Почему не падает спутник?
В одной из тем зашел разговор о качестве текущего обучения физике.
И об ответе на вопрос "почему не падает спутник?" как об одном из примеров, детекторов этого качества.
Если ваш ребенок уже проходил эту тему в школе (она в 9-10 классах), планирует сдавать ЕГЭ по физике или уже его сдавал и учится в вузе с физикой, но при этом не является ПиПом перечневых по физике или региона/закла ВсОШ по физике за 9-11 класс, и не ученик физклассов Лукьянова и физкласса ФТЛ (или иных ведущих физ.классов страны)
то спросите у него, что он ответит на вопрос "почему спутник не падает на Землю?".
Очень интересно собрать коллекцию ответов.
Если ребенок с некоторых пор знает правильный ответ, но помнит, как он заблуждался ранее (после 9 класса), то интереснее услышать заблуждение, а не правильный ответ.
Как эту тему сейчас объясняют учителя и что остается в головах учеников?
Пока есть 5 вариантов:
1. спутник не падает из-за центробежной силы
2. если тело бросить очень сильно, то оно не упадет
3. спутник не падает из-за неидеальной формы земли
4. большая скорость позволяет преодолеть гравитацию.
5. На сколько спутник приближается к земле, на столько земля удаляется от него (поскольку имеет форму шара), поэтому спутник земли никогда не достигает
(интересно, а если Землю поместить в картонный куб (изменить форму Земли, не меняя остальных характеристик) и отправить спутник за пределы этого картонного куба, то он упадет? ведь теперь его приближение к Земле не будет соответствовать изгибанию Земли).
Если ваш ребенок согласен с одним из предложенных вариантов, напишите его номер.
У меня астрономия была 30 лет назад, я помню, что там сочетание множества факторов: и центробежная сила и действие гравитации. Инерция опять таки. Первая космическая скорость.
Парочку формул помню, в отрыве от полной картины.
ну и что значит "не падают" ?
падают.
Иногда довольно крупными частями.
В своей нормальной ситуации спутник не падает, вращается вокруг Земли. Падение - результат сбоев, отклонений.
А в "ненормальной" падает.
Даже специально пошла погуглила.
Обломки размером с половину автомобиля встречаются.
а чем они отличаются?
Какая сила вам кажется более знакомой, более важной (привычной, понятной) в деле вращения спутника? центробежная, раз вы именно ее вспомнили?
(это не проверка ваших знаний, это проверка скорее того, как вас учили, так что не смущайтесь. можете сказать любую ерунду, тем более анонимно)
Мне помнится, что сила центробежная, а ускорение центростремительное. принципиально не буду гуглить.
Центростремительная действует на грузик, а центробежная на веревку. Драноним
Про центробежную это вы из своего детства помните? Вас так учили?
Судя по википедии, в этом значении понятие центробежной силы используется, но я не встречала никого кто бы его так использовал
Не из детства. Ваш пост заставил меня задуматься.
Как при перетягивании каната силы равны, но в разные стороны
Это-то да, но мне бы никогда не пришло в голову называть ту силу, с которой шарик тянет свою веревку - центробежной.
Собственно, мне бы не пришло в голову вообще как-то эту силу называть, потому что при обсуждении спутника она не интересна. А если бы даже была интересна, то ее значение слишком мало.
Если же речь о шарике на веревке, то это просто сила натяжения веревки, зачем ее центробежной называть?
Я держу веревку, а не шарик, поэтому ощущаю вырываюшую силу. Центробежную. А шарик ощушает центростремительную. Для спутника только вторая интересна
В какой ситуации или задаче зададут вопрос о человеке, держащем веревку? Ни разу такой не встречалось.
Но даже если обсуждать того, кто держит веревку, на него-то действует натяжение веревки, а вовсе не центробежная сила, потому что центробежная сила действует на веревку со стороны шарика.
Однако мне в названии "центробежная сила" еще не нравится то, что она больше про направление действия, чем про природу. Когда мы говорим "сила натяжения веревки", "сила гравитации", "сила реакции опоры", "вес" - это все про природу силы.
Когда говорим "центростремительная" - это про направление силы любой природы. Любая сила может быть центростремительной. И в целом любая сила может быть центробежной. Вот только стремление к центру нам интересно, есть смысл указывать на направление. А в чем смысл указывать направление, в котором нас тянет веревка? Тянет и тянет.
А какие варианты природы могут быть? вес это сила, с которой тело давит на опору или подвес.
НА это указание второго тела, потому что сила это результат взаимодействия двух тел.
вот если бы было не "на тело", а "в определенном направлении", тогда да.
