Matematické Fórum

↑ Lukee314:

Žiadna odstredivá sila neexistuje, je to fiktívna sila. Ak roztočím teleso na špagáte, v inerciálnej vzťažnej sústave spojenej napr. so Zemou na teleso pôsobí DOSTREDIVÁ SILA, ktorá má pôvod v ťahovej sile vlákna. Po roztrhnutí vlákna (dostredivá sila prestane pôsobiť), bude teleso pokračovať v zmysle prvého Newtonovho pohybového zákona v smere okamžitej rýchlosti, v smere dotyčnice ku kružnicovej trajektórii v danom bode.

Odstredivá sila je fiktívna, zotrvačná sila, ktorú uvažujeme len v neinerciálnej vzťažnej sústave spojenej s točiacim sa telesom. Nemá reálny základ.

V inerciální souřadné soustavě žádná odstředivá síla neexistuje. Takže tam tvoje otázka nedává smysl.


Pokud ale na Zemi obíhající Slunce budeme koukat z vhodné neinerciální soustavy, tedy soustavy rotující kolem slunce stejnou rychlostí jako obíhá ta Země, tak tam samozřejmě odstředivá síla působí. A proti ní ta sluneční gravitace (tedy dostředivá síla), a tyhle dvě jsou v rovnováze.

Musíme si ale uvědomit, že v takovéto soustavě Země stojí na místě. A pokud ta sluneční gravitace zmizí, odstředivá síla zůstane - ta pochází z neinerciality naší vztažné soustavy. Jenže to není jediná síla, která se tam vyskytuje. Je tu ještě Coriolisova síla. A ta závisí na rychlosti té země. Takže po zmizení gravitace se začne země vzdalovat od středu naší soustavy vlivem té odstředivé síly, a vlivem Coriolisovy síly se začne stáčet, až nakonec obíhá po takové spirále.

Viz Coriolisova síla, jsou tam takové hezké animace, i když to chvíli dá je správně pochopit.


Standardní chyba, které se většina lidí dopouští je, že míchá tyhle dvě věci dohromady. Tj že předpokládá odstředivou sílu, ale přitom uvažuje inerciální soustavu. To je bohužel špatně.

A pak je otázka tady toho přístupu, že ty setrvačné síly (odstředivá, coriolisova atd) jsou jen "zdánlivé", a že "ve skutečnosti" neexistují. Protože ono žádné "ve skutečnosti" není, pouze v nějaké speciální vztažné soustavě nabývají fyzikální zákony obecně nejjednodušíšho tvaru. Navíc Newtonova fyzika nám neposkytuje žádný návod, jak tu inerciální soustavu najít. A v neinerciální soustavě jsou zdánlivé síly úplně stejně skutečné jako ty "nezdánlivé"

Problém rozlouskla teprve Obecná Teorie Relativity, když ukázala, že ony zdánlivé síly nejsou ničím jiným, nežli důsledkem křivočarých souřadnic, nebo rovnou zakřiveného časoprostoru. A tedy ... že se inerciální soustava dá objevit čistě geometrickými měřeními.  A taky třeba to, že gravitaci můžeme do všech důsledků považovat za stejně zdánlivou sílu, jako jsou ty setrvačné. Že je nelze nějakým lokálním měřením nijak odlišit.

A o gravitaci se určitě nikdo neodváží tvrdit, že "ve skutečnosti neexistuje", i když stačí, aby s nám chvíli padalo letadlo, a jako jeho pasažéři si budeme téměř jistí, že gravitace z našeho světa úplně zmizela.

Lukee314 napsal(a):

↑ MichalAld: Je ale pravda, že teleso napr. na špagáte bude pokračovať v smere dotyčnice ku kružnicovej trajektórii v danom bode ?

No, ano, v inerciální soustavě, když na těleso přestane působit síla, tak se od té chvíle bude pohybovat po přímce přesně s tou rychlostí (co do velikosti i směru) jakou mělo když ta síla (síly) přestaly působit.


No a v neinerciální soutavě nakonec taky. Akorát že tam na něj působí i ty síly, které tam "nechceme" (nevím, jestli mají nějaký obecný název, jde o setrvačnou, odstředivou, Eulerovu a Coriolisovu sílu).

Takže při pohledu na planetu z vhodné rotující soustavy na ni v součtu nepůsobí žádná síla, protože stojí na místě. Ale to je důsledkem toho, že se všechny síly navzájem vyrušily - tedy gravitační s tou odstředivou.

↑ MichalAld:

>> v inerciální soustavě žádná odstředivá síla neexistuje

OK.  Skromný dotaz: Točím kuličkou na provázku. Stále rychleji. Jedné krásné rychlosti se provázek přetrhl. Co ho přetrhlo?

Nejlepší by bylo přestat používat i ten pojem "dostředivá síla". Protože to se taky týká jen jedné speciální situace - pohybu po kružnici. Obecný pojem je normálová síla (působící kolmo na směr pohybu) případně vazbová síla (zajišťující pohyb po dané trajektorii).

Jasně, ke každé křivce můžeme v každém bodě zkonstruovat oskulační kružnici a říct, že dostředivá síla míří na střed té oskulační kružnice, to ale postrádá dost půvabu, když se jak ta poloha toho středu, tak i velikost rádiusu během pohybu mění.

Pohyb po kružinci je takový speciální případ. I ty planety nakonec se pohybují po elipse a né po kružnici, a krom normálové síly tam působí i tečná síla, která je urychluje nebo brzdí (takže mění rychlost během svého oběhu).

Já bych to všechno zrušil, a nechal bych jen odstředivou sílu v rotujícících soustavách, kam správně patří.

↑ MichalAld: a aká je to ta tečná síla, ktorá pôsobí na planéty ?

Od-ohnisková?

Podél-provázková?

Napínací?

Těžko-pochopitelná?

No a jaká to bude síla, když ten provázek nebude druhým koncem přivázaný k pevnému bodu, ale k něčemu, co se taky nějak pohybuje ?


Nebo třeba ta planeta obíhající slunce? Planety neobíhají po kružnicích, nýbrž po eliptických drahách. A ta normálová síla nemíří ani na střed té elipsy, ani do jejího ohniska. Takže jak by se měla nazývat v takovémto případě ?


Navíc tomu provázku je tak nějak jedno, odkud se ta síla bere. On to nepozná.

Ale hlavně ... ve většině lidí to vyvolává myšlenku, že ta odstředivá síla působí na to těleso. A to je úplně špatně. Síla působící na provázek zpravidla nikoho nezajímá. Navíc když jde o gravitační pole, tak tam ani žádný takový provázek není - a síla působí přímo na tu druhou planetu (třeba slunce).

V teorii pole neexistuje nic jako "síla působící na pole". Takže u provázku by tam odstředivá síla byla a u gravitačního pole už né ?

Ale já nikomu nebráním nazývat si věci dle libosti. Jen si myslím, že z toho není žádný užitek a vytváří to jen zmatky.


Když budu třeba provázkem něco táhnout, tak bych zase měl říkat, že provázek působí na těleso třeba "urychlující silou" ... a těleso na provázek čím? Od-urychlující silou? Brzdící silou? Proti-směrnou silou? Setrvačnou silou?