačná síla má opačný směr než zrychlení.

Uvažuj o tom trochu jinak. Že to auto nemá okna ... a ti lidé uvnitř (co provádí fyzikální experimenty) neví, že se pohybuje, zrychluje nebo brzdí...neví, že jede po zemi (která je zhruba inerciální soustavou). Mají jen ta svá pozorování uvnitř auta...

A vidí, že experimenty dopadají trochu jinak než jsou "normálně zvyklí". Volně puštěné těleso nesetrvává v klidu, nýbrž začíná zrychlovat nějakým směrem. A naše fyziky nenapadne nic lepšího, než že na něj působí nějaká "záhadná síla". Mohli by ji nazvat třeba "gravitační síla"...která ovšem nepůsobí směrem dolů, ale směrem dozadu.


No, když si budou hrát dál, zjistí, že někdy mají volně ložená tělesa chuť se pohybovat po kruhové dráze. Tak zase vymyslí, že na ně musí působit nějaká záhadná síla, kolmá na směr jejich pohybu a jejíž velikost závisí na rychlosti toho tělesa - Coriolisova síla.

Jindy zase budou k vysvětlení pohybu tělesa potřebovat "odstředivou sílu" a jindy zase "eulerovu sílu". Nám, co na to koukáme zvenčí je to všechno k smíchu ... těleso se prostě řídí newtonovým zákonem a jen jejich auto jede po klikaté silnici. To oni vevnitř ale neví...a tak vymýšlí ty záhadné síly.

Pokud si spojíme naši soustavu třeba s rotujícím kolotočem ... tak odstředivá síla je ta, která volně puštěnému tělesu udělí rychlost směrem od středu rotace. Jakmile těleso získá rychlost, začne na něj působit i Coriolisova síla - a způsobí stáčení jeho pohybu - vše samozřejmě vzhledem k té rotující soustavě. Pro nás, co se nemotáme přihlouple na kolotoči se vypuštěné těleso prostě začne pohybovat rovně konstantní rychlostí...

Takže ty síly, co potřebujeme v neinerciálních sosutavách, abychom mohli používat Newtonův zákon - to jsou ty zdánlivé síly. Okolní pozorovatel v inerciální soustavě je nepotřebuje.

"skutečné" síly nám nějakou volbou souřadné soustavy nezmizí.

↑ MichalAld: Čili ty síly si vysvětluji setrvačností, která tedy z mého pohledu z inerciální vztažné soustavy působí i v neinerciální vztažné soustavě. Takže třeba při prudkém zabržďění auta bych mohl vyletět oknem, protože bych se chtěl kvůli setrvačnosti pohybovat dále rovnoměrně přímočaře rychlostí, kterou jsem měl z pohledu venku těsbě před nárazem. Z pohledu v autě bych chtěl vyletět díky setrvačné síly a z pohledu z inerciální vztažné soustavy díky setrvačnosti, která je tedy i v soustavách, kde není konstantní rychlost.

Rozumím tomu takto správně?

>>>která je tedy i v soustavách, kde není konstantní rychlost.<<<

Tohle je tedy nespíš nesmyslné tvrzení... žádné "soustavy, kde není konstantní rychlost" nejsou...něco je ve tvých úvahách špatně (a já tentokrát nevím přesně co)

Zkus to naformulovat tak, abys pojem "setrvačnost" nemusel použít ... protože není úplně jasné, co to vlastně znamená. Já ti jako rozumím, jak to intuitivně myslíš, ale zkus to zformulovat tak, abys nejasná slova nemusel používat.

Každopádně hmotnost (setrvačná hmotnost - to m, co je v Newtonově zákoně F=ma, ony totiž jsou i jiné hmotnosti) - tak ta je pořád stejná, v inerciální i neinericiální soustavě.

Nicméně v inerciální soustavě, kde nepůsobí žádné "explicitní" síly, platí, že ma = 0. V neinerciálních soustavách to neplatí - a rychlost tělesa tam obecně nezůstává konstantní. Jasně - my (pozorovatelé z inerciální soustavy) víme že to není proto, že by se těleso samo dalo do pohybu, ale že se dá do pohybu ta neinerciální soustava - a těleso zůstane tak jak bylo.

Ale to je jedno - z pohledu té neinerciální soustavy má prostě těleso chuť vykonávat nějaký pohyb.

