Массовые заблуждения насчет общеизвестных фактов - помогите развеять

[Mich60]

80% опрошенных респондентов с высшим образованием (а среди женщин - 95%) причиной невесомости в космическом корабле считают "отсутствие гравитации" (ну да, ведь далеко от Земли!) и даже - "отсутствие воздуха" (ну да, в космосе же вакуум! Ответ характерен для женской аудитории). Оставшиеся 20% отвечают в целом правильно, а некоторые даже могут вспомнить численное значение первой космической скорости - 7,9 км в сек., вбитое в голову со школы. Но потом с умным видом скажут, что это - "минимальная скорость, которая необходима для того, чтобы преодолеть силу земного притяжения и выйти в космос" (штамп, созданный советскими журналистами). Не знаю, как вам, а мне печально наблюдать повальную безграмотность, хотя я и сам далеко не специалист в астрономии и физике, но я хоть пытаюсь и в 50 лет не забыть школьный курс физики и астрономии. Помогите сформулировать (или хотя бы подтвердить) ход доступного объяснения некоторым понятиям. Ну начать хотя бы с той же первой космической скорости. Вот в газете некий маститый научный консультант, комментируя программу полета с посадкой на астероид и последующим стартом, заявляет, что "старт с астероида не представляет проблем, так как на астероиде значение первой космической скорости невелико в силу его небольшой массы". По-моему консультант опять всех запутал. Здесь-то при чем первая космическая? Как будто космический корабль собирается вращаться вокруг 100-метровой глыбы. Как-то раз спрашиваю собеседника: а что при меньшей скорости, чем первая космическая, ракета не не покинет Землю и не достигнет космоса, где летают искусственные спутники и космонавты на МКС? Ну да, отвечает собеседник, это же везде написано и сказано. А как же тогда ракета отрывается от земли: очень медленно и все же движется вверх, без всякой космической скорости? Что, на большей высоте произойдет что-то другое? Да и известно, что ракеты Вернера Брауна еще в 1944 году достигали высоты 100 км и более, а это уже космос, хотя никакой первой космической не было достигнуто. Правда, эти ракеты потом падали обратно, но это в данном случае неважно, космос был достигнут.
Констатируем:
1. Оторваться от Земли в направлении, перпендикулярном поверхности земли, достичь ближнего и даже дальнего космоса, можно хоть со скоростью автомобиля, хоть со скоростью пешехода, лишь бы хватило топлива.
2. Понятие первой космической скорости не имет никакого отношения к проблеме преодоления земного притяжения и достижения космоса", а имеет отношение исключительно к теме кругового движения вокруг планеты, а именно: "Первая космическая скорость или Круговая скорость — скорость, которую необходимо придать объекту без двигателя, пренебрегая сопротивлением атмосферы и вращением планеты, чтобы вывести его на круговую орбиту с радиусом, равным радиусу планеты. Иными словами, первая космическая скорость — это минимальная скорость, при которой тело, движущееся горизонтально над поверхностью планеты, не упадёт на неё, а будет двигаться по круговой орбите". Это великолепное определение из Википедии полагаю возможным дополнить таким комментарием: необходимо придать телу такую круговую скорость, чтобы возникающая при этом центробежная сила уравновесила силу притяжения планеты.
Вроде бы все правильно?

[Pluto]

Вроде правильно, только про центробежную силу не надо. Это фиктивная сила.  

При первой космической скорости, радиус кривизны траектории (создаваемый силой притяжения земли) равен радиусу планеты. Как то так.

[Mars]

