Инерционные силы в Природе.

[Lons]

   Хорошо известно, что силы, порождаемые всемирным тяготением, называются гравитационными, или силами тяжести. Аналогично, силы порождаемые всемирной инерционностью, следовало бы назвать инерционными силами.
     На цепь с креслом при вращении карусели с постоянной угловой скоростью действуют постоянные силы: сверху тянет реакция опоры, снизу вертикально тянет сила тяжести и горизонтально от оси вращения к периферии тянет инерционная сила (ИС). Сумма последних, называемая силой веса, коллинеарна линии натянутой цепи. (Вообще говоря, цепь раскрученной карусели образует кривую линию, но при достаточно тяжёлом кресле с человеком изгиб пренебрежимо мал.) Сила веса и её компоненты существуют объективно и не зависят от точки зрения наблюдателя.                                           
                                                                   _                                                                                                               
                                                                  l\
                                                                    \
                                                                      \
                                                                        .                 
                                                                          .
                                                                            .
                                                                              .
                                                                                .
                                                                                  . ______\
                                                                                  l           /
                                                                                  l
                                                                                  l               
                                                                                  l
                                                                                 \l/           
На само кресло со стороны цепи действует сила, равная силе реакции, которая передаётся сверху вниз по упругим межатомным связям, разумеется, электромагнитной природы.  Что собой представляют векторы – вертикальный и горизонтальный, составляющие силу веса? Всемирное тяготение порождает в материальном теле гравитационное силовое поле, а наш вертикальный вектор изображает интеграл, взятый по объёму тела, то есть равнодействующую силу тяжести. Аналогично, свойство всемирной инерционности порождает в объёме тела инерционное силовое поле. Интегрирование тут даёт равнодействующую инерционную силу, которую мы изобразили горзонтальным вектором.

[Lons]

            Инерционная сила приложена к телу в том же смысле, в каком к нему приложена сила тяжести. Через посредство упругих межатомных связей инерционная сила и сила тяжести передаются к подвесу кресла, где и тянут цепь снизу. Какая же сила создаёт ускорение кресла с человеком? Сила тяжести ортогональна плоскости вращения и в создании центростремительного ускорения участия принять никак не может, вопреки утверждению Alexpo: << Лонс, как та вдова высек себя сам. Я то как раз помню, про правило параллелограмма, именно поэтому и пишу все время, что центростремительную силу и ускорение создают, складываясь, две силы тяжести и упругости.>>/Alexpo, 7 апреля 13:58, стр. 372, тема «Почему не сущесвует...»/   
Центростремительное ускорение для кресла создаёт горизонтальная компонента тяги цепи, равная по модулю и противоположно направленная по отношению к ИС. Чтобы понять суть кажущегося парадокса обратимся к более простому примеру движения без участия силы тяжести: стержень, скользящий по гладкой горизонтальной поверхности. Когда к обоим торцам приложены равные по модулю и противоположные по направлению горизонтальные силы, стержень неподвижен.
                      __________________________
            <-----[                                         ]----->
                      __________________________
Но если убрать одну из сил, например, левую, то стержень двинется вправо с постоянным ускорением.
                                           __________________________
                                          [                                         ]----->
                                           __________________________

-- Как же так? – воскликнет школьник, только что прочитавший про третий закон Ньютона.  -- Какая же тут разница со статическим случаем? И там и там на правом торце действуют две равные противоположные силы! Почему же стержень во втором случае ускоренно движется?
     
     Так что, синьоры-товарищи? Поможем наивному исследователю Природы?

