Bine aţi venit pe Scientia QA!
Pentru a putea publica întrebări şi răspunsuri, trebuie să vă înregistraţi.
Atenţie! Este posibil ca e-mailul de confirmare a înregistrării să intre în Spam.
Pune o întrebare

Newsletter


3.5k intrebari

6.7k raspunsuri

15.2k comentarii

2.2k utilizatori

5 plusuri 1 minus
662 vizualizari

O navetă spațială se află în imponderabilitate și stă nemișcată în raport cu un sistem de referință oarecare. În navetă se află câțiva astronauți.

Pe pereții navetei se află mânere de care astronauții se pot ține astfel încât sa se poată deplasa nu plutind ci mergând pe pereți, cu mișcări ale mâinilor și picioarelor asemănătoare urcatului pe o scară, adică trăgând de mânerele de la nivelul mâinilor și înpingându-le pe cele aflate la nivelul picioarelor.

Presupunând că astronauții se deplasează în acest mod din partea din spate în partea din față a navetei, întrebarea este dacă poziția acesteia se modifică în sistemul de referință considerat. Asupra navetei nu acționează nicio forță exterioară.

Variante de raspuns:
Da, se mișcă spre înapoi, deoarece astronauții exercită forțe care o împing în acest sens.
Nu, deoarece forțelor exercitate de astronauți li se opun forțe de reacțiune din parea navetei, conform Legii a III-a a mecanicii.
Nici prima și nici a doua variantă nu descriu corect fenomenul fizic.
Senior (6.6k puncte) in categoria Fizica
editat de
0 1
Ar trebui sa "definiti" care este spatele, care este fata.Spatele e "cel din urma", fata e "cea dinainte", daca naveta se afla in inponderabilitate , nu are "inceput", nici "sfarsit"

nu are "fata", nici "spate".
1 0

Sensul înapoi este cel opus sensului de deplasare a astronauților. Aici am considerat spatele. Fața este la capătul opus.

Ideea că, în condiții de imponderabilitate, noțiunile de față și spate și-ar pierde sensul iar naveta nu are nici început nici sfârșit, e o glumă? 

1 0
Parca spuneai ca naveta "sta nemiscata in raport cu un sistem de referinta"
0 0
P. Am considerat ca naveta e imobila in sistemul de referinta luat in considerare atat  timp ce nici astronautii din ea nu se deplaseaza, dar se poate misca atunci cand astronautii "trag de ea". Viteza si amplitudinea miscarii ei vor fi insa infime fata de ale astronautilor, (raportul maselor, fortele de actiune si reactiune fiind egale si de semn/sens contrar). Centrul de masa, (a navetei+a astronautilor), insa va fi imobil.

Unde pun stampila?.
0 1
@valangjed. Da, spuneam că naveta stă nemișcată în raport cu un sistem de referință, Și întrebam ce se întâmplă când astronauții de deplasază prin ea în condițiile descrise.

@John Flower 1. Important e dacă naveta se deplasează sau nu. Dacă se deplasează, nu contează că viteza și amplitudinra mișcării sunt infime, problema nu cere o evaluare cantitativă ci o descriere calitativă a fenomenului fizic.

Adică, de ce s-ar deplasa sau de ce nu s-ar deplasa.

3 Raspunsuri

0 plusuri 1 minus

Evident ca DA!. Astronautii o trag/propulseaza in acest sens iar ei se propulseaza in sens invers, ceea ce exemplifica perfect efectul/legea actiunii si reactunii. Si deplasarea prin plutire, care nu se poate face in gaze/aer ca inotul, tot prin propulsie/impingere/tragere incepe si se si termina.

In timpul deplasarii astronautilor, naveta se deplseaza in spate, iar la oprire in fata,insa cu ceva mai putin decat deplasarea in spate, astfel incat centrul de masa sa ramana tot timpul acolo unde era initial.

In urma precizarii: "Da, spuneam că naveta stă nemișcată în raport cu un sistem de referință, Și întrebam ce se întâmplă când astronauții de deplasază prin ea în condițiile descrise".

desi initial: "Presupunând că astronauții se deplasează în acest mod din partea din spate în partea din față a navetei, întrebarea este dacă poziția acesteia se modifică în sistemul de referință considerat", care in enunt mai este descris si ca "oarecare", intrbarea lasa ca singura alternativa logica, (altfel nu are sens), posibilitatea de miscare a navetei, nemiscarea fiind doar punctul/momentul de incepere al "catararii" astronautilor, acum devine clar ca era o capcana ascunsa sub lipsa de logica/sens a intrebarii.

