آیا همه نیروها حس می شوند؟

[thetime]

در تمام کتاب ها و مقالاتی که در مورد نسبیت، حرکت، دینامیک و سینماتیک تا بحال خوانده ام در ضمن توضیح قانون اینرسی این طور بیان میشد که نیروهای وارد بر جسم باعث تغییر سرعت یا وضعیت جسم می شوند که خود جسم می تواند این نیروها را حس کند.
به همین دلیل چارچوب مرجع لخت چارچوبی است که سرعتش ثابت باشد و تغییر نکند و نیرویی به آن وارد نشود یا تحت تاثیر نیرویی قرار نگیرد. بر این اساس می توان اشیایی که چارچوب مرجع لخت هستند شناخت.
خود را در یک ماشین در حال حرکت تصور کنید این ماشین با افزایش سرعت باعث وارد آمدن نیرویی به شما می شود که می توانید آن را حس کنید به طوری که به عقب فشرده می شوید.
اما این بار خود را در ارتفاع 100 کیلومتری یک سیاره بدون اتموسفر که استکاکی در کار نباشد تصور کنید با چشمان بسته خود را رها کنید این بار چه احساسی می کنید؟ هنگامی که خود را رها می کنید هیچ وارد شدن نیرویی را تا قبل از برخورد با سیاره احساس نمی کنید، برایتان اینطور به نظر می آید که هنوز در حالت ساکن خود قرار دارید و در حال افتادن با شتاب نیستید.
دلیل این چیست؟ اصلا حس کردن نیرو، چه توسط انسان و چه حسگر به چه معناست؟ و از چه اصول و مکانیکی تبعیت می کند؟

[Archimedes]

خب اینجا به نظر بنده اگر سقوط ما بر روی سیاره زمین باشه بدلیل وجود هوا( مجموعه گازهای اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن و...) و برخورد مولکولهای هوا با سطح پوست و همین طور اصطکاک ایجاد شده باعث تحریگ گیرنده های دما و مکانیکی ( لمسی) سطح پوست و ارسال پیام به مغز و در نتیجه احساس افتادن می کنیم.
اما در اتومبیل با سرعت شتابدار اختلاف سرعت لحظه ای بین انسان ( داخل اتومبیل) و همین طور مرجع متحرک شتابدار( اتومبیل) باعث برخورد انسان با بدنه خودرو و احساس فشار میشه که پس از اندک زمانی به دلیل معادل شدن سرعت انسان با اتومبیلی که شخص داخلشه این فشار هم از بین میره مگر اینکه حرکت اتومبیل شتابدار باقی بمونه و یکنواخت نشه.
سقوط در اون سیاره بدون جو و در نتیجه بدون اصطکاک احساس نمیشه زیرا سرعت سقوط شخص یکنواخته و هیچ جوی هم برای تداخل با شخص وجود نداره.
به همین دلیل نمیشه در این سقوط مشخص کرد که آیا شخص به سمت سیاره سقوط میکنه یا سیاره به سمت شخص حرکت می کنه و اینجا حرکت نسبی میشه.

[thetime]

ولی بلاخره اینو قبول داریم که سرعتش شتابداره و نیرو به اون وارد میشه پس بلاخره این یه چارچوب مرجع لخت نیست حتی با این که خود شخص اینو متوجه نمیشه و چون نیرویی رو احساس نمی کنه فکر میکنه که چارچوب مرجع لخت هست!

[You-See]

دلیلش اینه که به تمام ذرات بدنتون به یک اندازه نیرو وارد می شه و همگی بدون تغییر در فاصله با هم نیرو دریافت می کنند.
اگر نزدیک افق رویداد سیاهچاله بودید و نیرو در پاهای شما با نیرو در سر شما فرق می کرد بدون وجود جو هم می دیدید که احساس کشیده شدن می کنید.

[Archimedes]

ولی بلاخره اینو قبول داریم که سرعتش شتابداره و نیرو به اون وارد میشه پس بلاخره این یه چارچوب مرجع لخت نیست حتی با این که خود شخص اینو متوجه نمیشه و چون نیرویی رو احساس نمی کنه فکر میکنه که چارچوب مرجع لخت هست!

خطای حس و تجربه
البته اگه فرد چشمشو باز کنه این خطا از بین میره درست مثل اینه که فردی درون کپسولی در فضا قرار داشته باشه و کپسول با سرعت شتاب دار حرکت کنه.
در نتیجه فرد به کف کپسول در جهت مخالف حرکت بهش فشار میاد و باعث توهم گرانش میشه.
این ایده ای است که ناسا برای تولید گرانش در سفینه های اکتشافی خودش مورد بررسی قرار داده. البته اونجا با حلقه ای چرخان و با نیروی گریز از مرکز این جاذبه مصنوعی رو بوجود می آورد.

