نیروی اصطکاک در فضا و چرخش اجرام

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 738

سپاس: 434

جنسیت:

تماس:

نیروی اصطکاک در فضا و چرخش اجرام

پست توسط rohamjpl »

اصطکاک چگونه بر حرکت یک جسم تأثیر می گذارد؟
اصطکاک نیرویی است که هنگامی رخ می دهد که دو سطح از کنار یکدیگر عبور کنند. نیروی اصطکاک با حرکت یک جسم مخالف است و باعث می شود اجسام متحرک انرژی خود را از دست داده و کند شوند.
آیا اصطکاک در اعماق فضا وجود دارد؟ بله ، وقتی دو سطح در فضای خارج با یکدیگر مالیده شوند ، اصطکاک ایجاد می شود. ... نیرویی مانند مقاومت هوا از گاز بسیار پراکنده موجود در فضا نیز وجود دارد ، اما بسیار کوچک خواهد بود ، زیرا فضا خلا is بسیار خوبی است
اصطکاک ، ناشی از چیزهایی که در تماس فیزیکی با یکدیگر هستند ، تا حد زیادی در فضا وجود ندارد. فضا تقریباً کاملاً خالی است ، بنابراین هیچ راهی وجود ندارد که کشتی فضایی در برابر آن مالش دهد. 2. مقاومت در برابر هوا: مقاومت هوا مانند اصطکاک است.
در حالی که فضای بیرونی حاوی گاز ، گرد و غبار ، نور ، زمینه ها و ذرات میکروسکوپی است ، غلظت آنها بسیار کم است و تأثیر زیادی روی سفینه های فضایی دارد. در نتیجه ، اصطکاک در فضا برای کاهش سرعت اجسام در حال حرکت صفر است
آیا فضا یک محیط اصطکاک بالا است؟
اصطکاک زیاد در محیط فضا یک چالش برای فضاپیما است. در خلا ، اثرات چسبندگی شدید است که به دلیل تمیز بودن سطح تماس ، باعث ایجاد اصطکاک زیاد می شود. علاوه بر این ، محیط ریز جاذبه منجر به تأثیر بین اجسام تماس می شود ، که بر خاصیت اصطکاک بیشتر تأثیر می گذارد.
آیا اصطکاک در خلا وجود دارد؟
به نظر می رسید نتایج خلاف قوانین فیزیک باشد: خلا ، طبق تعریف ، کاملاً فضای خالی است و اصطکاک بر روی اجسام درون آن اعمال نمی کند. ... همانطور که یک اتم در حال پوسیدگی در خلأ حرکت می کند ، در واقع نوعی نیرویی شبیه اصطکاک را تجربه می کند
آیا اصطکاک در مریخ وجود دارد؟
بله ، اصطکاک در مریخ وجود دارد و عملکرد آن به همان روشی است که روی زمین کار می کند ، اما مقادیر به احتمال زیاد متفاوت خواهد بود. ... مریخ قطعاً دارای یک سطح است و همچنین دارای جو است ، هر چند نازک ، بنابراین قطعاً اصطکاک هم از سطح و هم از هوا وجود دارد.
مثال نیروی اصطکاک حاصل از جو زمین با ماهواره هایی که در مدار پایین زمین قرار دارند چه می کند؟
اصطکاک (درگ) با مولکول های گاز در بالاترین حد جو باعث از دست رفتن سرعت مداری در ماهواره می شود. سپس گرانش آن را به مدار پایین می کشد و این بدان معناست که برای حفظ حرکت زاویه ای باید سرعت بیشتری بچرخد در حالی که اصطکاک باعث گرم شدن آن می شود.
آیا اصطکاک روی خورشید وجود دارد؟
برای حرکت دورانی ، این قانون را قانون حفاظت از حرکت زاویه ای می نامند. این قانون به همین دلیل است که خورشید مدام می چرخد. از آنجا که در فضا اصطکاک صفر وجود دارد و چون هیچ چیز خورشید را نمی گیرد ، مانعی برای خورشید وجود ندارد.