 

Nici prima și nici a doua variantă nu descriu corect fenomenul fizic.

 

Naveta fiind imobila in sistemul de referinta considerat, evident nu se poate misca in raport cu el, indiferent ce se intampla in ea sau afara, atat timp cat "Asupra navetei nu acționează nicio forță exterioară" si este nemiscata in raport cu sistemul de referinta.

Inca nu stiu cum sa cataloghez intrebarea: o gluma buna/farsa/pacaleala de 25 sept, sau o gluma proasta.

Junior (740 puncte)
editat de
0 1
Dacă astronauții ajung și rămân în partea din față a navetei ar trebui, deci, ca naveta să-și continue deplasarea rectilinie și uniformă cu viteza imprimată de mișcarea oamenilor?

Așa ar rezulta, având în vedere Legea I a lui Newton.

Încercați și un vot?
0 1
John, asta ar inseamna ca astronautii de pe Statia Spatiala Internationala trebuie sa fie foarte atenti la cum se misca p'acolo ...
0 0
P. sa ajunga in partea din fata ei o trag in spate, iar la oprirea lor acolo, o imping in fata exact cu cat au tras-o in spate.

T.  Evident ca asa si fac. Daca se imping prea tare intr-un perete, se vor lovi cu o viteza invers proportionala cu masa lor, de cel opus, care vine spre ei cu o viteza invers proportionala cu masa navetei. Raportul maselor fiind destul de mare/mic, suma celor doua viteze este destul de bine aproximata de cea a astronautului, iar global, pozitia navetei se schimba doar pe durata deplasarii pasagerilor, la oprirea lor revenind la pozitia initiala..
0 1
JF, corectați-mă dacă înțeleg greșit.

Fenomenul care are loc este, așa cum îl descrieți dvs., următorul:

1. Astronauții pornesc dintr-un capăt al navetei către celălalt. Pe timpul deplasării lor, naveta se deplasează în sensul invers deplasării oamenilor.

2. La oprirea lor în celălalt capăt naveta își oprește mișcarea spre înapoi și revine la poziția ocupată inițial.

Că o împing, cumva, mergând, hai să zicem, dar cum o împing la loc prin simpla oprire din mers? După Legea I ea ar trebui să-și continue deplasarea rectilinie și uniformă imprimată, de vreme ce nu intervine nicio forță exterioară care să-i modifice starea de mișcare.

Prin răspunsul dvs. să înțeleg că votați prima variantă?
3 0
Pentru ca astronautii sa se opresca trebuie sa fie franati de o forta de interactiune cu peretele navetei. Aceeasi interactiune va frana naveta.

Naveta nu revine la pozitia initiala, evident. Pozitia finala va fi astfel incat centrul de masa al sistemului naveta-astronaut sa ramana unde era la inceput.

Experimentul nu necesita o naveta sau space station. Se poate face mergand intr-o barca, de la un capat la altul. Cand pornesti barca incepe sa se msite si ea. Cand ajungi la celalalt capat si te opresti, se opreste si barca. Sigur, asta daca nu cazi cumva in apa in timul experimentului.

Cum masa navetei este mult mai mare decat a astronautilor, acceleratia (si franarea) ei este probabil neglijabila. Dar nu atat de neglijabila ca accelerarea si franarea pamantului  la fiecare pas pe care il facem.
0 1

Observația cu centrul de masă nu e doar corectă, e esențială.

Totuși, ce vreți să spuneți cu forța de interacțiune cu naveta care frânează astronauții?

Faptul că se opresc înseamnă că ei încetează sa aplice orice forță peretelui navetei, nu că apare vreo forță care frânează ceva. 

Ce anume face naveta (sau barca în condiții ideale) să se miște și să se oprească? Forțe ?

2 0

"Faptul că se opresc înseamnă că ei încetează sa aplice orice forță peretelui navetei, nu că apare vreo forță care frânează ceva"

Nu, faptul ca se opresc inseamna ca viteza lor scade la zero, deci sant accelerati deci trebuie o forta pentru asta.

