Fórum: Fizikások válaszoljanak

Úgy gondolom, hogy amit leírtál abban nincs nézet különbség kettőnk között. A többieknek a hozzáállása eltérhet. Én csupán a nyomaték és a munka közösen alkalmazható [Nm] mértékegységének a félreérthetőségére hívtam fel a figyelmedet. Csupán csak azért mert Te említetted elsőként. Mások, más szempontok szerint írnak fura dolgokat. Alma például negyedéves fizikus hallgatóként szintén "rászolgál" néha arra, hogy felhívjam a figyelmét a téves szemléletére. Ő persze nem kér a "közös nevezőből". Esetedben sem a megértetés volt a célom. Hanem egy függőben lévő, tisztázatlan felvetés lényegének leírása.

A ma fizikájának magyarázataiban sok olyan kitétel szerepel amit az alapos ismeretek hiánya okoz. Ilyen például a szabadon eső testre ható erő is. Miután primitív méréssel nem érzékelhető a gyorsulás, a fizikusok egy része inerciális mozgásúnak tekinti a szabadon eső testet. A te definíciódban, nagyon helyesen így szerepel:

"Mihelyt beavatkozunk a mozgás irányába, sebességébe, akkor megjelenik a test reakciója (ereje), amit tehetetlenségi erőnek (egyes esetekben centrifugális erőnek) nevezünk, a beavatkozó erőt pedig bármi másnak elnevezhetjük: centripetális erő, rugalmas erő, gyorsító erő, stb. Innen kezdve mindig legalább két erőhatás van jelen az aktív és reaktív erők képében. "

Valóban. Már egy interferometrikus gyorsulás mérő műszerrel érzékelhető a szabadesés állapotában is a ható erő. Igaz a rugós erőmérő semmit sem "jelez". Ezért oktalanul és valós alap nélkül kijelenthető az is, hogy a szabadon eső rendszer inerciális mozgást végző rendszer.

Egy vitát addig érdemes, illetve kell folytatni, amíg minden résztvevő közös megegyezésre nem tud jutni. Aki előbb föladja és kiszáll a vitából, nézzen magába, mert valószínű nem találta meg a mindenki számára jól érthető magyarázatot.

Egy egyenes vonalú, egyenletesen mozgó testre semmilyen erő nem hat (nem érzékelhető), mindaddig, amíg ez az állapota fennáll. Mihelyt beavatkozunk a mozgás irányába, sebességébe, akkor megjelenik a test reakciója (ereje), amit tehetetlenségi erőnek (egyes esetekben centrifugális erőnek) nevezünk, a beavatkozó erőt pedig bármi másnak elnevezhetjük: centripetáls erő, rugalmas erő, gyorsító erő, stb. Innen kezdve mindíg legalább két erőhatás van jelen az aktív és raktív erők képében.

Vegyétek észre, hogy ennek a megértéséhez nem volt szükségem a különböző koordináta rendszerek használatára, mert jelen esetben ez csak zavarná a megértést.

Te is felelhetsz a foton erejéről szóló kérdésemre!

Egyébként pedig a szabadon eső test tehetetlenségi ereje milyen ellenerővel néz szembe?

Ja és miről is szól az erők függetlenségének elve?

"Ez így azért húzós kicsit. Ilyen alapon "eredő erő" sem létezik, és Newton II. törvényét el lehetne dobni."