[aid]

   Хорошо известно, что силы, порождаемые всемирным тяготением, называются гравитационными, или силами тяжести. Аналогично, силы порождаемые всемирной инерционностью, следовало бы назвать инерционными силами.
     На цепь с креслом при вращении карусели с постоянной угловой скоростью действуют постоянные силы: сверху тянет реакция опоры, снизу вертикально тянет сила тяжести и горизонтально от оси вращения к периферии тянет инерционная сила (ИС). Сумма последних, называемая силой веса, коллинеарна линии натянутой цепи. (Вообще говоря, цепь раскрученной карусели образует кривую линию, но при достаточно тяжёлом кресле с человеком изгиб пренебрежимо мал.) Сила веса и её компоненты существуют объективно и не зависят от точки зрения наблюдателя.                                           
                                                                   _                                                                                                               
                                                                  l\
                                                                    \
                                                                      \
                                                                        .                 
                                                                          .
                                                                            .
                                                                              .
                                                                                .
                                                                                  . ______\
                                                                                  l           /
                                                                                  l
                                                                                  l               
                                                                                  l
                                                                                 \l/           
На само кресло со стороны цепи действует сила, равная силе реакции, которая передаётся сверху вниз по упругим межатомным связям, разумеется, электромагнитной природы.  Что собой представляют векторы – вертикальный и горизонтальный, составляющие силу веса? Всемирное тяготение порождает в материальном теле гравитационное силовое поле, а наш вертикальный вектор изображает интеграл, взятый по объёму тела, то есть равнодействующую силу тяжести. Аналогично, свойство всемирной инерционности порождает в объёме тела инерционное силовое поле. Интегрирование тут даёт равнодействующую инерционную силу, которую мы изобразили горзонтальным вектором.

Лонс, повторяю просьбу - изобразите силы, действующие на кресло.

[антиюрист]

Какая же тут разница со статическим случаем? И там и там на правом торце действуют две равные противоположные силы! Почему же стержень во втором случае ускоренно движется?
     
     Так что, синьоры-товарищи? Поможем наивному исследователю Природы?

Конечно поможем тем более наивному.

Всё очень просто ! Просто причиной существования, так сказать, вообще, факта самого наличия в природе инерционной силы является другой не менее значимый факт - факт наличия ускорения у материального тела. Если ускорение отсутствует, то и сила инерции отсутствует также. Или наоборот - если есть в наличии инерционная сила, например, в строгом соответствии с законами Ньютона (номер закона выберите сами), то обязано существовать или быть в наличии ускорение. Иными словами, есть ускорение - есть сила инерции, нет ускорения - нет никакой инерциальной силы и в этом случае не поможет ни только никакой закон, хоть Ньютона, хоть третий, да хоть четвёртый с половиной, но даже сама Конституция Российской Федерации !

[Lons]

Лонс, повторяю просьбу - изобразите силы, действующие на кресло.

            В ответ на этот "наболевший" вопрос я переношу сюда мой сегодняшний пост (с исправленной опечаткой) из топика "Почему не существуют..."
        В точке крепления цепи к креслу? Да вот рисунок:
                                                                   _
                                                                  l\
                                                                    \
                                                                      \
                                                                        . ______\
                                                                        l           /                                     
                                                                        l
                                                                        l                                                                                                                 
                                                                        l
                                                                       \l/ 
              Но подобный же рисунок справедлив вообще для любого звена цепи.

    Вы, почему-то, настаиваете именно на "кресле", хотя так ставить вопрос НЕКОРРЕКТНО. Давайте упростим ситуацию, убрав кресло. Помните свою "опечатку" насчёт формы принимаемой одной раскрученной цепью? Если я у вас попрошу нарисовать схему сил, действующих на цепь", то вы, наверное, пожелаете уточнения: "а в какой точке цепи?" И будете правы.

[Lons]

Конечно поможем тем более наивному.
Всё очень просто ! Просто причиной существования, так сказать, вообще, факта самого наличия в природе инерционной силы является другой не менее значимый факт - факт наличия ускорения у материального тела. Если ускорение отсутствует, то и сила инерции отсутствует также. Или наоборот - если есть в наличии инерционная сила, например, в строгом соответствии с законами Ньютона (номер закона выберите сами), то обязано существовать или быть в наличии ускорение. Иными словами, есть ускорение - есть сила инерции, нет ускорения - нет никакой инерциальной силы и в этом случае не поможет ни только никакой закон, хоть Ньютона, хоть третий, да хоть четвёртый с половиной, но даже сама Конституция Российской Федерации !