Cel mai simplu caz ar fi acela cand astronautul aflat la unul din capete impinge in perete astfel incat capata o viteza indreptata spre capatul opus al navei. Din acel moment el se poate misca liber, fara sa atinga peretii, pana se loveste de capatul opus. Deci interactioneaza cu nava doar de doua ori: prima data este accelerat si a doua oara franat. Aceleasi forte care il accelerezeaza si apoi franeaza actioneaza si asupra navei. Nu e nevoie de o forta pentru ca un obiect sa se miste cu viteza constanta.

Daca complicam lucrurile si ne imaginam o miscare pe langa perete, in care omul se agata de bare si alte chestii pentru a se indrepta incet-incet spre celalalt capat, e doar o serie de interactiuni care are ca efect pana la urma acelasi lucru, miscarea navei si a omului astfel incat centrul de masa sa ramana pe loc. La fiecare agatare de o bara omul inreactioneaza cu bara, initial poate fi franat cand se agata si apoi accelerat din nou cand isi face vant mai departe. Efectul asupra navei este tot asa, in pasi, ba e accelerata ba e franata, cu acceleartii mult mai mici decat ale omului.

Dupa cum am mai mentionat, in principiu un mecanism asemanator cu mersul pe pamant.

0 0
P. Ca sa se propulseze/deplaseze, astronautii depun un mic efort, (pentru a invinge inertia), forta de actiune a bratelor, careia i se opune cea de reactiune, din care rezulta deplasarea/accelerarea celor doua mase pana la vitezele corespunzatoare/invers proportionale maselor lor. Dar viteza astronautului inseamna energie cinetica, deci ca sa se opreasca in partea din fata trebuie ori sa se ciocneasca de ea, ori sa depuna un efort cu mainile, in sens contrar celui pe care l-a facut pentru a se deplasa inainte, (impingere in treptele scarii in loc de tragere, ca si cum ar incerca sa se opreasca din coborarea unei scari mergand/coborand in maini cu capul in jos. Evident aici am exagerat introducand greutatea, care este o forta uriasa comparativ cu inertia lor, iar scara e pe o "naveta"  considerabil mai mare: Pamantul).
0 1

@mircea_p.Spuneți că e nevoie de o forță de frânare pentru a explica revenire la viteza zero. Puteți să o descrieți ca rezultantă netă a unor alte forțe sau altcumva?

E obligatorie ideea de forță?

Modelul ciocnirii elastice a astronauților cu naveta contrazice ipoteza. Folosindu-l, construiți de fapt două sisteme separate, naveta și astronauții, care interacționează prin ciocniri elastice succesive pe care le numiți, generic,o serie de interacțiuni. Nu e cazul, avem de a face cu un sistem format din navetă și astronauți, aflați într-o interacțiune permanentă, ca părți ale unui întreg. Una e să încercați să simplificați lucrurile și alta să modificați ipoteza.

@John Flower 1. Astronauții nu se opresc prin ciocnire cu naveta deoarece, cum am specificat, ei nu zboară ci se deplasează folosind mânerele de pe pereți, adică sunt tot timpul solidari cu nava.

Nu ne aflăm deci în situația a două sisteme fizice distincte care interacționează la un moment dat.

Ca să se oprească, astronautul nu depune un efort cu mâinile ci doar încetează de a mai depune efortul care i-a fost necesar pentru a se deplasa.

Dar spuneți că forței de acțiune a brațelor i se opune reacțiunea navetei, ceea ce înseamnă că rezultanta netă e nulă. 

Atunci, dacă naveta se mișcă, de ce se mișcă?

 

 

 

 

0 1
@John Flower: Intrebarea nu e o glumă, bună sau proastă. Continuați să bateți cîmpii în loc să cumpăniți calm pentru a vedea despre ce e vorba. Probabil că aveți cunoștințele necesare pentru a evalua corect fenomenul fizic, dar pornirile polemice arțăgoase vă subminează luciditatea.

Pe viitor vă rog să contați pe un dialog cu mine strict în condițiile în care reușiți să vă păstrați calmul și decența tonului.

In altă ordine de idei, răspunsul editat e la fel de inconsistent ca cel șters.
1 0
Imi cer scuze.