[thetime]

شایدم این شخص در خطا نباشه!
شما فرض کنید که تمام ذرات شخص و سیاره و تمام اجرام اطراف آن ها تحت تاثیر یک نیروی یکنواخت دیگر در خلاف جهت نیروی وارد بر شخص از طرف سیاره و به اندازه آن باشند. در این صورت برآیند نیروهای وارد بر شخص صفر است و می توان آن را یک چارچوب مرجع لخت دانست همانطور که خود شخص این احساس را می کند اما ناظر سیاره ای چون نیروی خارجی را احساس نمی کند فکر می کند که خود و سیاره چارچوب مرجع لخت هستند و شخص در حال سقوط چارچوب مرجع لخت نیست.
نظرتان در این رابطه چیست؟

[You-See]

ولی بلاخره اینو قبول داریم که سرعتش شتابداره و نیرو به اون وارد میشه پس بلاخره این یه چارچوب مرجع لخت نیست حتی با این که خود شخص اینو متوجه نمیشه و چون نیرویی رو احساس نمی کنه فکر میکنه که چارچوب مرجع لخت هست!

خطای حس و تجربه
البته اگه فرد چشمشو باز کنه این خطا از بین میره درست مثل اینه که فردی درون کپسولی در فضا قرار داشته باشه و کپسول با سرعت ثابت حرکت کنه.
در نتیجه فرد به کف کپسول در جهت مخالف حرکت بهش فشار میاد و باعث توهم گرانش میشه.
این ایده ای است که ناسا برای تولید گرانش در سفینه های اکتشافی خودش مورد بررسی قرار داده. البته اونجا با حلقه ای چرخان و با نیروی گریز از مرکز این جاذبه مصنوعی رو بوجود می آورد.

وافعا از شما انتظار نداشتم.
حرکت با سرعت ثابت سفینه هیچ نیرویی به سرنشینانش وارد نمی کنه، برای همینه که بی وزنی ایجاد می شه.
حرکت حتما باید شتابدار باشه، چه خطی چه زاویه ای.

[jhvh]

بله

جناب یو سی درست مبفرمایند


چه جالب میشد ما شتاب رو با نیرو یکسان بدونیم
توضبحش بیخیال

[thetime]

آقا چرا از موضوع اصلی منحرف میشید؟! کسی نیست این سوال منو جواب بده؟
آقای ارشمیدس نظرتون رو ایندفعه نگفتید آیا اینبار هم قضیه خطای حس و تجربه است؟

[Archimedes]

شایدم این شخص در خطا نباشه!
شما فرض کنید که تمام ذرات شخص و سیاره و تمام اجرام اطراف آن ها تحت تاثیر یک نیروی یکنواخت دیگر در خلاف جهت نیروی وارد بر شخص از طرف سیاره و به اندازه آن باشند. در این صورت برآیند نیروهای وارد بر شخص صفر است و می توان آن را یک چارچوب مرجع لخت دانست همانطور که خود شخص این احساس را می کند اما ناظر سیاره ای چون نیروی خارجی را احساس نمی کند فکر می کند که خود و سیاره چارچوب مرجع لخت هستند و شخص در حال سقوط چارچوب مرجع لخت نیست.
نظرتان در این رابطه چیست؟

حتی بنا بر فرض نمی شود این موضوع رو در نظر گرفت و به نظر من یک تناقض به وجود میاد به این دلیل که:
وقتی نیرویی خارجی به شخص وارد میشه که به اندازه نیروی سیاره هست به فرد و در خلاف جهات اون که باعث برآیند صفر برای شخص میشه.
در این حالت شخص نباید سقوط کنه و باید معلق بمونه و این منطقیه. حال چطور میگید که ناظر روی سیاره شخص رو در حال سقوط می بینه.( این نتیجه گیری اشتباهه و متناقض با واقعیت زیرا در واقعیت حتی ناظر نیز باید شخص رو معلق ببینه).