Ebből a mondatból világosan látszik, hogy nem teszel különbséget a fejedben lévő tudományos ismeretanyag és azon természeti jelenség között, amelynek leírására ez az ismeretanyag szolgál. Ugyanis abból, hogy a tudományos megismerési folyamatban az emberiség kidolgozta a vektorok elméletét (és ezt fizikai vonatkozásában kísérletileg is ellenőrizte) és azt a valóságos folyamatok leírására alkalmazza, még nem következik, hogy a valóságban is az történik, mint az elméletben. Nevezetesen, ha két erő vektori eredőjét kiszámolom, és ezzel az egy erővel helyettesíthetem a két erőt a jelenség lefolyásának megváltozása nélkül, ebből még nem következik, hogy ezt a helyettesítést a természet is elvégzi! Amennyiben a Te véleményed (mely szerint objektíve létezik a centripetális erő) logikai következményét nézzük, akkor egy kapitális méretű ellentmondásra jutunk, mert akkor a két erő eredőjének szabadna csak hatnia, és azoknak az erőknek, melyekből származik, el kéne tűnniük! Lelki szemeim előtt szinte látom, amint a gondolkodó ember agyának termékeit rákényszeríti a természetre. A természet köszöni szépen, de nem kér a centripetális erő (csak az emberi agyban létező) fogalmából!!! Mondom, ezt csak úgy lehetne megcsinálni, ha jössz a varázspálcáddal, suhintasz kettőt-hármat, majd a gravitációs térben függőleges síkban, kötélen körpályán mozgó kőre ráolvasod az eredő erő bűvszavát, és ettől a pillanattól megszűnik hatni a kötél is meg a Föld is és csak a Te eredő erőd hatna, amit rátukmáltál a természetre!!! Azt hiszem érveim elég meggyőzőek ahhoz, hogy belásd: a centripetális erő az emberek fejében létező erőfogalom, és miért nem szerencsés a használata…, de ezt én már az első hozzászólásomban is világosan leírtam! (idézet tőlem: „A centripetális erő terminológiában ezt a vektori összeget szokták annak nevezni…”) Tehát világosan látszik, hogy a centripetális erő és mindenféle eredő erő természetbeni létezését tagadom, azt egy percig sem állítottam, hogy ezek a fogalmak a tudományos terminológiában nem szerepelnek, de ép ésszel ilyent nem is állíthatok, hiszen magam is találkoztam e fogalmakkal… még most is róluk írok:-). Összefoglalva: két objektíve létező fizikai erő eredője csak a természettudományos leírásban létezik, hiszen ha objektív létezéssel bírna, akkor vagy együtt kéne hatnia azokkal az erőkkel, amelyeknek eredője, ami nem lehetséges a jelenség megváltozása nélkül, vagy az őt létrehozó valóságos kölcsönhatásokhoz tartozó erőknek el kéne tűnniük az eredő fellépésével, amit semmilyen kísérlet nem támaszt alá! Részemről a vitát lezártnak tekintem, akik olvassák írásaimat eldönthetik, hogyan vélekedjenek! Zárszóként még annyit hozzáteszek fiatal barátaimnak, hogy ha igényesen felépített természettudományos világképpel szeretnének rendelkezni, olvassanak sokat filozófiai műveket (pl: Galilei: Párbeszédek, Giordano Bruno: Válogatott írásai, Holbach: A természet rendszere, Feuerbach: Válogatott filozófiai művei, Marx: A tőke, Engels: A természet dialektikája, Lenin: Materializmus és empiriokriticizmus, stb.), rendkívül sokat fejlődtem hatásukra. Üdv!

Kihasználva, hogy itt vagy egy kérdés: Érzésed szerint egyetlen foton mekkora erőt képes kifejteni?

(Mondjuk a példabeli foton legyen egy lézer pointer 652 nm hullámhosszú lengést keltő egyetlen fotonja.)

Apropó fiktív erők.. Olvastam a centripetális-centrifugális valós / fiktív erők kapcsán kialakult vitáról szóló írásokat. Másutt az "erőpár" kifejezés keltett vitát. Számomra nagy tanulság az, hogy egyes kifejezéseket "lefoglalunk" adott fogalmak jelölésére, miközben ezzel téves képzeteket keltünk.

Így van. Játszanak még. És valóban egy kerékről, egy útról és egy kavicsról. Ahol a kerék bordái közül kiszabaduló 0-160 km/h sebességű kavics repülési sebességéről volt szó.. Igen, láttam.

Én igazából ebben a példában benne rejlő virtuális gyorsulást és fiktív erőt érdekesebbnek tartom. Ahol a 0 km/h és a 160 km/h sebesség között folyamatosan gyorsulónak-lassulónak látszó mozgást végez a kavics a kirepülés előtt, miközben ilyen gyorsulásra kényszerítő erő nem hat rá az út rendszerében.