     Прошу вас не путать слова "инерционный" и "инерциальный", так как они прилеплены к совершенно разным понятиям. Разумеется наличие ускорения есть необходимое и достаточное условие возникновения инерционной силы. Но вы этой констатацией ничуть не помогли школьнику развеять его недоумение.

[антиюрист]

     Прошу вас не путать слова "инерционный" и "инерциальный", так как они прилеплены к совершенно разным понятиям.

Очень приятно разговаривать с человеком способным разъяснить эту разницу. Я был бы очень признателен за такое разъяснение.

Разумеется наличие ускорения есть необходимое и достаточное условие возникновения инерционной силы. Но вы этой констатацией ничуть не помогли школьнику развеять его недоумение.

Очень приятно разговаривать с школьником способным понимать что такое необходимое, а что - достаточное условие. Но если только Вы не придуряетесь и  на самом деле понимаете, что это такое, то в чём проблема-то ? В одном из двух интересующих Вас вариантов присутствует инерционная сила, т.е. оно же ускорение, а, соответственно, в другом - такой силы нет и, поэтому, в строгом соответствии с Вашими знаниями о необходимом и достаточном условии, ускорения нет тоже и вариант такой относится к науке, называемой статикой. Разница лишь в том, что в одном случае сила реальная, а в другом - виртуальная, которая называется инерционной.

Теперь школьник врубился ? Или всё бесполезно ?

[антиюрист]

     Если я у вас попрошу нарисовать схему сил, действующих на цепь", то вы, наверное, пожелаете уточнения: "а в какой точке цепи?" И будете правы.

Нет, в этом случае он не будет прав.

[Dachnik]

            В ответ на этот "наболевший" вопрос я переношу сюда мой сегодняшний пост (с исправленной опечаткой) из топика "Почему не существуют..."
        В точке крепления цепи к креслу? Да вот рисунок:
                                                                   _
                                                                  l\
                                                                    \
                                                                      \
                                                                        . ______\
                                                                        l           /                                     
                                                                        l
                                                                        l                                                                                                                 
                                                                        l
                                                                       \l/ 
              Но подобный же рисунок справедлив вообще для любого звена цепи.

    Вы, почему-то, настаиваете именно на "кресле", хотя так ставить вопрос НЕКОРРЕКТНО. Давайте упростим ситуацию, убрав кресло. Помните свою "опечатку" насчёт формы принимаемой одной раскрученной цепью? Если я у вас попрошу нарисовать схему сил, действующих на цепь", то вы, наверное, пожелаете уточнения: "а в какой точке цепи?" И будете правы.

А может будет парабола?
Берем декартову СО. Ось У по оси столба карусели, Ось Х по поверхности Земли. Сила гравитации на каждое звено цепи не зависит от радиуса вращения,
а центробежная пропорциональна радиусу F =m*W²*R (m - масса одного звена.)
При постоянной угловой скорости ищем уравнение угла А отклонения звеньев от оси У.
Центростремительная сила равна mg*TgA = центробежной = m*w²R
TgA = w²R/g
Это первая производная от уравнения цепи.
Интеграл от w²R/g dr = w²R²/2g

[Lons]

Очень приятно разговаривать с человеком способным разъяснить эту разницу. Я был бы очень признателен за такое разъяснение.Очень приятно разговаривать с школьником способным понимать что такое необходимое, а что - достаточное условие. Но если только Вы не придуряетесь и  на самом деле понимаете, что это такое, то в чём проблема-то ? В одном из двух интересующих Вас вариантов присутствует инерционная сила, т.е. оно же ускорение, а, соответственно, в другом - такой силы нет и, поэтому, в строгом соответствии с Вашими знаниями о необходимом и достаточном условии, ускорения нет тоже и вариант такой относится к науке, называемой статикой. Разница лишь в том, что в одном случае сила реальная, а в другом - виртуальная, которая называется инерционной. Теперь школьник врубился ? Или всё бесполезно?

С чего это он врубится-то? Вы ж при всём краснобайстверечии так и не объяснили школьнику, как нулевая сила может ускорять.