Dupa 14 ore de lipsa de acces la net si 12 ore de munca deloc usoara, nu stiu cine ar putea avea mai mult calm si rabdare.

Nici sa citesc toate comentariile si raspunsurile nu mai rezist, dar voi fi probabil mai linistit dupa un somn bun..
0 1
Vă primesc scuzele.
1 0

"@mircea_p.Spuneți că e nevoie de o forță de frânare pentru a explica revenire la viteza zero. Puteți să o descrieți ca rezultantă netă a unor alte forțe sau altcumva?

E obligatorie ideea de forță?

Modelul ciocnirii elastice a astronauților cu naveta contrazice ipoteza. Folosindu-l, construiți de fapt două sisteme separate, naveta și astronauții, care interacționează prin ciocniri elastice succesive pe care le numiți, generic,o serie de interacțiuni. Nu e cazul, avem de a face cu un sistem format din navetă și astronauți, aflați într-o interacțiune permanentă, ca părți ale unui întreg. Una e să încercați să simplificați lucrurile și alta să modificați ipoteza."

 

1. Unde am pomenit eu de ciocniri elastice? Sau de ciocniri? Natura interactiunii cu nava nu schimba nimic oricum. Dar nu e necesar sa presupui ciocniri elastice. Franarea astronautului de un perete (mai ales daca se si apuca de ceva) e foarte ne-elastica. 

 

2. Forta rezulta din interactiunea astronautului cu peretii, barele sau manerele. Nu inteleg excat la ce te referi. Este acelasi tip de interactiune care apare cand te sprijini de un perete sau te ridici la bara, etc. La nivel microscopic e destul de complicata aceasta interactiune. Dar e irelevant pentru problema de mecanica descrisa. 

Mi-e teama ca ai o imagine confuza asupra dinamicii newtoniene. Ma refer la faptul ca pare sa pui la indoiala ca modificarea vitezei necesita o forta. E legea a doua a lui Newton.

 

3. Ideea de forta nu e obligatorie, se poate face mecanica si cu lagrangieni sau hamiltonieni sau alte modele. In mecanica cuantica forta nu e un ingredient de baza.

Dar in problema asta ar fi absurd sa ne complicam asa. Eu sant mai familiar cu mecanica newtoniana decat cea analitica. 

 

4. Dar daca "ideea" de forta nu e obligatorie, in principiu, existenta unei interactiuni pentru a modifica viteza este. Este un fapt experimental, pana acum ne infirmat. De aia inca folosim legea a doua a lui Newton.

 

Descrierea interactiunii prin forte mi se pare cea mai simpla si intuitiva. Dar nu e singura posibila.

 

Pana la urma, mi-e teama ca e o neintelegere aici. Ce anume nu e clar in privinta comporatrii sistemului?

 

0 1

1. În paragraful în care ați reformulat ipoteza, spunând că astronautul zboară și se ciocnește de pereți, fiind inițial accelerat, apoi încetinit. Ciocnirea de perete poate fi, e drept, și plastică, dacă dacă amortizează cumva ciocnirea și rămâne agățat de perete. Dacă nu face asta va ricoșa din perete ciocnirea fiind elastică. Simplificarea pe care o propuneți în paragraful respectiv nu e simplificare, e o modificare a condițiilor. 

Revenți apoi la ipoteză cu comentariul dacă complicăm lucrurile și ne imaginăm o  mișcare pe lângă perete.... . Nu complicăm nimic, astea sunt condițiile din ipoteză, iar analogia cu zborul în navetă e forțată și nepotrivită, pentru că transformă un sistem, navetă plus cosmonauți, în două sisteme care interacționează când se ciocnesc.  Asta am vrut să înțelegeți când am spus de ciocniri elastice. Cum am spus, pot fi și plastice dar sunt la fel de pe lîngă problemă.

2. Dacă eu am o imagine confuză asupra mecanicii newtoniene mă întreb ce imagine aveți dvs. dacă nu sesizați că interacțiunile interne dintr-un sistem izolat se anulează reciproc și  nu influențează starea de mișcare a acestuia. Dacă totuși se mișcă, ar trebui să găsiți o cauză, care nu poate fi rezultanta nulă a unor interacțiuni interne.