آیا سیارات اصطکاک دارند؟
سیارات در فضا حرکت می کنند. اما هیچ چیز (یا کافی) از این موارد در فضا وجود ندارد که بتواند بر نحوه حرکت آنها تأثیر بگذارد. هیچ چیزی وجود ندارد که آنها را به آن بمالند یا به آن بچسبند ، هیچ هوایی برای مقاومت در برابر حرکت آنها ، ابرهای سریع جریان یا هوای نزدیک وجود ندارد که آنها را سریعتر یا کندتر بکشاند.
آیا اصطکاک خورشید باعث حفظ تمام سیارات در مدار اطراف آن می شود؟
سیارات همگی از این ابر چرخشی به شکل چرخش تشکیل شده اند و پس از تشکیل این مسیر چرخشی به دور خورشید ادامه یافته اند. جاذبه خورشید سیارات را در مدار خود نگه می دارد. آنها در مدار خود می مانند زیرا نیروی دیگری در منظومه شمسی وجود ندارد که بتواند آنها را متوقف کند.
آیا اصطکاک بر حرکت اجسام در منظومه شمسی حاکم است؟
سیارات به دلیل حرکت در خورشید کشیده نمی شوند. سیاره ها به دلیل گرانش مانند توپ ها شکل گرفته اند. جاذبه مطمئن شوید که پا به زمین بچسبد. اصطکاک حرکت اجسام سنگین را روی سطح صاف دشوار می کند.
آیا اصطکاک روی ماه وجود دارد؟
بله ، اصطکاک روی ماه وجود دارد. در واقع در هر کجای جهان که ذرات وجود داشته باشد اصطکاک وجود دارد.
فیزیکدانان در خلا Per کامل یک نیروی اصطکاک مانند را کشف کرده اند. یکی از اساسی ترین اصول فیزیک مدرن این است که در یک خلا کامل - مکانی کاملاً خالی از ماده - احتمالاً هیچ اصطکاک وجود ندارد ، زیرا فضای خالی نمی تواند به اجسامی که از طریق آن عبور می کنند نیرویی وارد کند.
حداقل نیروی لازم برای غلبه بر اینرسی چیست؟
در مریخ ، وزن ها متفاوت است اما مقدار نیروی لازم برای غلبه بر اینرسی یکسان است.
این عبارت باعث شد که فکر کنم حداقل نیروی لازم برای غلبه بر اینرسی بدن در حالت استراحت چیست که به دلیل اینرسی فقط در حالت استراحت باقی بماند؟
آیا حتی وجود دارد؟ چون در معادله F = ma ، هر مقداری از F را قرار می دهیم و مقدار دلخواه a را می گیریم اما من هرگز چیزی در مورد نیروی غیر صفر بدون شتاب خالص نشنیده ام.
هیچ نیروی حداقلی برای غلبه بر اینرسی وجود ندارد.
همانطور که گفتید ، زیرا F = ma هر نیروی کل$|F|>0$ باعث شتاب |. خواهد شد $|a|>0$ ، حتی کمترین نیرو نیز جسم را تسریع می کند. با توجه به نیروی F ، شتاب چقدر بزرگ است که به جرم اینرسی m بستگی دارد. بنابراین
در مریخ ، چون m یک ثابت است ، همان نیرو منجر به شتاب یکسانی می شود - این همان چیزی است که فاینمن می گوید: علی رغم اینکه جاذبه جاذبه مریخ متفاوت است - یعنی علی رغم اینکه جسم دارای وزن دیگری است ، جرم اینرسی مشابهی دارد.
با این حال مواردی وجود دارد که برای حرکت یک جسم به حداقل نیرو نیاز دارید و این زمانی است که اصطکاک ایستا وجود دارد. در حضور اصطکاک با ضریب اصطکاک μS ، معمولاً به حداقل نیروی اضافی نیاز دارید
FS = μsmg
جسم خود را حرکت دهید دلیل این امر این است که اصطکاک در صورت F <FS جرم شما را "خنثی می کند" بنابراین برای غلبه بر اصطکاک و فشار دادن جسم خود باید بیش از آن باشید. معادله F = ma هنوز معتبر است ، اما اکنون F شامل یک اصطلاح منفی به دلیل اصطکاک است که شما باید بر آن غلبه کنید ، به طوری که $F=F_{yours}-F_{friction}$ و حداکثر مقدار اصطکاک$F_{friction}$ می تواند μSmg باشد.