[thetime]

ببخشید فکر کنم منظورم رو خوب نرسوندم.
منظورم این بود که شخص تحت تاثیر یک نیروی خارجی هم اندازه و مخالف با نیروی وارد بر شخص از طرف سیاره قرار بگیره به طوری که برآیند نیروهای وارد بر اون صفر بشه و سیاره هم تحت تاثیر یک نیروی خارجی دیگر به طوری قرار بگیره که شتابی که از اون نیرو حاصل میشه برابر با شتابی باشه که از نیروی خارجی وارد بر شخص برابر باشه نه اینکه نیروهای خارجی برابر بر سیاره و شخص و ... وارد بشه.
اجرام اطراف شخص و سیاره به قدری از سیاره دور باشند که نیروی وارد بر آن ها از طرف سیاره قابل چشم پوشی باشه و نیروی خارجی وارد بر اون ها هم به طوری باشه که شتابشون با هم و با شتاب حاصل از (نیروی خارجی وارد بر سیاره) و با شتاب حاصل از (نیروی خارجی وارد بر شخص) برابر باشه.
منظورم اینه :

همانطور که می بینید F1 نیروی وارد بر شخص از طرف سیاره و نیروی وارد به سیاره از طرف شخصه و F2 نیروی خارجی وارد بر شخص و F3 نیروی خارجی وارد بر سیاره و Fc و Fd و Fe هم نیروهای خارجی وارد بر اجسام و اجرام اطراف آن ها هستند.
شخص هنگامی که چشمانش بسته است هنگام رها شدن احساس می کند که ساکن است و ناظر سیاره ای به دلیل این که در واقعیت خود سیاره در حال حرکت با شتاب به سمت شخص است فکر می کند که شخص در حال افتادن است.
لازم به ذکر است که 'a شتاب حاصل از نیروی وارد بر سیاره از طرف شخص است که به دلیل جرم بسیار بالای سیاره نسبت به شخص این نیرو بسیار کوچک و قابل چشم پوشی است.
چون اجرام اطراف نیز به علت نیرو های خارجی متفاوت و متناسب شتاب های یکسانی با سیاره دارند ناظر سیاره ای نظرش را تاکید میکند و این مسئله را اثبات نظر خود می داند و خود را نسبتا (به دلیل شتاب ناچیز 'a) چارچوب مرجع لخت می داند در صورتی که شخص در حال افتادن را چارچوب مرجع لخت قبول نمی کند.
اما هنگامی که شخص در حال افتادن چشمانش را باز می کند چون خود را به سرعت در حال نزدیک شدن به سیاره می بیند و اجرام اطراف را نسبتا هم سرعت با سیاره می بیند این بینش برای او ثابت می شود.
اینجاست که می گویم هنگامی که شخص چشمانش بسته شده اند شاید در خطا نباشد.
در این وضعیت نه شخص و نه ناظر سیاره ای و نه اجرام اطراف می توانند به طور صحیح تشخیص دهند که چارچوب مرجع لخت هستند یا نه!
منتظر نظرات و انتقادهایتان در این رابطه هستم.

[Archimedes]

ببخشید فکر کنم منظورم رو خوب نرسوندم.
منظورم این بود که شخص تحت تاثیر یک نیروی خارجی هم اندازه و مخالف با نیروی وارد بر شخص از طرف سیاره قرار بگیره به طوری که برآیند نیروهای وارد بر اون صفر بشه و سیاره هم تحت تاثیر یک نیروی خارجی دیگر به طوری قرار بگیره که شتابی که از اون نیرو حاصل میشه برابر با شتابی باشه که از نیروی خارجی وارد بر شخص برابر باشه نه اینکه نیروهای خارجی برابر بر سیاره و شخص و ... وارد بشه.
اجرام اطراف شخص و سیاره به قدری از سیاره دور باشند که نیروی وارد بر آن ها از طرف سیاره قابل چشم پوشی باشه و نیروی خارجی وارد بر اون ها هم به طوری باشه که شتابشون با هم و با شتاب حاصل از (نیروی خارجی وارد بر سیاره) و با شتاب حاصل از (نیروی خارجی وارد بر شخص) برابر باشه.
منظورم اینه :
[ تصویر ]
همانطور که می بینید F1 نیروی وارد بر شخص از طرف سیاره و نیروی وارد به سیاره از طرف شخصه و F2 نیروی خارجی وارد بر شخص و F3 نیروی خارجی وارد بر سیاره و Fc و Fd و Fe هم نیروهای خارجی وارد بر اجسام و اجرام اطراف آن ها هستند.
شخص هنگامی که چشمانش بسته است هنگام رها شدن احساس می کند که ساکن است و ناظر سیاره ای به دلیل این که در واقعیت خود سیاره در حال حرکت با شتاب به سمت شخص است فکر می کند که شخص در حال افتادن است.
لازم به ذکر است که 'a شتاب حاصل از نیروی وارد بر سیاره از طرف شخص است که به دلیل جرم بسیار بالای سیاره نسبت به شخص این نیرو بسیار کوچک و قابل چشم پوشی است.
چون اجرام اطراف نیز به علت نیرو های خارجی متفاوت و متناسب شتاب های یکسانی با سیاره دارند ناظر سیاره ای نظرش را تاکید میکند و این مسئله را اثبات نظر خود می داند و خود را نسبتا (به دلیل شتاب ناچیز 'a) چارچوب مرجع لخت می داند در صورتی که شخص در حال افتادن را چارچوب مرجع لخت قبول نمی کند.
اما هنگامی که شخص در حال افتادن چشمانش را باز می کند چون خود را به سرعت در حال نزدیک شدن به سیاره می بیند و اجرام اطراف را نسبتا هم سرعت با سیاره می بیند این بینش برای او ثابت می شود.
اینجاست که می گویم هنگامی که شخص چشمانش بسته شده اند شاید در خطا نباشد.
در این وضعیت نه شخص و نه ناظر سیاره ای و نه اجرام اطراف می توانند به طور صحیح تشخیص دهند که چارچوب مرجع لخت هستند یا نه!
منتظر نظرات و انتقادهایتان در این رابطه هستم.

