گریز از مرکز در سقوط آزاد و بی وزنی چگونه است؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
Study

محل اقامت: شیراز

عضویت : شنبه ۱۳۸۷/۳/۱۸ - ۱۸:۰۳


پست: 18

سپاس: 1

گریز از مرکز در سقوط آزاد و بی وزنی چگونه است؟

پست توسط Study »

عرض سلام و احترام
من در حال بررسی و آزمایش رفتار جسمی در پرتاب عمود بر زمین هستم ( با زاویه حدود 80 تا 90 درجه ) و بیشتر رفتارش در زمان سقوط آزاد برام مهم هست.
با بررسی شتاب وارد بر جسم در حالتی که جسم هیچ چرخشی حول هیچ محوری نداره طبق چیزی که انتظار داشتم در زمان سقوط مقدار شتاب هر سه محور صفر میشه چون از طرف جاذبه زمین هیچ شتاب استاتیکی روی هیچ محوری نمیمونه.
حالا اگر این جسم با سرعت خیلی کمی چرخشی داشته باشه به گونه ای که ایجاد گریز از مرکز نکنه ( یا خیلی کم باشه ) اون محور از شتاب که با چرخش مرتب به سمت زمین و بعد به سمت هوا اشاره میکنه در زمان بالا رفتن مقدار شتابی سینوسی بین یک جی تا منفی یک جی میده و در زمان سقوط آزاد باز چون نیروی جاذبه خنثی میشه و دچار بی وزنی میشه بازم هر سه محور صفر جی میشن و دیگه اون شتاب سینوسی وجود نداره.
اما مسئله اصلی من اینجاست و برام مهم هست، زمانی که جسم با سرعت زیادی بالای 150 دور در دقیقه میچرخه یک شتاب ناشی از گریز از مرکز به وجود میاد رو سیستم من. دستگاه من قابلیت اندازه گیری اون شتاب رو نداره ولی قبل از اینکه دستگاه رو بخوام طوری تغییر بدم که بتونه این شتاب رو اندازه بگیره برام مهم هست که بدونم آیا مقدار شتاب ناشی از گریز از مرکز در زمان بالا رفتن جسم و در زمان سقوط آزاد فرق میکنه یا یکی هست ( با فرض تغییر نکردن سرعت چرخش ) و اینکه میتونم وضعیت سقوط آزاد که همه محورهای صفر جی و در بی وزنی هستند رو به وضعیت خارج از جو که جاذبه وجود نداره تشبیه کنم و از نتایج اون استفاده کنم؟ الان مهمترین جوابی که میخوام همیناست، برام مهمه که بدونم وقتی یک جسم با سرعت کم داره میچرخه و به خاطر جاذبه زمین مقدار شتاب وارد بر محور عمود بر سطح زمینش بین منفی یک جی تا یک جی تغییر میکنه اگه با سرعت بالا بچرخه و گریز از مرکز روش بیوفته آیا تو سقوط آزاد هم مقدار گریز از مرکز تغییری میکنه یا نه؟ اگر حتی تغییر کنه اما کم هم باشه بهم بگید لطفا، کلا میخوام بدونم تفاوتی بین گریز از مرکز در حالت وجود جاذبه و حالت نبود جاذبه وجود داره یا خیر؟
با تشکر

نمایه کاربر
Matte

نام: متین

عضویت : جمعه ۱۳۹۳/۳/۲۳ - ۲۱:۲۶


پست: 38

سپاس: 15

جنسیت:

Re: گریز از مرکز در سقوط آزاد و بی وزنی چگونه است؟

پست توسط Matte »

سلام.
Study نوشته شده: با بررسی شتاب وارد بر جسم در حالتی که جسم هیچ چرخشی حول هیچ محوری نداره طبق چیزی که انتظار داشتم در زمان سقوط مقدار شتاب هر سه محور صفر میشه چون از طرف جاذبه زمین هیچ شتاب استاتیکی روی هیچ محوری نمیمونه.