[антиюрист]

  Вы ж при всём краснобайстверечии так и не объяснили школьнику, как нулевая сила может ускорять.

Я-то как раз-то школьнику объяснил и заметьте - объяснил всё ! Вся проблема кроется вовсе не в объяснениях - а в школьнике. Который, создаёт всё впечатление, что он не понимает действие, какой-то мифической НУЛЕВОЙ силы. Вся проблема всех нулевых сил как раз и состоит именно в том, что они не действуют, ну, т.е. напрочь. И поэтому их даже может быть, ну, сколько угодно - хоть бесконечное количество, они же нулевые ! Ну, т.е. памятник !
А реальное ускорение создают вовсе не какие-то непонятные нулевые силы, а вполне реалные - они же виртуальные - инерционные силы, которые присутствуют лишь в одном из вариантов, они же необходимые и они же достаточные условия для чего ?
Догадаться сами сможете или всё бесполезно ?!

[Lons]

А может будет парабола?
Берем декартову СО. Ось У по оси столба карусели, Ось Х по поверхности Земли. Сила гравитации на каждое звено цепи не зависит от радиуса вращения, а центробежная пропорциональна радиусу F =m*W²*R (m - масса одного звена.)
При постоянной угловой скорости ищем уравнение угла А отклонения звеньев от оси У. Центростремительная сила равна mg*TgA = центробежной = m*w²R TgA = w²R/g Это первая производная от уравнения цепи.
Интеграл от w²R/g dr = w²R²/2g

       Нет, у меня получилась логарифмическая кривая: f(r)= h -a lnx. При r=1 имеем точку подвеса на высоте h, и дальше по радиусу r от оси вращения идёт снижение.

[Lons]

Я-то как раз-то школьнику объяснил и заметьте - объяснил всё ! Вся проблема кроется вовсе не в объяснениях - а в школьнике. Который, создаёт всё впечатление, что он не понимает действие, какой-то мифической НУЛЕВОЙ силы. Вся проблема всех нулевых сил как раз и состоит именно в том, что они не действуют, ну, т.е. напрочь. И поэтому их даже может быть, ну, сколько угодно - хоть бесконечное количество, они же нулевые ! Ну, т.е. памятник !
А реальное ускорение создают вовсе не какие-то непонятные нулевые силы, а вполне реалные - они же виртуальные - инерционные силы, которые присутствуют лишь в одном из вариантов, они же необходимые и они же достаточные условия для чего ?
Догадаться сами сможете или всё бесполезно ?!

       Давайте постепенно. Во-первых, имеем три вектора, приложенные в одной точке, сумма которых равна нулю. Почему же МИФИЧЕСКАЯ?
Во-вторых, если вы уж считаете инерционные силы РЕАЛЬНЫМИ, то почему же они у вас и виртуальные?

[антиюрист]

       Давайте постепенно. Во-первых, имеем три вектора, приложенные в одной точке, сумма которых равна нулю. Почему же МИФИЧЕСКАЯ?

Потому что всё что равно нулю - того не существует, т.е. нет, если Вы не знали этого до сих пор. Именно поэтому МИФИЧЕСКАЯ ! А реальных сил может быть не три, а ещё больше, например, тридцать три ! Но значение этот факт иметь уже никакого не будет.

Во-вторых, если вы уж считаете инерционные силы РЕАЛЬНЫМИ, то почему же они у вас и виртуальные?

Что считаю я теперь это уже перестало иметь хоть малейшее значение. Имеет значение лишь одно - что считаете Вы. Если Вы, именно Вы, считаете их РЕАЛЬНЫМИ значит они будут именно таковыми, а если нет - значит нет. В этом месте не я должен договорится с собой, а только Вы и никто кроме Вас !

[Dachnik]

       Нет, у меня получилась логарифмическая кривая: f(r)= h -a lnx. При r=1 имеем точку подвеса на высоте h, и дальше по радиусу r от оси вращения идёт снижение.

