Вопрос по физике

[dims]

Только обясните, за счет какой силы спутник не падает на Землю.

Вот! Я придумал, как ответить почти точно на Ваш вопрос. А именно, отвечаю на следующий вопрос: "Если гравитация тянет спутник к Земле и, если гравитация есть единственная сила, которая действует на спутник, то за счёт ЧЕГО спутник всё-таки на землю не падает?".

То есть, я в Вашем вопросе заменил фразу "за счёт какой силы" на "за счёт чего". Таким образом из вопроса было убрано априорное положение, что причина его непадения является силой.

Так вот, ответ на этот вопрос "за счёт инерции". Или, более развёрнуто: "за счёт всеобщего стремления тел двигаться равномерно и прямолинейно". Это свойство формулируется в 1-м законе Ньютона. Он же называется законом инерции. Но инерция -- это не сила (не то, чем сила являет в физике). Философски говоря, инерция -- это естественная склонность к течению вещей. А сила -- это то, что отклоняет течение вещей от естественного.

Поэтому, когда спутник (или камень) летит ГОРИЗОНТАЛЬНО над землёй, его естественное стремление -- лететь прямо. А сила гравитации вынуждает его отклоняться от этого естественного стремления. Упадёт тело или нет, зависит от соотношения между ествественным стремлением и силой гравитации. Если скорость тела превышает 1-ю космическую, то естественное стремление "перевешивает". Сила гравитации умудряется лишь погнуть траекторию полёта, но не настолько, чтобы тело завернуло на Землю.

[Quest]

По моему, проще было бы описать вывод формулы центростремительного ускорения.

Тем более, что если мы говорим о падении, то сначала надо попытаться определить, что же мы имеем ввиду.

[Podarok]

Может вот эта картинка поможет:

[Quest]

Попробовал её немного усовершенствовать, "дочертив" траекторию одного из тел, падающих на Землю (красный овал). Как можно видеть, тело падает на поверность не только потому, что его скорость маленькая, но и потому, что сама Земля большая.

"В догонку": чтобы линию было нормально видно, щёлкните на рисунок!

[Podarok]

Только я что-то сомневаюсь что траектория была бы такая как вы показали, ведь тела-то падают на землю по параболе.
Тогда такой вопрос, когда эта траектория становится круговой?

[serega2007]

1 По эл.         Серега .
2 Когда скор. будет прим 8 км в сек . Находится элементарно .

[ivanij]

  Вообще-то она круговой практически никогда не становиться. Только эллиптической. Если бы она была идеально круговая, то это значит, что описывала бы траекторию на нулевой высоте над поверхностью Земли, а такого быть не может - такая ситуация возможна только теоретически. На практике же это эллипс, чем больше скорость отличается от круговой (для Земли - 7.9 км/с), тем больше эксцентриситет эллипса. При увеличении скорости эллипс переходит в паработу, затем в гиперболу - это конические сечения.

[Solar fox]

Сила гравитации земли действует на космический корабль, т.е. он летает на орбите и не падает благодаря двигателям, так я понимаю?

...на корабль действуют одновременно две силы... Обе эти силы уравновешивают друг друга

Тогда коробль бы просто летел по прямой.

Не летел бы он по прямой, потому что как только он захотел бы лететь по прямой, то сразу пропала бы центробежная сила, и сила гравитации земли по любому загнула бы эту прямую, а как только она начинает эту прямую загибать, то спутник, по идее,  должен упасть, но он не падает, потому что из-за движения по кругу начинает действовать центробежная сила, которая его оттталкивает от центра вращения, т.е. от Земли.

Я не пойму, почему все говорят (кроме Dims), об отсутствии центробежной силы? Что же заставляет натягиваться веревку, на которой вы раскручиваете привязанный к ней груз? Ведь все понимают, что груз пытается оторваться от центра, причем, совершенно не важно куда направлен этот вектор отрыва, главное, что груз стремится удалиться от центра вращения. Почему то же самое не должно происходить со спутником? Законы физики, вроде, на орбите не отменяются.

[Pluto]

Нет никакой центробежной силы. Уж сколько раз этот вопрос поднимали. Есть одна сила - сила тяготяния, которая и заставляет спутник двигаться с ускорением.

