Tankeexperiment om gravitation o centrifugalkraft

[tbruce]

En konstig tanke dök upp i mitt huvud och jag kan inte släppa den.

I filmen 2001: Ett rymdäventyr finns det ett rymdskepp med ett stort cirkelformat rum där konstgjord tyngdkraft drar passagerarna ut åt kanterna, dvs de kan gå upprätt på "väggarna".

Bild:

Står två personer på varsin sida om mittaxeln har man alltså huvudena mot varandra. Jag tror aldrig det riktigt förklaras i filmen hur det går till, men min tanke har hela tiden varit att detta sker genom att rummet roterar, dvs att det hela är centrifugalkraft och inte gravitation. Skulle detta fungera i verkligheten? Kan man slänga ut en roterande "tunna" i rymden och med hjälp av centrifugalkraften få något som påminner om gravitation mot väggarna? Jag utgår från att man kan det... Och det är här de kluriga frågorna poppar upp.

Vad händer om man kastar en boll där inne? Säg att man kastar den rakt "uppåt", alltså in mot mittaxeln (tänk bort den stora cylindern i mitten som finns på bilden ovan). Kommer den då bete sig som en boll gör på jorden? Det skulle bli väldigt underligt... om A står på ena sidan och B rakt över på andra (uppochner från A sett alltså), och A kastar en boll som flyger förbi mittaxeln och når precis till B:s huvudhöjd, då kommer den alltså vända där och falla tillbaka till A? För B kommer det alltså se ut som att den studsar i luften och sedan accelererar, typ? För det finns ju ingen riktig gravitation där som kan ta tag i den och slänga ner den på Bs sida.

Vad skulle hända om den bara touchade lite i golvet på Bs sida? Skulle den då plötsligt byta håll och stanna där? Eller skulle det vara som att den bara slog i taket från A sett? Vad skulle hända om B satte sin hand "över" bollen (från B:s synvinkel, dvs under från A:s) precis när den hade vänt i luften? Skulle den då dras med av B:s "tyngdkraft" och med en gång och falla ner till hans golv?

För det skulle ju vara helt galet. Är det nåt jag har missat här? Skulle den bete sig HELT annorlunda än på jorden? Kan luftmotståndet vara tillräckligt för att dra den åt närmaste golv? Skulle den stanna i mitten?

Vad händer om man hoppar? 😱

Hur kommer bollsporterna i OS år 2308 se ut?

😳

EDIT: Och just det, jag glömde den viktigaste frågan av alla! Om man klättrar upp på väggen till mitten och släpper, då kommer man rimligtvis vara i tyngdlöst tillstånd? Vad händer då om man på något sätt tar sig ner till golvet på någon sida - kommer man då kunna sväva ovanför golvet dvs vara opåverkad av centrifugalkraften, medans alla runtomkring skulle dras mot golvet som vanligt??

Jag känner att jag måste ha gjort nåt grovt tankefel nånstans om jag kommer till såhär konstiga slutsatser. 😏

Redigerat 3 januari 2007 av tbruce

[Zyan]

Jag vet inget om rummet i 2001, men Fugelslang var ju inte helt gravitationslös. Han var så att jordens dragningskraft är lika mycket som centrifugalkraften. Och på så vis tyngdlös. Så centrifugalkraften finns i rymden.

Jag vet dock hur den scenen är filmad. Detta var innan digital teknik

Allt är ganska enkelt att förstå förutom hur de har gjort när en klättrar ner för en stege och går till andra änden av rummet medans en snubbe sitter där.

Edit:

Vad händer då om man på något sätt tar sig ner till golvet på någon sida - kommer man då kunna sväva ovanför golvet dvs vara opåverkad av centrifugalkraften, medans alla runtomkring skulle dras mot golvet som vanligt??

Man blir väl dragen emot det golvet man är närmast.

Redigerat 3 januari 2007 av Zyan

[tbruce]

Obs - med "Jag tror aldrig det riktigt förklaras i filmen hur det går till, men min tanke har hela tiden varit att detta sker genom att rummet roterar, dvs att det hela är centrifugalkraft och inte gravitation" menar jag alltså hur det går till i storyn, inte hur de har filmat det... 😏

[Pazo]

Beror på vilken hastighet du kastar den med.