У Вас получается, что нижние звенья опускается, но они понимаются вверх. Тут аналогия с поверхностью воды во вращающемся цилиндре.
Сила тяжести по радиусу одинаковая, а давление центробежной силы пропорциональной радиусу. Потому уравнение - парабола.
Что значит нет
У Вас может получаться все что угодно, потому как Вы не составили уравнение баланса сил, а логарифмы ввели от фонаря.
Посмотрите на ваш рисунок. Он правильный. Угол между цепью и осью У равен А.
Натяжение цепи N = P/CosA
Центробежная сила mW²R
Берем проекции всех сил на ось Х.
Проекция гравитационной силы равна нулю. Получаем
P*SinA/CosA = mW²R
P*TgA = mW²R
g*TgA = W²R
Прежде чем говорить нет, покажите ход вашего решения, тогда будем посмотреть .

Мой основной компьютер забанен. Все время горит красным - сервер перегружен, завтра приходи.
Захожу с запасного, с другого адреса.
А как у вас с этим.

[антиюрист]

В этом месте не я должен договорится с собой, а только Вы и никто кроме Вас !

Lons, Вы уже договорились с собой ? Или для этого Вам ещё потребуется время ?

[aid]

Если я у вас попрошу нарисовать схему сил, действующих на цепь", то вы, наверное, пожелаете уточнения: "а в какой точке цепи?" И будете правы.

Нет, неправы. Я прошу именно схему сил, действующих на кресло. К креслу приложена массовая сила тяжести, которая в однородном поле имеет равнодействующую, приложенную к центру масс кресла, приложена сосредоточенная сила реакции цепи в точке подвеса. У Вас еще возможно какая-то сила приложена - вот я и прошу изобразить.
 Если же нас не интересует изменение момента импульса кресла относительно центра масс, то нам даже точка приложения не важна - только главные векторы каждой из сил, действующих на кресло. Так что в который раз прошу изобразить.

[Lons]

Lons, Вы уже договорились с собой ? Или для этого Вам ещё потребуется время ?

  С собой у меня договорённость давно. Это школьник не понимает, откуда берётся ускорение при нулевом балансе сил на правом торце стержня. Вы никак не желаете ему помочь разобраться.

Нет, неправы. Я прошу именно схему сил, действующих на кресло. К креслу приложена массовая сила тяжести, которая в однородном поле имеет равнодействующую, приложенную к центру масс кресла, приложена сосредоточенная сила реакции цепи в точке подвеса. У Вас еще возможно какая-то сила приложена - вот я и прошу изобразить.   

     Почему, "у вас"? У нас с вами к креслу приложено ещё поле инерционных сил. В отличие от поля сил тяжести, оно неоднородно. Наложение этих полей имеет своим результатом сложную объёмную картину напряжений (и соответственно упругих деформаций). Ещё на кресло действует реакция опоры в точке присоединения нижнего звена цепи, которая, так сказать, упруго распространяется по объёму кресла. Как же можно изобразить всё это богатство одной векторной схемой? 

[антиюрист]

  Это школьник не понимает, откуда берётся ускорение при нулевом балансе сил на правом торце стержня. 

Сколько выпил ваш школьник, чтобы набраться столько наглости делать столь лживое заявление о нулевом балансе сил на правом конце или торце в динамическом случае ? Откудова в динамическом случае у вашего наглого школьника появился баланс сил, да ещё НУЛЕВОЙ, да ещё, именно, на правом конце, а не, допустим, посередине ? Или Вы учитываете инерциальную силу, которыя существует лишь при наличии ускорения ?

[Lons]

Сколько выпил ваш школьник, чтобы набраться столько наглости делать столь лживое заявление о нулевом балансе сил на правом конце или торце в динамическом случае ? Откудова в динамическом случае у вашего наглого школьника появился баланс сил, да ещё НУЛЕВОЙ, да ещё, именно, на правом конце, а не, допустим, посередине ? Или Вы учитываете инерциальную силу, которыя существует лишь при наличии ускорения?

      Не буду спрашивать, сколько выпили вы, чтобы успеть забыть второй постинг на единственной странице данного топика. Просто помогу вам цитатой оттэлева: "Как же так? -- воскликнет школьник, только что познакомившийся с третьим законом Ньютона".