Podle mě prostě pořád vidíš tu inerciální soustavu jako nějakou základní (Země) zatímco tu neinerciální jako nějakou vedlejší (auto jedoucí po Zemi). Ale tak to není. Soustavy jsou stejné ... a zkus o tom uvažovat jen z pohledu té neinerciální ... prostě nějaká raketa ve vesmíru, o které nic nevíš, jak se pohybuje a vůči čemu ... prostě jen sedíš uvnitř a můžeš pozorovat své kuličky. A ony dělají divné věci ... ty nevíš PROČ ... (fyzika obecně nikdy neví proč) ... jen se snažíš najít fyzikální zákony, kterými se ty kuličky řídí. Nevíš, že existuje nějaká "Země" kde je to všechno jednodušší...

Prvočíslo napsal(a):

↑ MichalAld:
A proč není jasné, co znamená?

No tak mi zkus vysvětlit, co to znamená (nejlépe samozřejmě matematickou formou).

Prvočíslo napsal(a):

Jinak bych tedy řekl, že z pohledu z  inerciální soustavy chce to těleso setrvat v rovnoměrném přímočarém pohybu, protože na něj nebudou z mého pohledu působit žádné síly, takže pro něj je [mathjax]a=0[/mathjax] (v tom autě). Takto by bylo lepší to formulovat?

Jednak ve fyzice tělesům nepřisuzujeme mentální aktivity (takže tělesa nemohou něco chtít), a jednak ... ta představa "z pohledu inerciální sosutavy ... v tom autě" je prostě špatná.

To že je těleso uvnitř auta s problémem vůbec neouvisí, klidně může být venku (třeba 10 km od auta). Nezapomeň, že soustavy jsou nekonečně velké. Je jedno, jestli je těleso "uvnitř auta" nebo někde jinde. Podstatné je, s čím spojíme souřadnou soustavu - tj. vzhledem k čemu určujeme polohu a pohyb zkoumaného tělesa.


A ona neexistuje nějaká "absolutní" souřadná soutava. Já vím, ono to svádí k tomu říct "ve skutečnosti na těleso žádné síly nepůsobí" ... jenže ono není žádné "ve skutečnosti". Auto je souřadná soustava a země zase jiná. Není žádné "ve skutečnosti"... na první pohled nevíme, která soustava je lepší...a co to vlastně znamená to "lepší"...

Ne. Pokud určuješ polohu tělesa vzhledem k zemi, tak je soustava spojená se zemí (země není souřadná soustava, je pouze souřadná soustava SPOJENÁ SE ZEMÍ). A na autu nezáleží (jestli někde je nebo není).

No a pokud určuješ polohu těles vzhledem k autu, tak je to souřadná soustava spojená s autem.

Žádná další možnost není.

Tvoje "určování polohy tělesa vzhledem k zemi, ale uvnitř auta" .. je prostě určování polohy vzhledem k zemi. A na autu nezáleží, nemá na nic vliv.

Pokud určujeme polohu tělesa vzhledem k autu, tak zase nezáleží na té zemi.

Otázka, jestli "uvnitř auta platí Newtonův zákon" nedává smysl - Newtonově zákonu je jedno, jestli je těleso uvnitř auta nebo není ... jemu záleží jen na tom, vzhledem k čemu měříme tu polohu. A k obojímu zároveň to dělat nejde. Buď má kulička polohu [x1, y1] vzhledem k centru Brna, nebo [x2, y2] vzhledem ke středu auta.

Pro souřadnice x1, y1 platí Newtonův zákon, pro souřadnice x2, y2 už neplatí.

Takže pokud se poloha x1, y1 nezměnila během první sekundy, tak se už nezmění nikdy (pokud na těleso nic nepůsobí). Naproti tomu o souřadnicích x2, y2 tohle říct nemůžeme a jejich hodnota se měnit bude (i když na těleso zase nic známého nepůsobí).

Prostě - s těmi silami v neinerciálních soustavách je to přesně NAOPAK, než si to přestavuješ...

No ano ... protože z pohledu auta (přesně tedy v souřadné soustavě spojené s prudce brzdícím autem) už člověk nemá chuť setrvávat v klidu, anýbrž má chuť zrychlovat.

V rámci souřadné soustavy spojené s autem nevíme, že se auto pohybuje, pro nás, co sedíme v autě se pohybuje vesmír kolem, my "stojíme na místě". Akorát na nás působí síly, jež se nás snaží vyhodit předním oknem ... a urychlit na stejnou rychlost, jakou má ten letící vesmír kolem...

To je možná problém tvé představy ... že soustavu spojenou s autem pořád vidíš jako že se pohybuje. Ale tak to není, žádná soustava se nepohybuje, vždycky se pohybuje všechno ostatní, a to, s čím jsme spojili souřadnou soustavu je (v rámci téhle soustavy) v klidu.

Takže pokud spojíme soustavu s autem - tak jsme tím vlastně řekli, že v klidu je to auto, a hýbe se vše ostatní...