Lyckas du kasta den in i mitten och du rör dig med lämplig hastighet kommer du själv att fånga bollen. annars landar den vid någon annan punkt.

Fallet i sig handlar bara om roterande referenssystem.

Om du är inne i ett rum som roterar med konstant hastighet och sitter vi ett bords ände kan du kasta en boll till dig själv.

Lite svårt att bara förklara såhär men. ööhh

tänk dig att du är på en roterande karusell och kastar en boll frammåt.

Tittar du på karusellen uppifrån och det är karusellen som roterar så kommer du se bollen åka rakt fram medans personen som kastade bollen kommer åka runt med karusellen. inget konstigt right?

Tänkt dig sedan att du ser karusellen ovanifrån igen, men denhär gången så roterar du med karusellen. kommer bollen fortfarande åka rakt fram?

NÄÄÄ!! 😏

Bollen kommer nu enligt dig att svänga av åt sidan, eventuellt göra loppar i karusellens plan.

Har faktiskt testat detta experiment. var nåra veckor sen nu. askul att sitta i det snurrande rummet å kasta saker mellan folk. skönast är att få bollen att rulla tillbaka till en själv 😳

[tbruce]

Ah. Men! En rullande boll på ett roterande golv på jorden är ju en annan sak - där påverkas bollen av hur golvet rör sig. I rymden finns inte det med på samma sätt (förutom luften, men vi kan ju föreställa oss ett rum i vakuum)...

Men kort och gott kan man säga att bollen skulle bete sig helt annorlunda än mot riktig gravitation, vilket typ diskvalificerar de flesta av mina följdfrågor? 😏

[Björn Olsberg]

Ah. Men! En rullande boll på ett roterande golv på jorden är ju en annan sak - där påverkas bollen av hur golvet rör sig. I rymden finns inte det med på samma sätt (förutom luften, men vi kan ju föreställa oss ett rum i vakuum)...

Kanske missförstår jag dig, men vakuum är inte en faktor som tar bort gravitation, däremot luftmotståndet som begränsar till exempel en bolls maximala hastighet vid fall med gravitation som dragkraft.

[tbruce]

😏 Nej vakuum tar inte bort tyngkraft, helt lost är jag inte. 😳 Jag menar att i ett roterande rum utan gravitation så kommer luften i rummet rotera med - alltså kan bollen påverkas av det. Är det vakuum så borde den ju rimligtvis bara påverkas av banan den hade när den lämnar kastarens hand. Det är det jag vill åt.

[spaceman]

E = mc2 😏

Skämt och sido, om det skulle bygga på centrifugalkraft (rummet roterar med gravitation) så skulle det bli svårt att stå upprätt som människa. Man skulle flyga pladask med hela kroppen mot kanten. Skulle rummet enbart bestå utan gravitation så hjälper inga moonboots med vikter i hela rymden.

Skulle väl vara att man tog patent år 2302 på att kunna styra gravitationen så att man kunde välja gravitation light, kanske på en skala mellan 1-10.

År 2302 kom även VST ver.2348 ut i rymden... 😳

[tbruce]

om det skulle bygga på centrifugalkraft (rummet roterar med gravitation) så skulle det bli svårt att stå upprätt som människa

Beror väl på hur snabbt det snurrar? Eller menar du på jorden nu?

[Pazo]

😏 Nej vakuum tar inte bort tyngkraft, helt lost är jag inte. 😳 Jag menar att i ett roterande rum utan gravitation så kommer luften i rummet rotera med - alltså kan bollen påverkas av det. Är det vakuum så borde den ju rimligtvis bara påverkas av banan den hade när den lämnar kastarens hand. Det är det jag vill åt.

Men luftens inverkan är ju försumbar

[Valle]

Tittar du på karusellen uppifrån och det är karusellen som roterar så kommer du se bollen åka rakt fram medans personen som kastade bollen kommer åka runt med karusellen. inget konstigt right?

Hur är förresten med det där... måste inte bollen — så att säga — lämna handen med en viss minimi-hastighet (i förhållande till karusellens hastighet) för att faktiskt färdas rakt fram i den riktning som den kastas (lämnar handen)?

