Верен ли закон сохранения момента импульса?

[комукак]

Чтобы у кого-то не возникло подозрение, что по поводу правильного ответа я блефую, я сейчас напишу правильный ответ и отправлю его Игорю Бабяку в личку, а когда нужно будет, попрошу его выложить его на форум.

Всё в порядке  - письмо у меня.

[Dachnik]

Что сами?
Вы мне покажите, что при закручивающейся спирали сила направлена в направлении движения и поэтому происходит ускорение массы, и, наоборот, при раскручивающейся спирали, сила направлена против направления скорости и масса замедляется. Ведь вопрос то школьный.

Вам же объясняли в теме по Кориолису, что при движении к центру масса давит вправо по направлению вращения и ускоряет систему вашего рисунка От центра наоборот, давит вправо против вращения и тормозит. Почему опять вопросы?
Опять подменяете тему. При чем тут спираль? Школьники знают, что при движении по спирали скорость
V = WR. Растет радиус - растет скорость.
Если спираль закручивается, значит на тело действует тормозящая сила против движения.  Как сажать спутники  школьники знают, а взрослые дяди нет .

[Amw]

Вам же объясняли в теме по Кориолису, что при движении к центру масса давит вправо по направлению вращения и ускоряет систему вашего рисунка От центра наоборот, давит вправо против вращения и тормозит. Почему опять вопросы?
Опять подменяете тему. При чем тут спираль? Школьники знают, что при движении по спирали скорость
V = WR. Растет радиус - растет скорость.
Если спираль закручивается, значит на тело действует тормозящая сила против движения.  Как сажать спутники  школьники знают, а взрослые дяди нет .

Ну да - спутники за веревку тянут...
По спрали можно двигаться тремя способами и во всех случаях действует сила Кориолиса.
1. Как вода реки - тут постоянная угловая скорость, чтобы перейти на более низкую орбиту тело тормозится силой Кариолиса. Потенциальная энергия воды (а вовсе не Солнца) совершает работу по перемещению и разрушает берега.
2. Как шарик на нитке - тут при переходе на более низкую орбиту сила натяжения нити совершает работу, энергия которой за счет силы Кориолиса увеличивает кинетическую энергию шарика.
3. Как спутники - тут, для перехода с одной круговой орбиты на другую, более низкую, необходимо уменьшить линейную скорость тела двигателем так, чтобы и на более низкой орбите центробежная сила смогла бы уравновесить силу притяжения (с учетом компенсации Кориолисова ускорения)

[Фёдор Менде]

Всё в порядке  - письмо у меня.

Спасибо, Игорь, что дали согласие быть хранителем правильного ответа. Теперь у Вас имеется возможность быть объективным арбитров насколько правильными являются поступающие ответы.
Хочу также поблагодарить Петрова и Кулигина за активное участие в  теме, а Цаплину выношу порицание за то, что самоустранился от обсуждения. Лехману, который вообще игнорировал тему, выношу выговор, так поступают только учдуры. И Цаплин и Лехман принимали активное участие в теме о силе Кориолиса и поэтому обязаны были принять такое же участие и в данной теме.

[Фёдор Менде]

Вам же объясняли в теме по Кориолису, что при движении к центру масса давит вправо по направлению вращения и ускоряет систему вашего рисунка От центра наоборот, давит вправо против вращения и тормозит. Почему опять вопросы?
Опять подменяете тему. При чем тут спираль? Школьники знают, что при движении по спирали скорость
V = WR. Растет радиус - растет скорость.
Если спираль закручивается, значит на тело действует тормозящая сила против движения.  Как сажать спутники  школьники знают, а взрослые дяди нет .

К обсуждаемому вопросу сила Кориолиса не имеет ни малейшего отношения. Вначале мне показалось, что Вы опытный специалист, а сейчас всё больше убеждаюсь в том, что я ошибся.

[Amw]

Других сил нет.

А сила инерции, в нашем случае Кориолисова?