از آنجا که (این نوع) اصطکاک به وزن میلی گرم جسم شما بستگی دارد ، ممکن است در مریخ این نیرو FS متفاوت باشد زیرا شتاب گرانش g در مریخ متفاوت است.
حال میگین آیا یک هلی کوپتر می تواند در مریخ پرواز کند؟
هواپیماهای بدون سرنشین هلی کوپتر در زمین بسیار جالب و سرگرم کننده هستند ، اما اگر ... ما یکی را به مریخ ببریم چه؟ به نظر می رسد این سوال خوبی برای من است. اما من در مورد پیشنهاد ارسال هواپیمای بدون سرنشین هلی کوپتر (MHS) با مریخ 2020 به مریخ خواندم.جو مریخ کسری از درصد جو زمین است (به طور متوسط 0.6٪ . محاسبات تقریبی من می گوید که چنین پهپادی باید 200 برابر قدرتمندتر از همانند زمینی باشه
با استفاده از فرمول های زیر می توانید قدرت شناور مورد نیاز از اثر زمین را محاسبه کنید:
با توجه به m ، جرم هلی کوپتر ، نیروی بالابر مورد نیاز$L = g_{mars}*m$ است
قدرت شافت مورد نیاز:
$Power (Watts) = (L^{3/2} / R * \sqrt{( 2 / (\pi * density) )})/FM$
جایی که R قطر روتور است و FM "شکل شایستگی" است. برای یک هلی کوپتر کوچک ، FM کمتر از 0.66 است ، مثلا 0.55.
تراکم در ارتفاع کم در مریخ 0.0152 کیلوگرم در متر مکعب است
$g_{mars}$ شتاب گرانشی 3.8 متر بر ثانیه ^ 2 است.
جرم = 2 کیلوگرم
لیفت = 7.6 نیوتن
FM = 0.55
قطر روتور = 1 متر
تراکم = 0.0152 کیلوگرم در مترمکعب
pi = 3.1416
نتیجه 264 وات است.
محوری بودن روتورهای چرخاننده شمارنده به طور قابل توجهی قدرت شناور را کاهش نمی دهد. قطر موثر تقریباً یکسان است. توجه داشته باشید که ، وقتی جرم به 1 کیلوگرم کاهش می یابد ، قدرت مورد نیاز فقط 87 وات خواهد بود!
به طور خلاصه: توان مورد نیاز متناسب با (بلند کردن به توان 3/2) ، نسبت عکس با قطر روتور و متناسب عکس با ریشه مربع چگالی است.
هنگام پرواز به جلو به جای شناور کردن ، نیروی مورد نیاز برای بدنه ساده و منظمی به میزان قابل توجهی پایین می آید.
اگر GPS مریخی وجود نداشته باشد چگونه می توان هلی کوپتر مریخ را مستقل کرد؟
JPL Mars Helicopter Scout از ناوبری اینرسی استفاده خواهد کرد:تصویر
میدان مغناطیسی متناقض مارس مانع استفاده از قطب نما برای پیمایش می شود ، بنابراین از دوربین ردیاب خورشیدی یکپارچه شده در سیستم ناوبری اینرسیایی بصری JPL استفاده می کند. برخی از ورودی های اضافی ممکن است شامل ژیروسکوپ ، کیلومترشمار بینایی ، سنسورهای شیب ، ارتفاع سنج و آشکارسازهای خطر باشد.
به غیر از GPS روشهای دیگری برای پیمایش وجود دارد.
پیمایش اینرسی با استفاده از شتاب سنج ها تشخیص می دهد که در چه جهتی حرکت می کنید و از سنسورهای سرعت یا فاصله برای تشخیص میزان پیشرفت شما استفاده می کنند. به عنوان مثال استفاده می شود توسط زیردریایی ها برای حرکت هنگامی که در زیر آب هستند و از GPS دسترسی ندارند. همچنین توسط مریخ نوردان کنونی مریخ استفاده می شود.