😏

[Pazo]

Tittar du på karusellen uppifrån och det är karusellen som roterar så kommer du se bollen åka rakt fram medans personen som kastade bollen kommer åka runt med karusellen. inget konstigt right?

Hur är förresten med det där... måste inte bollen — så att säga — lämna handen med en viss minimi-hastighet (i förhållande till karusellens hastighet) för att faktiskt färdas rakt fram i den riktning som den kastas (lämnar handen)?

😏

Bollen kommer ju fortfarande gå i en rak linje. kanske inte i preics den rikntingen man menade att kasta den men rakt ändå.

[spaceman]

Var på ett jiippo på Tom Tits exprement i Södertälje för något år sedan.

Där har man något man kallar för rotorn

http://www.tomtit.se/?dnode=1128

som är som en centrifug från tvättstugan. Det fanns ingen annan ställning än att

man satt som fastklistrad mot kanten...Kul var det iallafall 😏

[Lee]

Pazo har helt korrekt i alla antaganden och beskrivningar. Vill bara göra lite tillägg.

Om det är luft i cylindern så kommer denna att rotera med samma hastighet som röret. Anledningen är luftens friktion mot väggar och golv. Och tur är det! Annars hade blåsten på jorden varit cirka 500m/s konstant, men av samma anledning som ovan så klarar vi oss från detta.

Sedan är det centripetalkraften som verkar i en roterande cylinder eller karusell. Om du åker i en bil och den svänger tvärt så vill centripetalkraften att du skall åka rakt fram. Men referenssystemet (bilen) du åker i flyttar sig i sidled och det är därför som du sitter som klistrad i sidorutan. Det är alltså inte du som slänger dig handlöst in i rutan. Samma tanke kan användas i roterande cylinder, med den skillnaden att referenssystemet svänger hela tiden. Testa i en närmaste rondell... 🙂

Om man antar att längden in till mitten av den cylindern som är avbildad tidigare är 10m så skulle den behöva snurra med ungefär 10 varv per minut för att det skulle kännas som gravitationen på jorden.

Jorden har förresten inte konstant gravitation. Delvis beror detta på topografin men också på att jorden roterar. Det blir lite karusell också. Längst ifrån rotationsaxeln känns påverkan av centripetalkraften mest. (Men det är annat som påverkar också.)

I korthet borde betyder det att man blir lättare närmare ekvatorn. Mina egna studier vid besök på sydligare breddgrader bekräftar faktiskt det. Det känns betydligt lättare att leva på Kanarieöarna än i Skåne! 🙂

[Pazo]

😏

[Vallhagen]

Jorden har förresten inte konstant gravitation. Delvis beror detta på topografin men också på att jorden roterar. Det blir lite karusell också. Längst ifrån rotationsaxeln känns påverkan av centripetalkraften mest. (Men det är annat som påverkar också.)

Ach so!

Vi börjar snacka Koreoliseffekten 😆 ... som bl.a. åstadkommer mer salt i vattnet på finska sidan av östersjön!

[Pico]

Jäkla nördar.. 😆

[Pazo]

Jorden har förresten inte konstant gravitation. Delvis beror detta på topografin men också på att jorden roterar. Det blir lite karusell också. Längst ifrån rotationsaxeln känns påverkan av centripetalkraften mest. (Men det är annat som påverkar också.)

Ach so!

Vi börjar snacka Koreoliseffekten 🙂 ... som bl.a. åstadkommer mer salt i vattnet på finska sidan av östersjön!

Och att saker och ting får en sidoförskjutning om de faller 😆

[D Vibe]

Har ni tänkt på vad svårt det måste vara att stryka kläder i tyngdlöst tillstånd?

[Signert]

Sedan är det centripetalkraften som verkar i en roterande cylinder eller karusell. Om du åker i en bil och den svänger tvärt så vill centripetalkraften att du skall åka rakt fram. Men referenssystemet (bilen) du åker i flyttar sig i sidled och det är därför som du sitter som klistrad i sidorutan. Det är alltså inte du som slänger dig handlöst in i rutan. Samma tanke kan användas i roterande cylinder, med den skillnaden att referenssystemet svänger hela tiden. Testa i en närmaste rondell... 😄

Helt rätt, fast tvärtom. Det är centripetalkraften som ser till att du inte åker rakt fram när bilen svänger, eller att du inte flyger av karusellen. Centrifugalkraften är en skenkraft, som vi upplever eftersom det känns som att en kraft försöker dra oss mot bildörren eller mot karusellens kant.