Vă mai reamintesc că un corp își conservă starea de mișcare dacă nu intervine o forță exterioară care să i-o modifice. Îmi amintește de Munchausen și povestea lui despre cum, ca să nu se scufunde într-o mlaștină, s-a luat cu mîinile de păr și s-a tras în sus.

3.Nu mă refeream la lagrangieni, hamiltonieni, paranteze Poisson sau legea de mișcare exprimată cu ecuația Euler-Lagrange pentru evitarea conceptului de forță.

Mă refeream la o chestiune fundamentală a mecanicii clasice și o subtilitate legată de centrul de masă, inspirat fiind de un curs al lui Feynman. Dar ca să putem discuta cu un eventual folos si pentru alți cititori ar fi bine să vă debarasați de tonul profesoral care tot trimite lumea să citească. Faceți un efort să fiți mai constructiv în discuții. Sunt sigur că puteți. Lăsați aerele savante. E clar că vă pricepeți la fizică. Admiteți că, oricît ați ști, se poate oricînd ca o observație, o remarcă sau o nuanță, să vă adauge ceva la tabloul pe care îl aveți.

4. Aici e, de fapt, cheia. Vorbiți de o modificare a vitezei. A cui viteză se modifică? A cui nu? Ce e relevant și ce nu când vorbim de modificarea poziției ?

0 0

Forta de actiune a bratelor actioneaza prin scara asupra navetei, al carui centru de masa il trage/muta inapoi: cea de reactiune, prin bratele astronautului, impinge/muta in fata centrul lui de masa. Asta se intampla la pornirea in inaintare a astronautului, la incetarea deplasarii/oprire lucrurile inversandu-se. Daca s-ar opri prin ciocnire, aceasta fiind plastica, niciodata perfect elastica deoarece s-ar repeta la infinit miscarrea de pin-pong a astronautului intre capetele navetei (ducand la pendularea ambelor "obiecte" in contrasens), iar cea partial elastica ar face pendularea doar amorizata in timp.

Exact ca AdiJapan am gandit si eu la inceput, scapandu-mi doar partea cu centrul de masa, care schimba, (in masura raportului maselor), in mica masura pozitia finala a navetei.

 

Apoi, cand ai reiterat ca "stă nemișcată în raport cu un sistem de referință oarecare", ceea ce nu poate insemna decat ca ea insasi e/poate fi sistemul de referinta, fata de care nu e posibil sa se miste, a devenit evident ca "întrebarea este dacă poziția acesteia se modifică în sistemul de referință considerat", si toate discutiile ulterioare isi pierd total sensul.

In sistemul considerat doar pozitia astronautilor, si implicit cea a centrului de masa al sistemului se schimba cat timp acestia se misca.

0 0
Daca in partea din fata astronautii si-ar continua deplasarea in spatiu, si naveta si-ar continua deplasrea inapoi, la infinit, dar nu in cazul opririi lor in naveta prin interactiune cu aceasta.  Astronautii, pe baza propriilor forte, la fel ca si combustibilii motoarelor racheta, prin ardere, au dobandit o viteza/energie cinetica/impuls, si se propulseaza la fel ca si gazele de ardere ale rachetei, in spatiu, prin forta de reactie naveta se va deplasa invers/va frana daca are o viteza initiala. Asa functioneaza rachetele/motoarele de franare sau/si orientare ale navelor cosmice/navete, etc..Motoarele de propulsie se pot folosi si la franare dupa intoarcerea navetei cu fata in spate, cu ajutorul motoarelor de orientare si stabilizare. Acestea din urma, fiind exrem de slabe si sensibile la comenzi, pot fi simple ejectoare pentru gaze sau lichide diverse, netrebuind neaparat sa fie motoare racheta cu combustie.

Intr-adevar, desi pare ca e un singur sistem, totusi sunt doua/mai multe intre care interactiunile sunt doar in momentele de contact, acestea rezumandu-se/finalizandu-se ca schimburi de impulsuri. Insa rezultantele tuturor pastreaza pozitia centrului de masa comun, (imaginar), al sistemului imobil.