می توانید از جهت یابی رادیویی استفاده کنید. با داشتن 2 فرستنده در مکان های شناخته شده ، می توانید موقعیت خود را مثلث کنید. با 1 پیمایش فرستنده محدودتر است اما هنوز هم می توانید به محل فرستنده بازگردید. در WW2 توسط هواپیما استفاده می شود.
علاوه بر دانستن موقعیت خود ، باید در مورد زمین اطراف خود نیز بدانید. شما باید بدانید که کدام نقاط قابل عبور است ، و کدامیک برای عبور و مرور خودرو بسیار شیب دار / سنگلاخ / نرم است. برای یک هواپیما باید بدانید کوه ها در کجا قرار دارند و فرود آن در کجا امن است.
می توانید از نقشه ساخته شده توسط شخص دیگری به عنوان مرجع خود استفاده کنید (این کاری است که satnav در اتومبیل شما انجام می دهد) ، یا می توانید نقشه خود را در ادامه کار بسازید.
مریخ نوردان کنونی مریخ استقلال خود را نشان داده اند: آنها از زمین پیش رو عکس می گیرند و می توانند مسیری ایمن را انتخاب کنند. GPS برای این کار لازم نیست.
جاذبه صفر یعنی اصطکاک صفر؟
نیروی اصطکاک وارد بر جسمی که روی صفحه افقی قرار می گیرد F = μR است که R واکنش طبیعی است و در این حالت برابر با وزن بدن است. و μ ضریب اصطکاک است. اما ، اگر گرانش صفر باشد ، آیا نیروی اصطکاک صفر است (با توجه به سایر اصطکاک های ناشی از جو و غیره)؟ اگر اصطکاک صفر باشد ، پس چگونه فضانوردان در یک سفینه فضایی که گرانش صفر را تجربه می کنند ، حرکت می کنند؟برای فضانوردان در یک کشتی فضایی ، آنها می توانند به دیواره فشار وارد کنند تا نیروی طبیعی لازم برای اصطکاک (یا کشش) را ایجاد کنند تا به آنها اجازه دهد خود را موازی با دیوار حرکت دهند. آنها لزوماً همزمان خود را از دیوار دور می کنند ، بنابراین برای انتقال از یک مکان به مکان دیگر باید از چندین دیوار استفاده کنند.پیاده روی یا غلتیدن به طور معمول بدون فشار آوردن نیروی جاذبه به هر دو بدن در تماس با یک نیروی عادی امکان پذیر نیست.
با این وجود نیازی نیست که نیروی عادی فقط نیروی جاذبه باشد ، ممکن است ناشی از فشار یا نیروی دیگری باشد (رانشگرها ، مغناطیس و غیره).
مایعاتی که از طریق یک لوله در فضا عبور می کند همان اصطکاک زمین را در برابر دیواره های لوله ایجاد می کند ، طبیعی ناشی از فشار مایع است.
حرکت توسط فضانوردان با فشار دادن روی یک سطح (بردار طبیعی) یا ایجاد اصطکاک برای یک نیروی مماس ممکن است به عنوان مثال:
در سالن های کوچک با فشار دادن به دیوارهای مخالف ، ایجاد نیروی عادی از نیروی طبیعی فشار به هر دو دیوار.
با گرفتن یک نرده ، انگشتان دست بسته باعث ایجاد نیروی عادی روی نرده می شود و باعث می شود اصطکاک فضانورد به جلو برود.
اگر اصطکاک وجود دارد و همه چیز روی زمین متوقف می شود ، چرا زمین به دلیل اصطکاک متوقف نمی شود؟برای ایجاد اصطکاک باید محیطی وجود داشته باشد که بتواند نیروهای اصطکاک را اعمال کند. به عنوان مثال اگر یک قطره باران از طریق هوا سقوط کند ، اصطکاک در برابر هوا وجود دارد و پس از چند متر به سرعت نهایی می رسد. اگر ماشین در خیابان بغلتد ، اصطکاک در بلبرینگ ها و اصطکاک غلتکی بین جاده و لاستیک ها وجود دارد که سرعت آن را کند می کند.