خب این در صورتی درسته که چهار جوب مرجعی که از اون جسم رو نظاره میکنید، لخت نباشه. یعنی همراه با جسم با شتاب g به پایین سقوط کنه.
Study نوشته شده: حالا اگر این جسم با سرعت خیلی کمی چرخشی داشته باشه به گونه ای که ایجاد گریز از مرکز نکنه ( یا خیلی کم باشه ) اون محور از شتاب که با چرخش مرتب به سمت زمین و بعد به سمت هوا اشاره میکنه در زمان بالا رفتن مقدار شتابی سینوسی بین یک جی تا منفی یک جی میده

و این حالتیست که چهارچوب شما جسم سقوط کننده باشد و این شتابی که گفتید شتاب سطح زمین نسبت به جسم است. (و همین طور سایر اجسام ساکن) شتاب جسسم نسبت به چهارچوب زمین بدون گریز از مرکز و هیچ نیروی دیگری همواره g به سمت پایین است و تغییری نمیکند.
Study نوشته شده: و در زمان سقوط آزاد باز چون نیروی جاذبه خنثی میشه و دچار بی وزنی میشه بازم هر سه محور صفر جی میشن و دیگه اون شتاب سینوسی وجود نداره.

اینجا باز همون حالت اوله.
Study نوشته شده: آیا مقدار شتاب ناشی از گریز از مرکز در زمان بالا رفتن جسم و در زمان سقوط آزاد فرق میکنه یا یکی هست

خود شتاب گریز از مرکز که در صورتی که شعاع دایره چرخش آن تغییری نکند، ثابت است. ولی در اینجا شتاب g هم هست. همان طور که میدانید بردار شتاب گریز از مرکز عمود بر مسیر چرخش و به سمت بیرون است. پس زمانی که این شتاب با جی هم جهته، یعنی جسم در پایین مسیر دایره ای هست، شتاب انتقالی جسم به پایین در راستای محور z مساوی جی به علاوه شتاب گریز از مرکز هست. و و در صورتی که جهت شتاب گریز از مرکز مخالف جی باشد شتاب انتقالی جسم مساوی جی منهای شتاب گریز از مرکز هست. و همین طور شتاب گروش جسم به دور مرکز متفاوت میباشد. وقتی جسم به سمت بالای مسیر دایره ای میرود، شتاب پرخشی جسم (منظورم اون شتابیست که در صورتی که جسم با یک طناب به مرکز چرخش متصل باشد، با ضرب کردن آن در جرم جسم کشش طناب به دست میاید.) برابر شتاب گریز از مرکز منهای جی هست و بالعکس . در صورتی که شتاب گریز از مرکز کمتر از جی باشد شتاب پرخشی جسم وقتی جسم به سمت بالای مسیر دایره ای میرود منفیست. و بالعکس. در واقع مرکز چرخش همواره با شتاب ثابت جی در حال سقوط است و این تنها شتاب جسم است که تغییر میکند (چون جسم نسبت به مرکز دارای شتاب است)
Study نوشته شده:( با فرض تغییر نکردن سرعت چرخش )

سرعت چرخش چه بخواهید و جه نخواهید طبق چیزی که گفتم متغیر است. یعنی در بالای مسیر دایره ای، جسم کم ترین سرعت خود را دارد و در پایین، بیش ترین.
Study نوشته شده:میتونم وضعیت سقوط آزاد که همه محورهای صفر جی و در بی وزنی هستند رو به وضعیت خارج از جو که جاذبه وجود نداره تشبیه کنم و از نتایج اون استفاده کنم؟

فکر نکنم. چون در شرایط بی وزنی شتاب جی که بسیلر هم تاثیر گذار است، وجود ندارد.
Study نوشته شده: اگه با سرعت بالا بچرخه و گریز از مرکز روش بیوفته آیا تو سقوط آزاد هم مقدار گریز از مرکز تغییری میکنه یا نه؟