Kedves Lajos bácsi! "Egy másik: az energia mértékegysége J (joule = Nm), a nyomaték mértékegysége ugyanúgy Nm. Ez azt jelentheti, hogy egy nyomaték-egyensúlyi helyzet fenntartásához energiára van szükségünk? "

Nem véletlenül jelöljük a mozgás esetében Joule-lal a munkavégzést és hagyjuk a nyomatékot [Nm] alakúnak. Ugyanis a nyomaték [Nm] álló.. nem munka végzést, hanem Erő és erőkar szorzatot jelöl.

Ha "engedjük", hogy a forgató nyomaték munkát végezzen, akkor viszont a "Newton-métere" Joule-lá "alakul".

Példa erre a beépített tartókra folyamatosan ható forgató nyomaték. Soha sem végez munkát. (Hacsak nem terheljük túl a tartót, hogy legörbüljön vagy leszakadjon, azaz mozgasson a nyomaték.)

A súlyerő szintén ilyen. Amikor alátámasztjuk a testet, azaz nem végez munkát a gravitáció okozta erő, akkor érzékeljük a "súlyt", mint a másik példában a nyomatékot.

Viszont ha megszüntetjük az alátámasztást, akkor munkát végez a gravitációs erő, a gyorsuló mozgásból látjuk, nagyságának a mérésével mérhetjük a "súlyerőt" okozó erő nagyságát, de közvetlenül erőként (rugó erőmérővel) nem mérhetjük.

[[ Ha egy gyorsulás mérő "m tömegét" ismerjük, akkor "estében" is mérhetünk vele "súlytalannak a súlyát" az erő F=m*a függvénye segítségével. ]]

Játszanak még: kátyú pereme; egy korábbi autó által felvert és aktuálisan vénull általános irányú és nagyságú sebességgel röpködő és a miénknek épp nekicsapódó kavics; úton átfutó róka/őz/szarvas/kutya/macska/egér/ etc.

A feladat egyébként egy útról, egy autókerékről, és egy kavicsról szól.

"A kő az úthoz képest nem szabadulhat el hátrafelé, ugyanis az autó kerekének egyetlen pontjában sem mutat hátrafelé a sebesség."

Érdekes felvetés, de csak félig igaz. A kerék rendszerében sugár irányú gyorsulásban "nyugvó" kavicsra folyamatos gyorsulásából következő erő hat. A kavics a kerék alsó pontján az úthoz képest áll, felül kétszeres tengelysebességgel halad.( Mint ahogyan azt írtátok.) Ha alulra mutató a mozgásának irányvektora és úgy szabadul el, akkor nekicsapódik lefelé iránnyal az aszfaltnak és felpattan. Ha felfelé mutat és úgy szabadul el, akkor 0 < v < 160 km/h sebességgel a sárhányónak csapódik és visszapattan.

A relatív mozgás okozta, az elszabadulás a pillanatában meglévő irányvektora és a felpattanások okozta irányváltozások határozzák meg a kirepülési irányt.

Ezért haladhat akár az úthoz viszonyítva is 80 km/h sebességgel hátrafelé, mint ahogyan a tapasztalat mutatja.

Végre közelednek álláspontjaink!

Új kérdést vetnék fel a gondolkodni szerető társaimnak. Még egyetemista voltam, amikor magamra maradtam a következő - számomra egyszerű kérdés helyes megválaszolásában. Szerencsére a fizika gyakvezető mellém állt.

Kérdés: hogyan változik meg egy háztartási porszívó áramfelvétele (teljesítmény felvétele), ha a porszívó csövét befogjuk. Tankörtársaim valószínű még nem figyeltek föl rá, amikor a porszívó csövét befogjuk a porszívó terhelése kisebb lesz, ami a fordulatszám növekedéséből jól észrevehető. Sajnos a felületes szemlélő ezt nehezen fogadja el.

A magyarázat pedig egyszerű: a levegőrészecskékre vonatkozóan erőhatás van, de elmozdulás nincs, tehát munkavégzés sincs. A szívótárcsák csupán keverik a levegőt, de nem szállítanak semmit.

A kő az úthoz képest nem szabadulhat el hátrafelé, ugyanis az autó kerekének egyetlen pontjában sem mutat hátrafelé a sebesség. A talajjal érintkező pont sebessége nulla, az összes többi pont sebességének vízszintes vetülete a kocsi haladási irányával egyező irányú. Lajos bácsi ábrájából ez remekül látszik is.

