Обсуждение:Центростремительная сила

Сомнительная фраза

"Природа связей может быть любой, если они обладают свойством увеличивать потенциальную энергию системы тело-связь при удлинении последней." - это и верёвок касается? И трения колёс об асфальт при повороте разогнанной машины? Как-то не очевидно... --Nashev 14:51, 18 июня 2012 (UTC)

Страшное дело, когда рвётся верёвка (трос) при буксировке судна.Накопленная потенциальная энергия в лучшем случае перебивает ноги, но часто и просто убивает. А трение колёс об асфальт я заменил на боковую деформацию ската. Витольд Муратов (обс, вклад) 22:47, 22 июня 2012 (UTC) Витольд Муратов (обс, вклад) 22:47, 22 июня 2012 (UTC)

К веревке приложена сила, которая разгоняла тяжёлый предмет, а предмет вдруг отцепился. Под действием этой силы верёвка и буянит, хотя при подходе с точки зрения энергий наверно можно и потенциальную тут считать…--Nashev 15:00, 23 июня 2012 (UTC)

Вывод формулы бы не помешал

Есть у кого возможность вставить врезку про вывод формулы $F={\frac {mv^{2}}{r}}$? --Nashev 16:16, 18 июня 2012 (UTC)

Замена центростремительной силы на центробежную

При переходе в неинерциальную систему отсчёта, связанную с заворачивающим телом, вместо центростремительной силы вводят соответствующую составляющую силы инерции, которая в этом случае называется центробежная сила.

Иной бы тут поставил ОРИСС. И точка. Однако я предполагаю, что это текст написан сознательно и потому имеет некоторый шанс быть убедительно объяснённым. О чём и прошу. Отписка не пройдёт. Витольд Муратов (обс, вклад) 14:48, 19 июня 2012 (UTC)

Я смотрю, эту мою фразу user:Artem Korzhimanov уже целиком выкинул, как "неточную"... Я искренне не понимаю, что именно там в ней неточного или ОРИССного. Можете объяснить, какой криминал Вы в ней находите? --Nashev 16:59, 19 июня 2012 (UTC)

Давайте уж тогда, чтобы не повторяться, обсуждать в одном месте: Обсуждение:Центробежная сила#Правка "не очень правильно говорить, что она вводится вместо центростремительных сил". — Артём Коржиманов 17:17, 19 июня 2012 (UTC)

"вопреки закону инерции"

Центростремительная сила — это название той составляющей действующих на тело сил в инерциальной системе отсчёта, которая вопреки закону инерции заставляет тело поворачивать (то есть двигаться по траектории, радиус кривизны которой в точке, где находится тело, не может быть принят равным бесконечности). Это составляющая, направленная перпендикулярно вектору скорости тела.

За компанию, user:Artem Korzhimanov выкинул и вставку "вопреки закону инерции", с пояснением "создаётся впечатление, что есть противоречие с законом инерции". Прошу мне пояснить, что по Вашему впечатлению там ему начинало противоречить. --Nashev 16:59, 19 июня 2012 (UTC)

• Закон инерции утверждает, что в отсутствии внешних сил в инерциальной системе отсчёта тело остаётся в состоянии покоя или движется прямолинейно и равномерно. При наличии центростремительных сил условия для выполнения закона инерции не выполняются, поэтому его нельзя применять. «Вопреки» же подразумевает, что закон говорит одно, а на деле-то совсем другое. — Артём Коржиманов 17:20, 19 июня 2012 (UTC)
  • При наличии центростремительных — закон инерции как-раз выполняется по-максимуму. Центростремительная — это как-раз внешняя сила, обеспечивающее отклонение траектории именно от прямолинейной. Именно через закон инерции с его прямолинейностью движения и вычисляется необходимая центростремительная сила. Слово «вопреки» — как-раз и подразумевало это вот отклонение траектории от того, что описано законом. Может быть, оно там действительно не очень однозначно читается. Подумаю. Но прежде нам надо разобраться с предыдущим вопросом — про замену центростремительной на центробежную при переходе в неинерциальную систему отсчёта. --Nashev 17:26, 19 июня 2012 (UTC)

    Закон инерции применим только тогда, когда сил нет. При наличии сил надо пользоваться законами Ньютона. — Артём Коржиманов 17:40, 19 июня 2012 (UTC)

    • А, да, необходимость наличия соответствующей силы для оправдания любого ускорения и, соответственно, необходимость отсутствия силы для оправдания его отсутствия — это второй закон. Хотя, тогда получается первый — просто важный частный случай второго?..
    • Ладно, не суть. Суть в том, что мне кажется необходимым в преамбуле ненавязчиво подчеркнуть, что тело не поворачивало бы, если бы ни одна сила не выступала бы в центростремительной роли. Есть идеи, как это корректнее сделать? --Nashev 16:27, 20 июня 2012 (UTC)