Cand naveta e imobila in sistemul de referinta luat in calcul, deci ea face parte din acel sistem de referinta, nici centrul ei de masa nu se deplaseaza, insa cel, (imaginar), al a(n)samblului mobil naveta-ocupanti, da, insa naveta fiind fixa si implicit la fel e si propriul ei centru de masa, iar centrul de masa al astronautilor deplasandu-se in fata, si cel al a(n)samblului va avea aceeasi deplasare. De aici se poate deduce ca daca naveta nu ar fi fixa, centrul ei de masa, (ea insasi), ar trebui sa sa deplaseze in spate.
0 1
Din  postarile tuturor da aici, eu deduc ca tu era cazul sa ne ceri scuze, in consecinta sunt/voi fi intr-o dilema asemanatoare cu cea referitoare la intrebare: in cazul in care o vei face, sa le accept sau nu?.
0 0
Ciocnirea este perfect plastica/neelasica daca se opresc. Ca o flotare/statul cu mainile intinse dupa o tractiune la bara, din care nu te mai ridici, (daca tot ai/am inceput analogii sportive precum inotul, vaslitul, cataratul/tractiunile la bara). La bara, daca nu depui efort sa te opresti, in caderea libera dintre flexia si extensia totala a mainilor, ai putea capata o viteza atat de mare incat sa nu te poti opri cu mainile stranse pe bara.

Daca nu se opresc ci se deplaseaza inapoi prin ricoseu sau impingere/flotare cu mainile, se reia judecarea fenomenului din momentul pornirii, doar ca aici se inlocuieste efortul fortei bratelor cu impulsul ricoseului sau impingerea/extensia bratelor de dupa momentul in care au viteza nula/mainile flectate dopa franarea/oprirea deplasarii inspre infinit prin peretele frontal...
0 1
@John Flower 1. Eu nu v-am pretins scuze, le-ați prezentat din proprie inițiativă iar eu vi le-am acceptat cu politețe.

Pe de altă parte sunt conștient că standardele mele de etică a conversației nu sunt neapărat un etalon pe care să-l pretind cuiva.

Dar pentru că am avut grijă să-mi respect aceste standarde, nu văd de ce aș prezenta scuze participanților la acest dialog, participanți in numele cărora vorbiți nerugat.
0 0
Halal standarde: "Continuați să bateți cîmpii în loc să cumpăniți calm pentru a vedea despre ce e vorba. .....pornirile polemice arțăgoase vă subminează luciditatea. In altă ordine de idei, răspunsul editat e la fel de inconsistent ca cel șters". Ultima afirmatie duce implicit la varianta a II-a de raspuns, lasand laoparte jignitorul "inconsistent". Imi spui te rog si mie care varianta de raspuns e corecta?.
0 1

Jignitorul inconsistent? Pentru un răspuns în care sunteți mai degrabă preocupat să găsiți noduri în papură problemei și să o etichetați ca lipsită de logică/sens calificând-o, elegant, ca glumă proastă? 

Din punctul meu de vedere dialogul meu cu dvs. asupra acestei probleme se oprește aici.

O intrebare asemanatoare inainte de o concluzie oarecum nebanuita...
4 plusuri 0 minusuri

Dificultatea pare să fie mai mult de pedagogie decît de fizică. Am impresia că mircea_p înțelege foarte bine fenomenul fizic (tot ce a spus e corect), dar nu reușește să-l explice pe înțelesul lui Puiu. Iar Puiu, în calitate de „elev” care încă nu înțelege fenomenul, nu reușește să recepteze explicația lui mircea_p.

Pentru simplitate hai să zicem că nava are formă de tub cilindric închis la capete și cu mînere înăuntru. Să mai zicem că în navă e un singur astronaut. Și să mai zicem că referința e un corp aflat în apropiere. Inițial astronautul e la capătul zis „din spate” al navei și toate cele trei corpuri --- astronaut, navă și referință --- sînt în repaus unul față de altul.

Apoi astronautul începe să se deplaseze față de navă trăgînd de mînere. Aici trebuie spus că dacă astronautul vrea să se miște cu viteză constantă față de navă, atunci trebuie să tragă de mînere doar la început, pînă atinge viteza dorită, și apoi să plutească. Dacă trage în continuare viteza lui crește continuu. Rezolvările de mai jos sînt valabile în ambele cazuri, și cu plutire, și cu mișcare accelerată.