Hittade ett annat bra exempel på Wikipedia:

Ett annat exempel är vattenhinken som snurras över huvudet. Det är inte någon centrifugalkraft som gör att vattnet stannar kvar i hinken utan det är endast hinkens botten som trycker vattnet kvar i hinken. Om inte hinkens botten skulle finnas då skulle vattnet flyga ut ur hinken.

[Signert]

Var på ett jiippo på Tom Tits exprement i Södertälje för något år sedan.

Där har man något man kallar för rotorn

http://www.tomtit.se/?dnode=1128

som är som en centrifug från tvättstugan. Det fanns ingen annan ställning än att

man satt som fastklistrad mot kanten...Kul var det iallafall 😄

Tom Tits rotor måste ju övervinna jordens gravitation, därför är det full fart som gäller. I tyngdlöst tillstånd skulle det räcka med mycket liten rotation för att man skulle "fastna" på väggen.

[Fidden]

Sedan är det centripetalkraften som verkar i en roterande cylinder eller karusell. Om du åker i en bil och den svänger tvärt så vill centripetalkraften att du skall åka rakt fram. Men referenssystemet (bilen) du åker i flyttar sig i sidled och det är därför som du sitter som klistrad i sidorutan. Det är alltså inte du som slänger dig handlöst in i rutan. Samma tanke kan användas i roterande cylinder, med den skillnaden att referenssystemet svänger hela tiden. Testa i en närmaste rondell... 😄

Helt rätt, fast tvärtom. Det är centripetalkraften som ser till att du inte åker rakt fram när bilen svänger, eller att du inte flyger av karusellen. Centrifugalkraften är en skenkraft, som vi upplever eftersom det känns som att en kraft försöker dra oss mot bildörren eller mot karusellens kant.

Hittade ett annat bra exempel på Wikipedia:

Ett annat exempel är vattenhinken som snurras över huvudet. Det är inte någon centrifugalkraft som gör att vattnet stannar kvar i hinken utan det är endast hinkens botten som trycker vattnet kvar i hinken. Om inte hinkens botten skulle finnas då skulle vattnet flyga ut ur hinken.

Ah, ett lysande tillfälle att uppfriska mina fysikkunskaper (som är alltför dåliga). Har nämligen alltid haft lite problem med just detta.

När hinken är upponer ovanför huvudet, då jobbar gravitationen neråt och centripetalkraften alltså också nedåt. Vad är det som håller kvar vattnet i hinken? Var det så att rotation är konstant acceleration åt något håll, som verkar som en tredje kraft?

[Signert]

När hinken är upponer ovanför huvudet, då jobbar gravitationen neråt och centripetalkraften alltså också nedåt. Vad är det som håller kvar vattnet i hinken? Var det så att rotation är konstant acceleration åt något håll, som verkar som en tredje kraft?

Du har ju satt fart på hinken, men håller kvar den i handen. Om du släpper den, eller om botten går ur, så fortsätter ju vattnet iväg. En bit iaf, tills gravitationen tar över.

Det där med konstant accelleration stämmer. Fast det är hinken som accellererar mot din hand så länge du håller kvar den. Tänk på en bil som svänger, den accellererar i sidled s.a.s.

Går bildörren upp, eller om du ramlar av karusellen, så fortsätter du i tangentens riktning, inte rakt ut, vilket alla släggkastare känner till. 😳

[Magpie]

Var på ett jiippo på Tom Tits exprement i Södertälje för något år sedan.

Där har man något man kallar för rotorn

http://www.tomtit.se/?dnode=1128

som är som en centrifug från tvättstugan. Det fanns ingen annan ställning än att

man satt som fastklistrad mot kanten...Kul var det iallafall 🙂

Tom Tits rotor måste ju övervinna jordens gravitation, därför är det full fart som gäller. I tyngdlöst tillstånd skulle det räcka med mycket liten rotation för att man skulle "fastna" på väggen.

Jag åkte en sådan roterande karusell i USA som hette turkish twist.