Inercia rendszerekben minden fizikai jelenség ugyanúgy megy végbe, így aztán a kő kiszabadulása is. Ha egy emelővel megemeljük a kocsit és úgy pörgetjük a kerekeit 80 km/h kerületi sebességgel vagy az úton halad ugyanilyen sebességgel teljesen mindegy a kő kiszabadulása szempontjából.

Lajos bácsinak abban igaza van, hogy a haladó kocsinál a kerék felső pontja a földhöz képest dupla sebességgel mozog, de a tengelyhez képest csak a 80 km/h-s kerületi sebesség iránya változik meg és az ebből eredő centripetális erőt kell a követ tartó erőknek biztosítani, hogy ne repüljön el.

Zillerbachnak teljesen igaza van. Ugyanis kocsiban ülve azért érezhetjük azt, hogy hátrafelé repül el a kő, mert tényleg hátrafelé repülhet (persze hozzánk képest hátrafele). Mert ilyenkor áttértünk a 80km/h-val mozgó inerciarendszerbe, és ekkor a kő elszabadulási sebessége pontosan a kerületi sebesség lesz. Vagy akár úgy is fogalmazhatok, hogy ebben a rendszerben a kő álló tengely körül forog.

Ha a földről vizsgáljuk az eseményt, akkor is kijön az, hogy betörheti a hátsó autó szélvédőjét, csak ezt a részét pont "elhanyagoltuk" a gondolatmenetben. Mert ha nem lesz elég nagy a sebessége a földről nézve, akkor a hátsó autó bizony belerohan.

Zilberbach!

Csak akkor lenne igaz az állításod, ha a kerék egy álló tengely körül forogna. Itt a kerék a talajjal érintkezik, és elvben nem csúszik, tehát az éppen talajjal érintkező része a környezethez képest nulla sebességű. A gördülő kerék egy kerületi pontjának sebességét két sebesség eredőjeként kell meghatározni pontról pontra. Ezek: (1) a tengely haladási és (2) a kerék kerületi sebesége.

-----

Természetesen a felfelé repülő kőbe azért bele lehet rohanni. Én csak azért hoztam ezt szóba, mert a kocsiban ülve sokan úgy érzik, hogy a kő hátra is repülhet, ez viszont nem igaz. A kő mozgási pályája jelen esetben az előre irányuló ferde hajítás esetének felel meg.

Köszönöm:-)

A kő kiszabadulása nem függ az úthoz viszonyított sebességétől, hanem a kerületi sebesség függvénye, ami (állandó 80 km/ó) sebességnél állandó. Tehát a kő ugyanolyan eséllyel szabadul ki hátrfelé is.

Első kérdés helyes válasza: "A"

(a "B" a centrifugális erő lenne, a "C" zöldség)

Második kérdés: igen, a te válaszod is és mindhárom válasz is helyes. (A műszaki életben többnyire 1/perc az alkalmazott mértékegység, az SI-ben 1/s, de ez nem elvi különbség.) Ha csak egy helyes válasz lehet, akkor a kérdés feltevője hibázott, és az elsőt jelöld meg. :-)

Kedves Fizikások!

Elolvastam mindenki hozzászólását, a centripetális erővel kapcsolatban. A konkrét kérdés így szól: merre hat a centripetális erő?A/ centrifuga tengelye felé B/az elválasztandó anyagra C/a körpálya érintője mentén

Én a leírtak alapján az A-t és B-t jelölném meg de ebben a témában úgy látom Ti vagytok igazán otthon.

Viszont van még egy kérdés.Mi a centrifuga fordulatszám? Én úgy határoznám meg hogy időegységre eső fordulatok száma. a három lehetséges válasz:1 percre eső ford.száma 1 másodpercre -"- 1 órára -"- ekkor mindhárom válsz igaz?

Köszi

Azért aggodalomra csak van ok: ha pl. a kő vízszintes sebessége nulla, akkor a mögötte jövő szélvédőjébe épp 80 km/h relatív sebességgel csapódhat be. A beszorult kő hátrafelé valóban nem indulhat el, de a második autó "belerohanhat".