[Amw]

К обсуждаемому вопросу сила Кориолиса не имеет ни малейшего отношения.

При любом изменении радиуса вращения возникает ускорение за счет силы инерции. Его не всегда называют Кориолисовым что ли?

[Петров А. М.]

 tory. Ответ #37 : 01 Сентября 2011.
«Единственная сила является радиальной. Сил вдоль линейной скорости нет».

Когда направление на (мгновенный) центр кривизны траектории не совпадает с направлением на центр притяжения (например, для спиральной, эллиптической и других траекторий, кроме строго круговых), сила притяжения (тянем ли за нить или действует сила гравитации – не важно) разделяется на две составляющие: по касательной к траектории и по нормали в сторону центра кривизны. При этом изменяются сразу (по направлению и величине) как радиальные, так и перпендикулярные к ним скорости и ускорения (хотя тянем за нить только в радиальном направлении).

[Фёдор Менде]

При любом изменении радиуса вращения возникает ускорение за счет силы инерции. Его не всегда называют Кориолисовым что ли?

При изменении радиуса ускорение возникает не за счёт сил инерции, а по совершенно другим причинам. У арбитра Игоря Бабяка имеется правильный ответ и он может подтвердить это.

[Фёдор Менде]

tory. Ответ #37 : 01 Сентября 2011.
«Единственная сила является радиальной. Сил вдоль линейной скорости нет».

Когда направление на (мгновенный) центр кривизны траектории не совпадает с направлением на центр притяжения (например, для спиральной, эллиптической и других траекторий, кроме строго круговых), сила притяжения (тянем ли за нить или действует сила гравитации – не важно) разделяется на две составляющие: по касательной к траектории и по нормали в сторону центра кривизны. При этом изменяются сразу (по направлению и величине) как радиальные, так и перпендикулярные к ним скорости и ускорения (хотя тянем за нить только в радиальном направлении).

Я же сказал, что Вы очень близки к правильному ответу, но пока ответ не верен. У арбитра Игоря Бабяка имеется правильный ответ и он может это подтвердить.

[tcaplin]

Фёдор Менде:

То что тело движется по спирали это ясно. Что вы называете нулевой проекцией силы на направление хода и откуда она берётся.

Цаплину выношу порицание за то, что самоустранился от обсуждения.

Во-первых, ответ я дал однозначный и другого у меня нет. Вы просто невнимательны - я говорил о ненулевой составляющей силы при угле между векторами силы и скорости, отличном от 90 град. А при движении по спирали это именно так. И именно эта составляющая ускоряет тело. Правда, тут надо быть внимательным и не путать угловое ускорение с линейным. Речь идет исключительно о линейной составляющей - именно для нее применим закон Ньютона F=ma.
Во-вторых, я не самоустранялся, а заранее извинился, что не имею возможности "сидеть" в форуме. Заглядываю только эпизодически по мере возможности.

[Фёдор Менде]

Фёдор Менде:  Во-первых, ответ я дал однозначный и другого у меня нет. Вы просто невнимательны - я говорил о ненулевой составляющей силы при угле между векторами силы и скорости, отличном от 90 град. А при движении по спирали это именно так. И именно эта составляющая ускоряет тело. Правда, тут надо быть внимательным и не путать угловое ускорение с линейным. Речь идет исключительно о линейной составляющей - именно для нее применим закон Ньютона F=ma.
Во-вторых, я не самоустранялся, а заранее извинился, что не имею возможности "сидеть" в форуме. Заглядываю только эпизодически по мере возможности.

Приношу свои извинения по поводу порицания. Ход вашей мысли правильный, но нужно показать, как именно формируется та сила, о которой Вы говорите.

[tcaplin]

Фёдор Менде:

Ход вашей мысли правильный, но нужно показать, как именно формируется та сила, о которой Вы говорите.