چه جسم در حال سقوط باشد، چه به سمت بالا پرتاب شده باشد و چه مرکز آن ثابت باشد، شتاب موثر گریز از مرکز ثابت است. ولی شتاب چرخش جسم طبق چیزی که گفتم تغییر میکند.
ببخشید که کمی طولانی شد و پر از اشتباهات دستوری. امیدوارم به دردتان بخورد

نمایه کاربر
Study

محل اقامت: شیراز

عضویت : شنبه ۱۳۸۷/۳/۱۸ - ۱۸:۰۳


پست: 18

سپاس: 1

Re: گریز از مرکز در سقوط آزاد و بی وزنی چگونه است؟

پست توسط Study »

ضمن تشکر از پاسخ کامل شما و وقتی که گذاشتید
برای اطمینان بیشتر یکبار دقیق تر توضیح میدم، فرض کنید یک ماشین به همون شکل که روی زمین قرار میگیره وجود داره و از زمین جذا میشه، حالا اون قسمت کف لاستیکش که عاج هست یک جسم قرار گرفته،
مثلا لای عاج ها گیر کرده، سرعت چرخش چرخ کاملا ثابت هست مثلا 300 دور در دقیقه کلا نه کم میشه نه زیاد، تو این حالت اون جسم که بین عاج ها گیر کرده دارای گریز از مرکز هست و بهش شتاب استاتیک و ثابت وارد میشه، حالا این ماشین کلا 200 متر با همین وضعیت پرتاب میشه به هوا و میاد پایین، میخوام بدونم تو مدت بالا رفتن و پایین اومدن مقدار شتاب روی اون جسم که بین عاج ها بوده هم محور با شتاب گریز از مرکز خودش تو زمان صعود و سقوط فرق میکنه یا نه، به قول شما مرکز چرخش هم داره با خودش بالا و پایین میشه و در زمان سقوط اون نیروی جاذبه زمین که سینوسی بین یک و منفی یک تغییر میکنه ازش کم میشه، درسته؟

نمایه کاربر
You-See

نام: U30

محل اقامت: تهران

عضویت : یک‌شنبه ۱۳۹۳/۵/۱۹ - ۱۹:۰۵


پست: 1077

سپاس: 788

جنسیت:

تماس:

Re: گریز از مرکز در سقوط آزاد و بی وزنی چگونه است؟

پست توسط You-See »

سلام.
نیروی جاذبه فرق نمی کنه، احساس وزن فرق می کنه.
در حالتی که سقوط آزاد باشد هیچ فرقی با بی وزنی نداریم (اگر از اثرات هوا صرف نظر کنید و ارتفاع و مدت سقوط طوری نباشه که شتاب جاذبه متفاوت باشه)
اون جسم لای آج لاستیک براش فرق نمی کنه که ماشین ثابت نگه داشته شده یا داره سقوط آزاد می کنه.
مگر در لحظه پرتاب ماشین به بالا که شما داری به ماشین شتابی مخالف زمین می دی.
تنها فرقی که اینجا هست، در حالتی که ماشین ثابت نگه داشته شده، اینه که جسم نیرویی حس می کنه که داره از طریق چسبندگی به لاستیک خنثی می شه تا نیفته پایین، اما در سقوط آزاد در لحظاتی که در پایین ترین نقطه هست، اون چسبندگی رو حس نمی کنه، چون در چارچوب خودش اصلا بالا و پایین مفهومی نداره. به نظر من، صرف نظر از لحظه پرتاب، مقدار چسبندگی (همون گریز از مرکز) باید قدری بیشتر باشه تا نسبت به سقوط آزاد.
اما در لحظه پرتاب، این مقدار باید بیشتر هم بشه تا جسم کنده نشه.
دوستای گلم حمایت کنید : https://cafebazaar.ir/app/com.nikanmehr.marmarxword/

ارسال پست