80% опрошенных респондентов с высшим образованием (а среди женщин - 95%) причиной невесомости в космическом корабле считают "отсутствие гравитации" (ну да, ведь далеко от Земли!) и даже - "отсутствие воздуха" (ну да, в космосе же вакуум! Ответ характерен для женской аудитории). Оставшиеся 20% отвечают в целом правильно, а некоторые даже могут вспомнить численное значение первой космической скорости - 7,9 км в сек., вбитое в голову со школы. Но потом с умным видом скажут, что это - "минимальная скорость, которая необходима для того, чтобы преодолеть силу земного притяжения и выйти в космос" (штамп, созданный советскими журналистами). Не знаю, как вам, а мне печально наблюдать повальную безграмотность, хотя я и сам далеко не специалист в астрономии и физике, но я хоть пытаюсь и в 50 лет не забыть школьный курс физики и астрономии. Помогите сформулировать (или хотя бы подтвердить) ход доступного объяснения некоторым понятиям. Ну начать хотя бы с той же первой космической скорости. Вот в газете некий маститый научный консультант, комментируя программу полета с посадкой на астероид и последующим стартом, заявляет, что "старт с астероида не представляет проблем, так как на астероиде значение первой космической скорости невелико в силу его небольшой массы". По-моему консультант опять всех запутал. Здесь-то при чем первая космическая? Как будто космический корабль собирается вращаться вокруг 100-метровой глыбы. Как-то раз спрашиваю собеседника: а что при меньшей скорости, чем первая космическая, ракета не не покинет Землю и не достигнет космоса, где летают искусственные спутники и космонавты на МКС? Ну да, отвечает собеседник, это же везде написано и сказано. А как же тогда ракета отрывается от земли: очень медленно и все же движется вверх, без всякой космической скорости? Что, на большей высоте произойдет что-то другое? Да и известно, что ракеты Вернера Брауна еще в 1944 году достигали высоты 100 км и более, а это уже космос, хотя никакой первой космической не было достигнуто. Правда, эти ракеты потом падали обратно, но это в данном случае неважно, космос был достигнут.
Констатируем:
1. Оторваться от Земли в направлении, перпендикулярном поверхности земли, достичь ближнего и даже дальнего космоса, можно хоть со скоростью автомобиля, хоть со скоростью пешехода, лишь бы хватило топлива.
2. Понятие первой космической скорости не имет никакого отношения к проблеме преодоления земного притяжения и достижения космоса", а имеет отношение исключительно к теме кругового движения вокруг планеты, а именно: "Первая космическая скорость или Круговая скорость — скорость, которую необходимо придать объекту без двигателя, пренебрегая сопротивлением атмосферы и вращением планеты, чтобы вывести его на круговую орбиту с радиусом, равным радиусу планеты. Иными словами, первая космическая скорость — это минимальная скорость, при которой тело, движущееся горизонтально над поверхностью планеты, не упадёт на неё, а будет двигаться по круговой орбите". Это великолепное определение из Википедии полагаю возможным дополнить таким комментарием: необходимо придать телу такую круговую скорость, чтобы возникающая при этом центробежная сила уравновесила силу притяжения планеты.
Вроде бы все правильно?

В последнее время мне кажется что дибилизация населения кому то выгодна. У нас в Таганроге была выставка астрофото организованная нашими ЛА. Интересно то что никто(кроме нас разумеется)незнал что этот год- год АСТРОНОМИИ! Зато в Росии это год "золотой" молодёжи

[VBR]

80% опрошенных респондентов с высшим образованием (а среди женщин - 95%) причиной невесомости в космическом корабле считают "отсутствие гравитации" (ну да, ведь далеко от Земли!) и даже - "отсутствие воздуха" (ну да, в космосе же вакуум!

  Да чо там первая космическая? Про смену времен года бы спросили - много "интересного" узнали бы про "истинную", высокоэллиптичную земную орбиту.

[Mich60]

Вроде правильно, только про центробежную силу не надо. Это фиктивная сила.  

Рад, что пример со скоростью автомобиля и пешехода не вызвал особого возражения, это по моему очень наглядно.
Жалко, что не надо с центробежной силой, с ней как-то проще. А почему нельзя объяснить центробежной силой, почему она фиктивная? Заметно, конечно, что по сравнению со школьными учебниками 60-х годов сейчас вообще избегают понятие Центробежная сила, заменяя его центростремительной силой вкупе с кореолисовой. Википедия разъясняет центробежную силу как-то стыдливо. Конечно, вопрос выглядит запутанным. Хочется сравнить вращение спутника вокруг Земли с вращением шарика на резинке (ось вращения - Земля, резинка - тяготение, шарик - спутник), но не совсем получается: каждая точка в шарике подвергается деформации, а в спутнике - нет. Специалисты института метрологии времени и пространства http://newfiz.narod.ru/cbforce.html  тем не менее наоборот, называют цениробежную силу реальной, в том числе и для спутника, хотя и дают невероятно сложное пояснение. Так все-таки можно ли уподобить спутник и землю шарику на резинке?
Если нельзя, то возможно ли такое (также вычитанное) доступное объяснение: Тело, брошенное параллельно поверхности планеты, в каждый отрезок времени проходит путь в направлении броска и одновременно вниз, к поверхности планеты. Но эта поверхность каждый раз "убегает" от тела за счет кривизны планеты. Если линейная скорость тела достаточно велика, то таким образом  движение (в сумме)становится круговым, а сам спутник (и все тела в нем) как бы все время "падает" на планету, но никогда ее не достигает (невесомость). И при этом никаких деформаций. Можно ли объяснить так? И если можно, то как бы привести простейший расчет (математический, геометрический, векторный - лишь бы попроще и нагляднее), может быть какими-то дискретными шагами (сам не понял, что сказал)?

[VBR]

Если Землю убрать - спутник будет двигаться по инерции прямолинейно (относительно далеких звёзд  ). Сила гравитации отклоняет его движение, искривляя орбиту.