[Solar fox]

Только обясните, за счет какой силы спутник не падает на Землю.

Вот! Я придумал, как ответить почти точно на Ваш вопрос. А именно, отвечаю на следующий вопрос: "Если гравитация тянет спутник к Земле и, если гравитация есть единственная сила, которая действует на спутник, то за счёт ЧЕГО спутник всё-таки на землю не падает?".

То есть, я в Вашем вопросе заменил фразу "за счёт какой силы" на "за счёт чего". Таким образом из вопроса было убрано априорное положение, что причина его непадения является силой.

Так вот, ответ на этот вопрос "за счёт инерции".

То есть, иными словами, вы подменили понятие "центробежная сила" понятием "инерция". Мне представляется, что в данном случае не важно, как это называть - "силой" или "за счет чего-то", потому что в любом случае мы имеем стремление объекта удалиться от центра вращения. Именно от вращения возникает это "что-то" (инерция или центробежная сила), но суть от этого не меняется - все вращающиеся тела убегают от своего центра вращения. Просто мы по разному это явление назывеаем, вот и все. ИМХО.

[Solar fox]

Есть одна сила - сила тяготяния, которая и заставляет спутник двигаться с ускорением.

С каким ускорением? Спутник же движетя равномерно, равно как и планеты.

[Pluto]

Движение по окружности, по определению неравномерное. Есть нормальное ускорение, изменяющее направление вектора скорости. Инерция и сила суть разные явления, это надо четко понимать.

[Podarok]

Сила гравитации земли действует на космический корабль, т.е. он летает на орбите и не падает благодаря двигателям, так я понимаю?

...на корабль действуют одновременно две силы... Обе эти силы уравновешивают друг друга

Тогда коробль бы просто летел по прямой.

Не летел бы он по прямой

Т.е. тело, на которое действует суммарная сила равная нулю будет двигаться по окружности, иными словами будет иметь ускорение не равное нулю?

[Pluto]

Введение центробежной силы только запутывает вопрос. Такой прием иногда применяется для перехода от неинерциальной системы к инерциальной, но тут это не требуется.

[Pluto]

Движение спутника по круговой орбите динамически ничем не отличается от свободного падения, скажем кирпича, на землю (без учета сопротивления воздуха).

Просто спутник имеет начальную скорость, перпендикулярную силе тяжести, которая и позволяет ему не падать на землю, а двигаться на постоянном расстоянии от нее.

[Podarok]

 Вообще-то она круговой практически никогда не становиться. Только эллиптической. Если бы она была идеально круговая, то это значит, что описывала бы траекторию на нулевой высоте над поверхностью Земли,

Почему? Чем так особенно это расстояние, от центра земли до ее поверхности? Мне кажется что сила, действующая на спутник никак не зависит от формы земли, а только от положения ее центра тяжести, т.е. спутнику все равно, круглая земля или квадратная. А если прорыть канаву вокруг земли глубиной в 1м и запустить спутник в этой канаве, то он будет  лететь по кругу?
 

====
Добавлю. Орбита будет круговая когда скорость будет какраз достаточная что бы не задеть землю при падении, а вот радиус этой орбиты будет зависить от начального положения спутника над поверхностью земли, стало быть если запустить его параллельно земле с высоты 10м с достаточной скоростью то он будет летать по кругу радиусом на 10м больше радиуса земли.

[Pluto]

Форма орбиты действительно не зависит от расстояния до центра вращения, а только от направления и величины начальной скорости.

А если прорыть канаву вокруг земли глубиной в 1м и запустить спутник в этой канаве, то он будет  лететь по кругу?

Теоретически это возможно. Только еще воздух надо откачать в канаве. 

[serega2007]

Друзья ! Называйте пожалуйста Землю с заглавной буквы . Быть может и вопросы прояснятся . А Земля у НАС одна .               Серега .

[Pluto]

Друзья ! Называйте пожалуйста Землю с заглавной буквы . Быть может и вопросы прояснятся . А Земля у НАС одна .               Серега .

Пафосное замечание 

[Solar fox]

А все-таки она существует

Центробежная сила — сила инерции, возникающая при вращении тела и направленная от центра оси вращения. Центробежная сила возникает из-за инерции массы в ходе её кругового движения вокруг центра.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%B5%D0%B6%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B0