1. Mai întîi să rezolvăm problema static, prin conservarea impulsului. Orice ar face astronautul în navă, centrul de masă al sistemului navă+astronaut rămîne tot timpul imobil față de referință. Ca urmare, cînd astronautul ajunge la capătul din față, centrul comun de masă e tot acolo. Cum astronautul s-a deplasat spre înainte, e obligatoriu ca nava să se fi deplasat spre înapoi. Deplasările se fac pe distanțe invers proporționale cu masele: de exemplu, dacă astronautul are 100 kg și s-a deplasat 10 m spre înainte, iar nava are 1000 kg, înseamnă că nava s-a deplasat 1 m spre înapoi.

2. Acum să rezolvăm problema și dinamic, adică să ne uităm la forțele care se aplică și la efectele lor. Cînd astronautul trage de un mîner, el aplică navei o forță pe o durată de timp finită. Ca urmare nava să mișcă în direcția acelei forțe și în schimb reacționează asupra astronautului cu o forță egală ca mărime și opusă ca direcție; această reacțiune e forța care îl împinge pe astronaut înainte. Dacă în continuare astronautul nu mai atinge deloc mînerele, atît el cît și nava își continuă mișcarea la infinit, cu viteză constantă (avem grijă să-i punem astronautului costum și să scoatem capacul din față al navei). Dar probabil astronautul nu vrea să facă asta, ci vrea doar să ajungă la capătul din față. Acolo el trebuie să facă ceva pentru a-și opri mișcarea în raport cu nava, și anume tot ce poate face e să împingă în mînere sau în capac spre fața navei, ca să decelereze față de ea. Astfel se produce fenomenul invers față de cel de la pornire: astronautul împinge nava spre înainte, iar nava îl împinge pe el spre înapoi. Cînd astronautul a ajuns la starea de repaus față de navă, ambele viteze au ajuns zero și față de referință. Dar poziția navei față de referință nu mai este cea care a fost, ci undeva mai înapoi, pentru că tot timpul între accelerare și decelerare nava a avut o viteză nenulă spre înapoi, așa cum astronautul a avut tot timpul o viteză nenulă spre înainte. Deci nava a avut o mișcare netă spre înapoi.

Cînd am ales varianta 1 din sondaj am avut o ezitare, pentru că acolo scrie că nava „se mișcă” spre înapoi, fără să fie clar dacă se mișcă doar pe durata deplasării relative a astronauților în navă sau își continuă mișcarea și pe urmă. Evident, după oprirea astronauților în raport cu nava se oprește și nava în raport cu referința. Acel „se mișcă” trebuie deci să însemne doar schimbarea poziției, nu imprimarea unei viteze care să continue la nesfîrșit.

Expert (12.7k puncte)
1 1

Vă mulțumesc pentru răspuns.

Ceea ce mi s-a părut interesant e faptul că nu e nevoie de luat în considerare nicio forță. Deplasarea navei poate fi explicată doar prin modificarea distribuției masei sistemului considerat, navetă+astronaut, și această proprietate remarcabilă a centrului de masă, de a nu-și schimba starea de mișcare decît printr-o acțiune exterioară.

Cu alte cuvinte, nava își schimbă poziția exact atât cât e nevoie pentru ca centrul ei de masă să rămână în repaos. Acest punct abstract are de fapt o semnificație foarte fizică iar contextul întrebării o pune  în evidență, concretizând un concept nu foarte intuitiv.

Existența acestui punct face posibilă și idealizarea mișcării unui corp ca a unui punct material, fără afectarea semnificativă a preciziei descrierii.

 

 

 

1 0
„nava își schimbă poziția exact atât cât e nevoie pentru ca centrul ei de masă să rămână în repaos” --- Nu centrul ei, ci al sistemului navă+astronaut. Centrul de masă al navei (goale) se mișcă în spate cînd astronautul se mișcă în față. Al sistemului stă pe loc.