[Pluto]

Да все проще. В инерциальной системе отсчете никакой центробежной силы нет. Тело движется ускоренно, только под действием силы тяжести (нормальное ускорение). Если силы уравновешены, то в инерциальной системе тело должно двигаться прямолинейно и равномерно.
Достаточно законов Ньютона 

Центробежную силу применяют при переходе к неинерциальной системе отсчета.

[VBR]

Да все проще. В инерциальной системе отсчете никакой центробежной силы нет. Тело движется ускоренно, только под действием силы тяжести (нормальное ускорение). Если силы уравновешены, то в инерциальной системе тело должно двигаться прямолинейно и равномерно.

Центробежную силу применяют при переходе к неинерциальной системе отсчета.

Да эт понятно, людЯм-то тоже будем объяснять, какая система инерциальная, а какая - нет? 

[Jaws]

Еще - меняется вектор силы тяжести (направление, не учитывая этого, в школьных учебниках, получают параболу для траектории брошенного тела),
и спутник, все же, испытывает действие приливной силы.

[Pluto]

Да эт понятно, людЯм-то тоже будем объяснять, какая система инерциальная, а какая - нет?

Если людям надо - объясним   Если не надо, то любые объяснения бесполезны.

и спутник, все же, испытывает действие приливной силы.

Ну, это если учитывать конечность его размеров. В данном случае несущественно.

[VBR]

Да эт понятно, людЯм-то тоже будем объяснять, какая система инерциальная, а какая - нет?

Если людям надо - объясним   Если не надо, то любые объяснения бесполезны.

Не, ну предложенная топикстартером трактовка о бесконечном свободном падении спутника, которое не завершается из-за кривизны земной поверхности даже встречалась мне где-то в популярных книжках (не у Перельмана ли)? Имхо, "на пальцах" она грешит против истины несильно, попутно объясняя эффект невесомости на спутнике. В лифте-то, когда начинает вниз двигаться, тяжесть уменьшается? Ну во-о-о-о-от, ребятки, так и в "падающем" спутнике!  

[Pluto]

трактовка о бесконечном своюодном падении спутника, которое не завершается из-за кривизны земной поверхности даже встречалась мне где-то в популярных книжках (не у Перельмана ли)? Имхо "на пальцах" она грешит против истины несильно, попутно объясняя эввект невесомости на спутнике.

Она совсем не грешит против истины   Это просто то же самое, но другими словами

[VBR]

А происхождение т.н. "центробежной силы" - это как раз стремление по инерции уйти от тяготеющего тела по касательной к орбите. Компенсируется тяготением.  
Вот мы и объяснили всё "без инерциальных систем" 

[Pluto]

Это старый спор. Нет никакой центробежной силы, есть проявление инерции. К спутнику приложена только ОДНА сила.

[Jaws]

Ну и потом, тело брошенное с любой скоростью, в отсутствии атмосферы, всегда "выходит на орбиту"  (только что перескающуюся с поверхностью планеты), и "находиться в невесомости". В этом случае - точка старта - апогей (при старте в горизонт). Увеличивая скорость - добираемся до кгруговой (1-я космическая), а дальше точка старта становиться перигеем.

[VBR]

Это старый спор. Нет никакой центробежной силы, есть проявление инерции. К спутнику приложена только ОДНА сила.

И я о том же. Только "другими словами".

[konstkir]

Да, спор очень старыЙ. Я бы просто убрал слово сила и там, где надо что-то объяснять, применял слово центробежность или центробежная страсть.

[Pluto]

Сила - есть мера взаимодействия между телами. Инерция не есть взаимодействие  с другими телами, это просто свойство любого физического тела имеющего массу. Употребление центробежной силы там, где это не надо, приводит к размыванию смысла ньютоновской механики и просто к неверным результатам.

[VBR]

Да, спор очень старыЙ. Я бы просто убрал слово сила и там, где надо что-то объяснять, применял слово центробежность или центробежная страсть.

А я бы начал с того, что невозмущенное движение любого тела  при прекращении действия каких-либо сил - прямолинейное равномерное по инерции (относительно достаточно далеких звёзд).  Инерция - понятие интуитивно доступное непосвященным.
Наличие же вблизи тяготеющего тела искривляет прямолинейную траекторию, при определенной силе тяготения и недостатке скорости тела - может замкнуть траекторию. Сила гравитации, таким образом, компенсирует силу инерции движения тела. А движение это - результат усилий стартовых двигателей.

[Pluto]

А я бы начал с того, что невозмущенное движение любого тела  при прекращении действия каких-либо сил - прямолинейное равномерное по инерции (относительно достаточно далеких звёзд).

Ньютон тоже с этого начал   Но термин сила инерции, все же неверен в принципе.