در فضا ، تقریباً چنین رسانه ای وجود ندارد. گاز موجود در منظومه شمسی ، به اصطلاح محیط بین سیاره ای بسیار باورنکردنی است ، به طوری که اثرات اصطکاک حتی در مقیاس میلیون ها سال نیز ناچیز است.
چرا اگر نیرویی به نام نیروی اصطکاک وجود دارد ، سیارات به دور خورشید می چرخند؟ چرا سیارات تحت تأثیر نیروی اصطکاک قرار نمی گیرند؟
اصطکاک وقتی ایجاد می شود که دو چیز به هم بخورند. اگر میکروسکوپ داشته باشید ، می بینید که ذرات موجود در آنها هنگام مالیدن به هم می چسبند ، و سپس بارها و بارها از هم جدا می شوند ، سریعتر از آنچه می توانید دنبال کنید. این فرایند به این معنی است که هر یک از آنها احساس می کند دیگری "به سمت خود" کشیده شده است.
(اگر فکر کردن در مورد آن سخت است ، تصور کنید اگر سعی کرده اید روی سطحی که با آدامس پوشیده شده است سریع بدوید. مربیان شما هر بار که آنها را در مسیر قرار می دهید یا حرکت می دهید مدام کمی چسبیده و احساس می کنید که جلوی خود را گرفته اید) اصطکاک در مقیاس کوچکی کمی شبیه آن است - ذرات می چسبند و آزاد می شوند ، اما هر بار آنها را کمی کند می کند.)
به عنوان مثال ، وقتی راننده پدال ترمز را در اتومبیل فشار می دهد ، لنت ترمز روی دیسک ترمز فشار می آورد. سطح پد به دیسک می چسبد ، سپس بارها و بارها سریعتر از آنکه بتوانید شمارش کنید ، "شکسته" می شود و این باعث کندی دیسک می شود - و چرخ دیسک که به آن متصل است. چرخ اکنون می یابد که "سعی می کند" کندتر از زمان چرخش روی سطح جاده بچرخد ، بنابراین لاستیک بارها و بارها به جاده "می چسبد" و وقتی چرخ ها به ماشین می چسبند ، چرخ ها کندتر حرکت می کنند جاده به معنای کاهش سرعت کل ماشین است. بنابراین ترمزگیری خودرو حداقل در دو مکان از اصطکاک استفاده می کند. (لنت و جاده نمی توانند حرکت کنند ، بنابراین فقط دیسک و چرخ می توانند کند شوند)
اگر اصطکاک زیاد یا هر اصطکاک وجود نداشته باشد ، چسبندگی و رفع لغزش اتفاق نمی افتد ، و پس از آن اصطکاک و اثر "کند کردن" (یا یک اثر بسیار کوچکتر) وجود ندارد. اگر در جاده یخ باشد ، یا روی لنت ها و دیسک های اتومبیل خود روغن بیندازید ، آنها وقتی شما می خواهید ترمز نمی کنند و به همین دلیل است.
کاهش سرعت همه به دلیل اصطکاک نیست. برخی به دلیل اثرات دیگر است. به عنوان مثال ، اگر سعی کرده اید در برابر یک باد شدید راه بروید ، باد می تواند سرعت شما را کم کند یا سرعت شما را افزایش دهد ، و این به دلیل باد ، یا مقاومت در برابر باد است. همچنین اگر دست خود را در رودخانه ای با جریان سریع یا کنار یک جریان سریع هوا قرار دهید ، می توانید حرکت آب یا هوا را در تلاش برای کشیدن دست خود با آن احساس کنید.
سیارات در فضا حرکت می کنند. اما هیچ چیز (یا کافی) از این موارد در فضا وجود ندارد که بتواند بر نحوه حرکت آنها تأثیر بگذارد. هیچ چیزی وجود ندارد که آنها را به آن بمالند یا به آن بچسبند ، هیچ هوایی برای مقاومت در برابر حرکت آنها ، ابرهای سریع جریان یا هوای نزدیک وجود ندارد که آنها را سریعتر یا کندتر بکشاند. بنابراین تنها حرکتی که دارند حرکت دور خورشید است. چیزی برای تغییر دادن آن وجود ندارد. smile260 smile261 smile072 I hope I help you understand the question. Roham Hesami
تصویر

ارسال پست