Povestea cu punctul material de fapt nu prea are legătură cu problema de față. Punctul material se folosește atunci cînd putem presupune că toată masa corpului se găsește într-un singur punct, adică atunci cînd nu ne interesează dimensiunile corpului, rotația lui, structura și componentele lui. Nu e cazul aici, pentru că separînd nava de astronaut vorbim de structura corpului și de forțe între componente. Punctul material se folosește în alte situații. Putem eventual spune că nava e un punct material și astronautul altul, dar asta n-ar simplifica rezolvarea.
0 0
Naveta si centrul sau propriu de masa nu isi schimba pozitia/locul in sistemul tau de referinta. ci doar astronautii si centrul/centrele lor de masa. Centrul virtual de masa al ansamblului/sistemului naveta-astronauti, in acelasi sistem de referinta, se deplaseaza inainte/in directia deplasarii astronautilor.

Intr-un sistem de referinta care ar considera centrul de masa al sistemului naveta-astronauti ca fiind fix/nemiscat, (nu naveta, cum spui in enunt), fata de acest centru de masa/punct/sistem de referinta, centrul de masa al navetei, /(naveta in sine, fara astronauti), se va deplasa in spate/in sens opus celui al astronautilor, restabilind echilibrul. Aceste deplasari sunt rezultante ale fortelor/impulsurilor aplicate de astronauti si reactia egala si de sens contrar a navetei. Redistribuirea maselor se poate face doar prin aplicarea unor forte/impulsuri, pe care nu ai cum sa nu le iei in considerare.
1 0
Enunțul e ambiguu, dar cred că sistemul de referință „oarecare” de care vorbește Puiu nu poate fi nava însăși, pentru că n-ar avea sens ca apoi să întrebe dacă nava se mișcă față de sistemul de referință considerat.

Cel mai probabil Puiu se referă la un sistem de referință care e în repaus față de navă atunci cînd astronautul e și el în repaus în navă, înainte de experiment. Repausul relativ al celor trei corpuri pare să fie starea inițială pe care o presupune enunțul.
1 0

@AdiJapan. Da, am avut în vedere sistemul navă+astronaut al cărui centru de masă nu-și schimbă poziția și nu doar nava. M-am exprimat neglijent.

Așa e, prin sistem de referință oarecare am numit un sistem care poate fi orice, o stea, o galaxie sau un creion, esențial e că, față de el, sistemul navă+astronaut este în repaos în faza inițială.

0 0
Recunosti deci ca ne-ai indus pe toti in eroare si ai refuzat raspunsuri corecte!?!.
0 1
Iar vorbiți în numele tuturor. Nu am primit de la niciunul din ceilalți participanți comentarii că i-aș fi indus în eroare.

E drept că ei s-au concentrat pe fondul experimentului și nu pe chițibușuri.
0 0

Nu vorbesc in numele nimanui, imi exprim doar propria-mi parere/constatare din observarea faptului ca raspunsurile nimanui nu ti-au convenit, desi erau corecte, fiindca  desi ai fost atentionat ca ceva nu e in regula cu chitibusul care era de fapt fondul problemei, intareai afirmatia "exprimata neglijent" la inceput. in loc s-o corectezi.

valangjed. "Parca spuneai ca naveta "sta nemiscata in raport cu un sistem de referinta"

Puiu catre@valangjed. Da, spuneam că naveta stă nemișcată în raport cu un sistem de referință, Și întrebam ce se întâmplă când astronauții de deplasază prin ea în condițiile descrise.

mircea_p. "Pana la urma, mi-e teama ca e o neintelegere aici. Ce anume nu e clar in privinta comporatrii sistemului?".

 

Procuparea mea a fost sa vad/gasesc papura din nodul "abil"/neglijent facut de tine, iar acum te faci ca ploua si nu e numai din vina/neglijenta ta tot ce a urmat, ba chiar ma jignesti din nou.

 

3 plusuri 0 minusuri
Pentru miscari de translatie sistemul de referinta poate fi luat oricum, dar se respecta legea conservarii impulsului, indiferent de fortele ce intervin in miscari.
 In cazul prezentat raspunsul depinde de sistemul de referinta. Daca este legat de naveta, echipajul se deplaseaza, apoi se opreste. Daca este legat de un pasager, naveta se deplaseaza, apoi se opreste. Daca e legat de un obsevator extern, naveta in ansamblu  isi mentine pozitia centrului de masa, deci se deplaseaza, apoi se opreste.
Pentru miscari de rotatie se respecta legea conservarii momentului cinetic, indiferent de cuplurile ce intervin in miscari.
Junior (817 puncte)
...