Zilberbach!

Nins aggodalomra ok (persze nem árt az óvatosság). A kő elméletileg nem repülhet hátrafelé. Az alsó pontban a kő sebessége nulla, majd fokozatosan nő, de változik az iránya is, ami egyre inkáb előre mutat. Felső pontban a kő sebessége eléri az teherautó sebességének a kétszeresét. Tehát ha ebben a pillanatban szabadulna ki a kő akkor (puskagolyóként) repülne előre éritő irányban.

A korábbi ábra rajzolásánál a vektorok hosszánál nem vettem figyelembe a pillanatnyi sebességet. Ezt most pótoltam

Nekem nincs ezzel gondom: a nyomaték mértékegysége: Nm, az energia mértékegysége: J. Sajnos az interneten találkoztam már azzal a kijelentéssel is, hogy a nyomaték mértékegysége a J (automatikusan a Nm=J alapján). Na, ezen kaptam föl a fejem, nehogy elterjedjen ez a hiba is.

A mértékegységnek nincs iránya, nincs előjele. Mondhatnánk skalár mennyiség, de ezt se tenném szívesen, mert ezzel megengednénk a negatív előjelet. Csak a mérőszámnak van előjele. Méréskor csupán összehasonlításról van szó, hiszen ez a mérés (az összehasonlítás) lényege. Csak a mennyiség lehet vektoriális.

Alma: "Gondolj bele,... hogy mennyi munkavégzéssel jár"

Én azt írtam: nyomatékegyensúly esetén... Ezt azt jelenti nincs mozgás, nincs munkavégzés sem, és mégis a Nm-t használjuk, ami elfogadható, de zavaró.

Talán szerencsésebb lenne valamilyen megkülönböztetés. Az elektromosság területén találkozunk erre mutató jó megoldásokkal. Az elektromos és a mechanikai teljesítmény mértékegysége is a W (watt). Az elektrotechnikában az induktivitás és kapacitás elemknél megjelenik a meddő és a látszólagos teljesítmény fogalma. Ezek jelölésére és a mértékegységeire is eltérő jelöléseket használunk: meddőnél Q [var], a látszólagosnál S [VA], és nem használjuk a wattot, jóllehet mindegyiknél a P=UxI alapösszefüggést (Q=UxI, S=UxI) használjuk

A forgatónyomaték és az energia mértékegysége ugyanaz. Gondolj bele, ha megkérdezed, hogy mennyi munkavégzéssel jár, ha adott forgatónyomaték ellenében egy testet adott szöggel (adott tengely körül) elforgass, akkor ezt a forgatónyomaték és a szög összeszorzásával kapod. De mivel a szög dimenziótlan, a kettőnek meg kell egyeznie.

Ha két mértékegységgel rendelkező vektor vektoriális szorzatát veszed, az eredmény mértékegysége a két mértékegység szorzata lesz.

"Egy másik: az energia mértékegysége J (joule = Nm), a nyomaték mértékegysége ugyanúgy Nm. Ez azt jelentheti, hogy egy nyomaték-egyensúlyi helyzet fenntartásához energiára van szükségünk? Nyílván nincs. Erre nincs ötletem. "

A két mennyiség teljesen más, az energia az skalár mennyiség, a munkavégzést két vektor (erő, elmozdulás) skaláris szorzatával számoljuk. Ezzel szemben a forgatónyomaték vektormennyiség, az erő és a helyvektor vektoriális szorzata. Az csak a mi lustaságunk, hogy nem teszünk különbséget N*m és N x m között (pontosabban teszünk, az energiára nem használjuk az Nm mértékegységet, és a forgatónyomatékra se használjuk a J,eV,Ws stb... mértékegységeket).

Jogos, forgó vonatkoztatási rendszerre gondoltam.

"Egy kötélen forgatott tárgy forgó rendszeréből nézve meg az nem lenne világos, hogy miért feszül a kötél."

Ezt viszont nem értem. A "valóságos" erők nem tűnnek el attól, hogy áttérünk más rendszerben. Éppen emiatt kell definiálni a tehetetlenségi erőket.