А природа веса с виду одинаковая всегда - одно тело деформирует другое.
Зачем еще одно название для силы упругости? Это не любая сила упругости. По смыслу и названию она ближе к показаниям весов. На орбите космонавт ничего не весит, невесомость, весы покажут 0. На земле покажут его вес. В лифте покажут черти что.
:cool2 =D>
Это же кто-то умный объяснял! Это ваш ребенок такое в 8 классе выдал? Искривление пространства! :cool2 =D>
Это явный кандидат на ФАКТ МФТИ в хорошем смысле, реально будущий космофизик ))
я прям со слов записала)
у них астрономия в школе и он призер Струве прошлогодний)) но я при этом никогда не знаю, гонит он или нет - он мне с 5 лет мозги пудрит после просмотра разных роликов в интернете
а, то есть он реальный космофизик? Чувствуется рука мастера
При всей похожести вариантов про искривление Земли под траекторию и про искривление пространства, как-то понятно что идеи совершенно разного интеллектуального уровня.
Он или шутил, или по юности и незнанию. Но думаю, если второе, то это пройдет через год-два. В конце концов, физику спутника по программе проходят в 9-10 классах, так что у него все еще впереди. Сама идея мне очень понравилась.
А это он сейчас вам ответил на ваш вопрос? Тогда спасибо что поучаствовали. И вашему сыну спасибо, что порадовал ответом ))
А массивное тело это что, спутник? Или Земля искривила пространство вокруг себя и закрутила спутник?
массивное тело - земля
про ваши варианты сказал, что больше всего подходят 2 и 4 и что это примерно одно и то же
про центробежную\центростремительную - что одна сила, только в разных направлениях
про космические скорости знает (ну что они бывают первая вторая третья и что разные для разных объектов, формулы вряд ли назовет)
Если отбросить в сторону шутки
Что значит "одна сила в разных направлениях"? Как одна сила может быть в разных направлениях?
Он уже в 8 классе. Основные силы по физике должен был пройти в седьмом, в прошлом году. И все законы Ньютона тоже,
Он тянет веревку на себя и от себя одновременно?
Сила это всегда результат взаимодействия ДВУХ тел. Фраза, которую мне папа вбил в голову, и которая очень помогает в физике. Результатом взаимодействия каких тел является центростремительная сила? и каких двух тел -центробежная?
И какова природа одной и другой силы? (все основные силы, нужные для спутника, он прошел в 7 классе).
В моем списке в первом сообщении нет правильных вариантов, там просто популярная ерунда.
Космические скорости это про движение тела по окружности, 9-10 класс. Учитывая что он астроном, может быть полезно взять учебник и прочесть. Или видеолекцию на тему поискать, у того же Павла Виктора наверное есть.
Ну и еще совет: к сожалению, знаю случаи, когда дети вкладывались в астрономию, а на математику и физику забивали. А потом не брали закл и дальше шли в вузы "куда возьмут", потому что и математика и физика на слабом уровне. Если интересна астрономия, под ней все же должна быть хорошая физика и мат.аппарат для этой физики.
Надеюсь у него получится.
спасибо! центростремительное не уверена, что что проходили, законы Ньютона были
он не "астроном", в настоящее время вообще "программист", астрономия случайно в сфере интересов образовалась
центростремительное проходят позже, поэтому полноценного объяснения у него еще не должно быть, это нормально.
Пугает наличие центробежной силы. Откуда она у всех в головах всплывает?
Единственная сила, которая действует, и которую проходили в 7 классе - сила гравитации, притяжения Земли. Но поскольку она направлена от спутника к центру земли, то она является центростремительной. Центростремительность указывает на направление действия силы, а не на ее природу. Центростремительными могут быть разные силы. А центробежной силы вообще в природе не существует
а, ну если программист, может не учить )
А центробежной силы вообще в природе не существует
Сильное утверждение. Особенно, если учесть, что есть разные мнения физиков на этот счет
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%B5%D0%B6%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B0
Мы когда-то с папой перечитали этих определений, пытаясь разобраться откуда ноги растут.
Так вот в данной статье упоминается три значения центробежной силы.
Одна реальная, и две "выдуманные".
Та, что реальная, описана в самом начале статьи:
"Центробежная сила — сила, с которой движущаяся материальная точка действует на тело (связь), стесняющее свободу движения точки и вынуждающее её двигаться криволинейно."
Иными словами, это та сила, с которой СПУТНИК действует на Землю.
Как легко понять, эта сила не влияет на движение спутника, потому что она приложена к Земле. И когда многочисленные люди говорят, что спутник на орбите удерживает центробежная сила, они явно имеют в виду не эту реальную силу. Собственно, эта сила настолько никого не интересует, что я ни разу не слышала использование этого термина в этом значении.