Извиняюсь, что рисунки так и не освоил. Но, по моему разумению, представить два вектора скоростей - касательную и радиальную, и их векторную сумму, не так сложно. И спроектировать силу натяжения нити на результирующий вектор скорости тоже элементарно.

[aid]

Могу предложить и другой вариант. Два кольцевых желоба соединённых спиральной кольцевой перемычкой. Если шар, двигаясь по желобу большего диаметра, через эту перемычку перекатиться  в желоб с меньшим диаметром, то произойдёт то же самое. При переходе с желоба большего диаметра в желоб меньшего диаметра скорость шара возрастёт, и наоборот. Никаких нитей и верёвок, а эффект тот же. Как здесь быть?

Не возрастет. Здесь как раз скорость не поменяется, а момент импульса изменится.

[Dachnik]

К обсуждаемому вопросу сила Кориолиса не имеет ни малейшего отношения. Вначале мне показалось, что Вы опытный специалист, а сейчас всё больше убеждаюсь в том, что я ошибся.

Я тоже что то там думал. Но когда увидел, что вместо рассмотрения сохранения  кинетического момента  массы  относительно оси вращения К, рассматривают сохранение момента импульса при круговом движении  L. Хотя эти выражения несут  разный физический смысл.
А когда прочел, что сила пружины не может влиять на скорость массы,так как они перпендикулярны  направлению движения массы, то окончательно передумал.
Я подробно сообщал об этом (ответ № 4),но никакой реакции.

[tcaplin]

aid:

Не возрастет. Здесь как раз скорость не поменяется, а момент импульса изменится.

Совершенно верно. (Имеем в виду, конечно, не угловую скорость)
 В случае с ниткой есть подвод внешней энергии через нитку - но нет источника момента импульса. Расчет идет через сохранение импульса.
 В случае с желобом принципиально иначе - есть сохранение энергии (трение нулевое), а взаимодействие со стенками желоба изменяет импульс (желоб жестко укреплен и является источником момента сил). Расчет идет через сохранение энергии. (См. #13, где угловая скорость должна расчитываться уже не из баланса (постоянства) моментов, а из баланса энергий).

[Amw]

При круговом движении центробежная сила (ЦБ) уравновешивает центростремительную (ЦС), т.к. центр вращения, через который проходит ЦС и центр кривизны орбиты, через который проходит ЦБ - совпадают. Если увеличить ЦС то тут же изменится центр кривизны орбиты и от ЦС и ЦБ возникнет результирующая сила, которая и называется Кориолисова... Она либо ускоряет тело, либо разрушает берега.

[tcaplin]

Amw. Можно и так, но непонятно, почему левое ухо надо чесать через затылок правой рукой?
 "Изменение центра кривизны орбиты" надо еще находить по изменению направления силы. В то время как именно это изменение силы и работает, "центр" тут не нужен.

[aid]

Я тоже что то там думал. Но когда увидел, что вместо рассмотрения сохранения  кинетического момента  массы  относительно оси вращения К, рассматривают сохранение момента импульса при круговом движении  L. Хотя эти выражения несут  разный физический смысл.

Я всегда полагал, что момент импульса и кинетический момент - это одно и то же. А также момент количества движения и угловой момент.

[Amw]

aid:  Совершенно верно. (Имеем в виду, конечно, не угловую скорость)
 В случае с ниткой есть подвод внешней энергии через нитку - но нет источника момента импульса. Расчет идет через сохранение импульса.
 В случае с желобом принципиально иначе - есть сохранение энергии (трение нулевое), а взаимодействие со стенками желоба изменяет импульс (желоб жестко укреплен и является источником момента сил). Расчет идет через сохранение энергии. (См. #13, где угловая скорость должна расчитываться уже не из баланса (постоянства) моментов, а из баланса энергий).

Как же не меняя кинетической энергии шарика (его линейной скорости) переместить его по жесткому желобу на более низкую орбиту? Если желоб жестко укреплен, то его угловая скорость постоянна, а линейная скорость концов - нет. Надо бы задачки поближе к реальности.