      Суть 1-го закона Ньютона в постулировании существования инерциальных систем отсчёта. Про поворот в преамбуле уже есть вроде. — Артём Коржиманов 18:53, 25 июня 2012 (UTC)

Примеры

Я откатил два примера, только что добавленных участником Vitold Muratov. Вот они, и вот что я о них думаю:

Форма траектории не даёт полной информации о силах, вызывающих движение тела. Так, например, при рассмотрении ускоренного движения тела в одной из инерциальных систем, возможно, что эта траектория будет прямой линией. Однако в другой инерциальной системе, равноправной первой, но движущейся по отношению к ней пусть с постоянной скоростью, но под некоторым углом, эта траектория будет близка параболе. То есть кривой, которую можно с заранее заданной точностью представить в виде сопрягающихся окружностей разного радиуса. Но при этом утверждать, что тело движется под действием постоянно меняющихся центростремительных сил было бы неправильно, поскольку их просто нет. В любой точке этой траектории действует одна и та же сила, не меняющая в рассматриваемом случае своего направления и величины.

При рассмотрении тела из ИСО₂, движущейся относительно другой ИСО₁, в которой тело движется прямолинейно ускоренно, мы видим, что оно двигается по параболаобразной (кривой) траектории. Кстати, в ИСО₂ это аналогично движению тела по баллистической кривой. В каждый момент времени есть мгновенный центр вращения, и тело поворачивает вокруг него. Что его заставляет поворачивать? Та сила, которая его ускоряет. Значит, часть этой силы должна называться центростремительной. Ровно та часть, которая получается при её проекции на перпендикуляр к траектории. А та часть, которая получается при проецировании на касательную к траектории - ускоряющая. И скорость тела в этой новой ИСО₂ больше, чем скорость в ИСО₁, потому что она сумма собственной скорости тела со скоростью перемещения ИСО₂ относительно ИСО₁. --Nashev 15:50, 20 июня 2012 (UTC)

А сила-то и в новой системе отсчёта будет одна, та жа самая, и не меняющая своего направления. Правда, с линейной скоростью меняющая точку приложения. Просто для разборок с причинами явно наблюдаемого поворота придётся делить её на части вдоль и поперёк суммарной скорости, направление которой в этой системе тоже будет меняться по мере роста составляющей, сонаправленной силе. Никто же не говорит, что появилась вторая сила. Да, по-прежнему одна. Но делить её и обзывать полученные части можно по-разному. --Nashev 10:40, 21 июня 2012 (UTC)

Для пассажира в равномерно и прямолинейно движущемся авто любая точка на периферии колеса движется по окружности с постоянной скоростью под действием постоянной по величине центростремительной силы.

Для пешехода, наблюдающего движение этой точки со стороны, (и находящегося в равноправной, но другой инерциальной системе) оно представлено циклоидой ("Справочник по математике.", Бронштейн И.Н. Семендяев К.А. М.: Издательство «Наука» Редакция справочной физико-математической литературы.1964.) т.е кривой, которую можно приближённо изобразить серией дуг окружностей переменного радиуса. И, следовательно, сделать предположение о различии в центробежных силах. Причём в случае, когда рассматривается точка касания с поверхностью (при отсутствии проскальзывания) ($v=0$), действующая на неё центробежная сила по выше приведённой формуле должна быть равна нулю.

Для пассажира в авто точка на периферии колеса движется по кругу под действием постоянной по величине и постоянно меняющейся по направлению силе молекулярных связей в теле колеса, которые делают эту точку частью одного целого колеса. Это да. И циклоидой - тоже да. И да, центробежная составляющая силы молекулярных связей будет разная. И в точке касания земли она будет равна нулю, совершенно точно. И что? --Nashev 15:50, 20 июня 2012 (UTC)

Витольд, поясните, пожалуйста, что Вы хотели проиллюстрировать этими примерами? --Nashev 15:50, 20 июня 2012 (UTC)

Для начала, что по форме траектории нельзя однозначно судить о силах, вызывающих движение. Поскольку у меня возникло подозрение, что, глядя на рисунок и формулу, у кого-нибудь возникнет соблазн утверждать, что , выделив из произвольно взятой траектории отрезок (дугу), и замерив радиус ей кривизны, получить положение центра поворота (что логично) и направление ЦС в желаемой точке. А, получив данные о скорости, и её величину. Пример с циклоидой является опровержением такого заключения.Витольд Муратов (обс, вклад) 17:22, 20 июня 2012 (UTC)