Под центробежной силой (когда речь идет о спутнике) обычно подразумевают то, что описано в третьем пункте википедии. Там же можно увидеть, что это силы, существующие только в неинерциальных системах отсчета. Иными словами, для наблюдателя, стоящего на Земле (инерциальная система отсчета) и наблюдающего за спутником никакой центробежной силы в этом значении нет. Она есть только для человека, который в этот самый спутник залез.
Гравитация искажает метрику пространства-времени. Можно сказать, что получившаяся неэвклидова метрика (гнутое пространство) и есть гравитация.
"Спутник притягивается Землей, но так как он набирает определенную скорость (1-ю космическую), направленную перпендикулярно к Земле, это позволяет ему удерживаться на определенной орбите. Если наберет 2-ю космическую, улетит в космос. Если не наберет 1 косм., рухнет на Землю. 4 и 1 - верные утверждения."
Десятиклассник по вашим условиям, учится в топ-школе второй год, не физик, призер муниципала. По астрономии победитель региона.
Ответ вашего ребенка более-менее правильный. Но смущает. Кажется что он не до конца понимает ситуацию.
В моем списке 1 - неверное утверждение. Просто потому что центробежной силы вообще не существует.
4 - условно верное, но не для спутника, а для улетающего в космос, для 2 космической. Условно, потому что сама идея скорости, преодолевающей силу, мне не нравится. Как км/час могут преодолеть ньютоны? Тут что-то не то.
Ребенок так и сказал, что №1 условно можно отнести..что-то прошелся по поводу центробежной. То, что может не понимать физические процессы, меня не удивляет, в прошлом году по физике между 2 и 3. Астрономию тоже понимает скорее не через физические процессы. Сильнее часть, где нужны построения, определения координат, т.е. как бы геометрическая ее часть.
По поводу км/ч и ньютонов спрошу еще, уверена там есть идеи))
Недавно в этом разделе обсуждали, что олимпиады по астрономии требуют не физики, а чего-то иного.
А почему Вы пишите, что центробежной силы не существует? Оба моих сына говорят, что это понятие существует. И я по школе помню. Яндекс кучу ссылок выдает с определениями и формулами
https://www.yandex.ru/search/?text=%D1%86%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%B5%D0%B6%D0%BD%D0%B0%D1%8F+%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B0&lr=10735&search_source=chromentp_desktop&src=suggest_B
занятная статья
В ней автор - Астахов Александр Алексеевич - спорит с идеями Ландсберга Того самого, чей трехтомник настольная книга многих поколений. Логика в рассуждениях ААА на мой взгляд несколько хромает, но я допускаю, что она может хромать у меня. Поэтому я пошла смотреть, кто же такой этот Астахов Александр Алексеевич
Если бы выяснилось, что это ученый-физик, я бы задумалась. Но единственное что удалось найти, что он автор фактически бесплатно или очень дешево распространяемой книги " Физика. Порядок вещей, или Осознание знаний.", в которой описывает собственное осознание физики. Одна из частей его "Осознания" называется даже "альтернативная теоретическая механика". Ну действительно, почему бы и нет? Второй Ландафшиц, не иначе.
Из Ставрополья.
Пытаюсь найти хотя бы его образование.
"Из объяснений Ландсберга следует, что растяжение нити увеличивается беспричинно, только за счёт голого факта удаления грузика от центра вращения.
....
Эти парадоксы можно разрешить только с учётом реальных ньютоновских сил инерции поэлементной поддержки "
Получается по версии ААА, что за счет действия шарика нить растягиваться не может. А как только мы ввели какую-то силу инерции, то тогда может. Ему больше нравится растягивать нитку силой без тела (силой инерции), чем телом, которое и является источником силы.
Впрочем, дальше вообще перл:
" Однако классическая физика не объясняет, как можно производить и носить в себе силы, несуществующие для самого производителя и носителя этих сил?! "
Как может Земля притягивать к себе Луну, но не притягивать к себе себя саму? Действительно странная история. Что-то мне это барона Мюнхгаузена напоминает: если он может вытащить из воды за волосы кого-то другого, то в чем проблема вытащить самого себя?
А выбили бы у человека из головы в детстве центробежную силу, может быть не занимался бы этой ересью.
Понятие существует, а силы не существует )
Но лучше бы чтобы дети в школе вообще не использовали это понятие, потому что оно их именно что путает, приводя к ответам в духе "спутник не падает благодаря центробежной силе".