När den fått upp tillräcklig fart sänktes golvet och man klistrades mot väggen och kunde röra sig runt som en spindel.

Det var kul 😳

[Mossman]

Ett annat tankeexperiment:

Jag och en polare satt lite på fyllan och diskuterade hur man skulle göra ett absolut ljuddämpat rum(inget ljud in och inget ljud ut ur rummet). Det bästa vi kom fram till var detta:

1. Bygg ett kubiskt rum sätt magneter på insidan av väggarna, taket och golvet med ex minus polen från väggen.

2. Bygg ett lite mindre kubiskt rum inne i det andra, sätt magneter på väggarna (utsidan) med minuspolen från väggen.

3. se till att ha vacuum mellan de två rummen.

4. Nu kommer rummet sväva, eftersom magneterna motverkar varandra.

Men blir det helt tyst? om du står och skriker inne i det lilla rummet så borde rummet vibrera och magneterna likaså, vilket får magneterna i det stora rummet att vibrera med i takt, vilket gör ljud ut från det rummet, om än minimalt. Eller eehhh.. 😉

Någon som har en bättre idé

Sorry att jag snodde den annars intressanta tråden.

Redigerat 4 januari 2007 av Mossman

[D Vibe]

Ett annat tankeexperiment:

Jag och en polare satt lite på fyllan och diskuterade hur man skulle göra ett absolut ljuddämpat rum(inget ljud in och inget ljud ut ur rummet). Det bästa vi kom fram till var detta:

1. Bygg ett kubiskt rum sätt magneter på insidan av väggarna, taket och golvet med ex minus polen från väggen.

2. Bygg ett lite mindre kubiskt rum inne i det andra, sätt magneter på väggarna (utsidan) med minuspolen från väggen.

3. se till att ha vacuum mellan de två rummen.

4. Nu kommer rummet sväva, eftersom magneterna motverkar varandra.

Men blir det helt tyst? om du står och skriker inne i det lilla rummet så borde rummet vibrera och magneterna likaså, vilket får magneterna i det stora rummet att vibrera med i takt, vilket gör ljud ut från det rummet, om än minimalt. Eller eehhh.. 😳

Någon som har en bättre idé

Sorry att jag snodde den annars intressanta tråden.

Kanske hade funkat i praktiken, men frågan är om det vore så trevligt att vara i ett sånt rum? Jag menar, eftersom det är helt tätt så kommer det heller inte in någon ny luft..

Svimma deluxe..?

[DivineCo]

Gravitationskraft är en kraft som alla andra. Tex. centrrifugal eller centripetalkraft.

Men det är inte samma sak i ett Newtonskt perpektiv. Men i ett större perpektiv är det ändå samma sak. Tror jag. Men då får man kanske gå längre än Einstein och det har vi inte gjort än.

Gravitation (enligt traditionell fysik) bygger på att all massa attraherar annan massa medans Centrfugalkraft bygger på att man tillför kraft i ett ekvilibrium för att uppnå någon form av balans. Om inte yttre krafter påverkar som, gravitation tex, behövs mindre kraft om starka krafter påverkar behövs mer kraft.

Redigerat 4 januari 2007 av DivineCo

[Pazo]

Gravitationskraft är en kraft som alla andra. Tex. centrrifugal eller centripetalkraft.

Men det är inte samma sak i ett Newtonskt perpektiv. Men i ett större perpektiv är det ändå samma sak. Tror jag. Men då får man kanske gå längre än Einstein och det har vi inte gjort än.

Gravitation (enligt traditionell fysik) bygger på att all massa attraherar annan massa medans Centrfugalkraft bygger på att man tillför kraft i ett ekvilibrium för att uppnå någon form av balans. Om inte yttre krafter påverkar som, gravitation tex, behövs mindre kraft om starka krafter påverkar behövs mer kraft.

NJa inte helt riktigt.

Centrifugalkraften är en fictiv kraft.

[DivineCo]

Måste också tilläga att det som vi betecknar som centrifugalkraft alltid är beroende av en centripetalkraft annars skulle det bara vara som Davids slunga.

[DivineCo]

Man kan som Pazo säga att det är en fiktiv kraft. På så sätt att kraften har ett annat ursprung. Men vad är ursprunget?