شما در مثال خودتون کاملا این موضوع رو مشخص کردین که شخص بر حسب برآیند نیروها هیچ گونه حرکتی رو به سمت سیاره نداره و بلکه این سیاره است که به سمت شخص حرکت می کنه.
با توجه به اینکه حرکت نسبی می باشد و هیچ حرکت مطلقی در کار نیست.
به چند دلیل این خطا رخ میده:
شخص معلق در فضا که برآیند نیروها برای اون صفره غیر از سیاره مذکور هیچ چهارچوب دیگری برای فهم این موضوع نداره که کدام یک نسبت به دیگری در حال حرکت هستند.
و همین طور ناظر ساکن بر سطح سیاره نیز تنها چهارچوب نسبی خودشو سیاره در نظر می گیره و نتیجه می گیره که شخص در حال سقوط به سمت سیاه می باشد.
حال آنکه اگر شخص معلق و سیاره مورد نظر درون یک کره بسیار بزرگ تو خالی قرار داشتن که هم سیاره و هم شخص رو در بر می گرفت اون شخص می توانست جدااره این کره ی توخالی رو به عنوان چهارچوب نسبی در نظر بگیره و حکت نسبی سیاره و نه خودشو رو تشخیص بده.
در غیر این صورت تنها با محاسبه این خطا قابل چشم پوشی می باشد و به نظر بنده هیچ راهی برای تشخیص عدم سقوط و حرکت سیاره وجود ندارد. و باید این طور در نظر بگیرد که در حال سقوط به سمت سیاره است.

[thetime]

من هم منظورم همینه، ولی اون کره ی بزرگ تو خالی هم اگر تحت تاثیر یه نیروی دیگه باشه و چارچوب مرجع لخت نباشه نمیشه به اون استناد کرد و نتایج حاصل از استناد می تونند درست نباشند و باز هم شخص دچار خطای دیگر بشه.
پس میشه استنتاج کرد که هیچکدوم نمی تونند تشخیص بدن که چارچوب مرجع لخت هستند؟

[Archimedes]

من هم منظورم همینه، ولی اون کره ی بزرگ تو خالی هم اگر تحت تاثیر یه نیروی دیگه باشه و چارچوب مرجع لخت نباشه نمیشه به اون استناد کرد و نتایج حاصل از استناد می تونند درست نباشند و باز هم شخص دچار خطای دیگر بشه.
پس میشه استنتاج کرد که هیچکدوم نمی تونند تشخیص بدن که چارچوب مرجع لخت هستند؟

این چنین خطاهای حسی در تجربیات انسان کم نیست.
به همین دلیل نباید بنا برحس و تجربه حکمی قطعی صادر کرد و همیشه باید درصدی از شکاکیت و بدگمانی چاشنی قضاوت انسان باشد.
مگر اینکه فقط به تجربه وابسته نباشیم و از جوهره خرد محض (ریاضیات) برای رسیدن به معرفتی یقینی بهره ببریم.

[thetime]

نکته ای که خواستم اینجا بیان کنم اینه که چه در نسبیت گالیله ای و چه نیوتنی و چه خاص انیشتین برای توضیح پدیده ها از چارچوب مرجع لخت بهره می گیریم و می گوییم که چارچوب های مرجع نالخت به سادگی قابل تشخیص اند در صورتی که با مثالی که زدم می توان به سادگی گفت که چارچوب مرجع نالخت را به هیچ روشی نمی توان تشخیص داد چون تمام نیروهای وارد بر جسم را نمی توان حتی با حسگر ها نیز حس کرد و آنالیز کرد.
یک سوال دارم، آیا در نسبیت عام انیشتین همه ی این نارسایی ها و خطا برطرف شده اند؟
چون نسبیت عام حالت کلی نسبیت را برای تمامی چارچوب های مرجع چه لخت و چه نالخت بیان می کند.