Мне папа как раз классе в 8-9 запретил упоминать центробежную силу, с той поры у меня спутники нормально крутятся вокруг земли.
Ну скажем кинетическая энергия тела «преодолевает» потенциальную энергию гравитационного поля. Джоули против джоулей ))
Сын сказал - "а спутник на самом деле всё время на землю падает, только промахивается"
На вопрос "а почему я мячик кинула и он не промахнулся?" - рассказал про первую и вторую космические скорости и влияние атмосферы
10кл, планирует айти, сдавал ОГЭ по физике
вуз не скажу, чувствую в ваших словах какой-то подвох ))) ЕГЭ по физике сдал на 90, учителя были разные, и еще видео всякие смотрел, а в детстве еще и книжки читал, так что точно не может сказать источник
Мой сказал, что спутник падает потому, что сменил направление его квантово-запутанный аналог, который я могу не искать, поскольку он из тёмной материи. И эдак ехидно ухмыляется. Издевается над всеми нами, очевидно
Ответ восьмиклассника выше намекает на будущего космофизика
Ответ вашего больше предполагает будущего менеджера.) Говорит что-то непонятное но наукообразное, чтобы всех запутать и убедить. ) При этом кажется, что на самом деле нормального ответа у него нет. ) Но выкрутился )
После того, как я "обозвала" его менеджером, он обиделся и сказал - каков вопрос такой и ответ. Вопрос глупый типа, потому что спутник не "не падает", а как раз постоянно падает. 5кл.
Если он понимает, что спутник постоянно падает, и он пятиклашка, он прямо мега молодец. Собственно даже для студента вуза это уже продвинутый уровень.
Быть менеджером плохо? ) Ну хорошо, будет выступать на научных симпозиумах. )
В любом случае умение быстро придумывать какой-нибудь ответ - очень полезное, в жизни помогает. Просто у менеджеров оно самое важное.
11 класс айти: "потому что гравитации нет" - "а почему тогда в космос не улетает?" - "..... объяснишь?"
Мой сказал, что сила, с которой движется спутник, перпендикулярна силе притяжения, поэтому спутник движется по орбите
Не физик и не астроном (астрономии в его классе не было и не будет).
Вы правы. В оригинале «сила, которая создается при движении спутника». Хотела отредактировать с телефона, да не вышло.
просто при движении спутника никакая сила не создается. Если бы он сказал "скорость", было бы намного круче.
Скорость направлена перпендикулярно силе притяжения Земли. Поэтому и летает по орбите.
Да кажется, что на Еве нет тех, кто собирается поступать через ЕГЭ по физике. Так что спасибо, что поучаствовали )
ПС. А еще я невнимательно прочла условия. Нет, ЕГЭ по физике не планирует сдавать.
Вам ещё вариант подкинули - "[если спутник падает] это уже не имеет отношения к физике спутника".
хотите сказать, что он не падает потому, что он спутник? Потому что если он упал, то это уже не спутник? )
А зачем вам это? В школах физику преподают из рук вон плохо, в мое время было так же. Собираете бредовые ответы?
не с постоянно включенными, а периодически подправляющими орбиту. Если этого не делать - да, упадет, но не так быстро, как самолет. Самолет тоже упадет не в ту же секунду.
Они упадут по разным причинам.
Спутник в идеальных условиях без двигателей никуда бы не падал. Включать двигатели и корректировать его приходится из-за того, что мир не идеален.
А самолет с выключенными двигателями в идеальном состоянии упадет даже быстрее, чем в неидеальном, в котором процесс замедлит хотя бы сопротивление воздуха.
Если ребенок так и думал, то он молодец.
Мой так ответил:
"ближе всего 4 ответ.
Он падает. Ультрамедленно. Луна тоже падает. Некорректный вопрос
Спутник сила тянет вниз, не влияя на скорость, точнее, на значение скорости, а только на направление
Поэтому он падает. Циклично.
Недостаточная сила, чтобы сменить траекторию настолько, чтобы он упал совсем."
Все-таки он или падает быстро, или не падает совсем.
Скорость у него большая, ускорение большое, но если бы не было помех, он бы "циклично падал на Землю" целую вечность.
В общем случае вектор скорости не обязательно сонаправлен с вектором ускорения (с результирующей силой).
Если не ошибаюсь в учебнике рассматривается движение по окружности тела под действием центростремительно й силы и показывается что для конкретных параметров- величины силы массы радиуса есть конкретная величина скорости.
И тут как бы обратный логический переход- если мы запускаем тело в поле центростремительной силы с начальной скоростью с определенной величиной, зависящей от параметров системы и направленной перпендикулярно силе то тело будет двигаться по окружности