По одной лишь форме траектории невозможно судить о том, из чего именно сложилась центростремительная сила, но вот о направлении центростремительной силы - судить по форме траектории (и только по ней) МОЖНО однозначно. --Nashev 18:08, 20 июня 2012 (UTC)

Ниже неоднократно говорится, что бывает и так: траектория есть, а силы (никакой)-нет. Витольд Муратов (обс, вклад) 15:53, 21 июня 2012 (UTC)

Где? Лично я такого не говорил. Ниже Вы предлагаете мне подробнее расписать центростремительную силу, появляющуюся во второй ИСО, я её распишу. --Nashev 18:54, 21 июня 2012 (UTC)

А зная скорость и массу тела - о можно судить и о величине этой силы. Но это, так же как и скорость, будет понятие, имеющее смысл именно в той ИСО, в которой измерена --Nashev 18:08, 20 июня 2012 (UTC)

И вообще прошу ещё раз внимательно прочесть мой текст. Возможно, что где-то для себя незаметно я сделал перескок. Витольд Муратов (обс, вклад) 17:22, 20 июня 2012 (UTC)

Кстати, вот эту относительность в статье действительно стоит отметить особо, возможно Ваши примеры для этого будут весьма показательны, если в них сместить акценты. Согласны? --Nashev 18:08, 20 июня 2012 (UTC)

И ещё. Надеюсь, что мы оба не ставим под вопрос принцип Галилея. А он (в свободном изложении звучит так:Никакими опытами, проводимыми в ИСО, нельзя доказать, что она движется относительно относительно другой ИСО. Или, что мне кажется более подходящим случаю, пересказать так: Если имеются две ИСО, то любые опыты, проводимые, не выходя из этих систем, будут давать одни и те же результаты.Таким образом во втором примере "центробежная составляющая".А это откуда? Ведь мы -в ИСО!" (у вас -молекулрных сил, у меня -сил при деформации,) будет ОДИНАКОВА

Кстати, про Галилея: свободное изложение "Никакими опытами, проводимыми в ИСО, нельзя доказать, что она движется относительно относительно другой ИСО. " некорректно, потому что всегда ясно видно, что одна ИСО движется с постоянной скоростью относительно другой ИСО, если опорные точки этих ИСО доступны наблюдению. --Nashev 11:27, 21 июня 2012 (UTC)

Хотя при изложении положений, вошедших в научную парадигму, ссылаться на конкретные источники значит вести себя по-школярски, сознаюсь, что эту фразу я взял из Физический энциклопедический словарь/ Гл. ред. А.М.Прохоров. Ред.кол. Д.М.Алексеев, А.М. Бонч-Бруевич,А.С.Боровик-Романов и др. -М.: Сов.энциклопедия, 1983.-323 с.,ил, 2 л.цв.ил. Страница 106, 4 строка снизу. Витольд Муратов (обс, вклад) 15:53, 21 июня 2012 (UTC)

Источник похож на уважаемый, да.. Но я не знаю, что они имели ввиду. Может, та фраза из контекста какого-нибудь специфического?.. Какие-нибудь конкретные ИСО, в каких-нибудь специфических условиях... Для иллюстрации каких-нибудь тонкостей... --Nashev 18:54, 21 июня 2012 (UTC)

Да Вы и против первого закона Ньютона , не говоря уж о Галилее. Тот как раз говорил, стоя на корабле, обратное?? Витольд Муратов (обс, вклад) 15:53, 21 июня 2012 (UTC)

Что именно он говорил? --Nashev 18:54, 21 июня 2012 (UTC)

Аналогично некорректна формулировка "Если имеются две ИСО, то любые опыты, проводимые, не выходя из этих систем, будут давать одни и те же результаты" - потому что во второй системе Вы сразу наблюдаете параболу, а в первой - прямую, и рассуждение о силах здесь ещё вообще ни при чём. --Nashev 11:27, 21 июня 2012 (UTC)

Аналогично ошибаетесь. Не надо боготворить траекторию - характеристику весьма относительную и связанную с условиями наблюдения, но лишь косвенно с изучаемыми физическими процессами. Витольд Муратов (обс, вклад) 15:53, 21 июня 2012 (UTC)

Это лишь к вопросу о результатах опытов - нужно тогда уточнять, какие результаты должны считаться. Потому что нарисованная траектория в результате опытного наблюдения за телом - вполне себе результат. И он будет несомненно разный. --Nashev 18:54, 21 июня 2012 (UTC)

И ещё (мой первый пример). Переход от прямолинейного движения к повороту -очень серьёзный шаг, который нельзя не почувствовать (скажем, использовав маятник Фуко). Поэтому Ваши хладнокровное указание на возникновение при переходе ко второй ИСО новых (центростремительных) сил не может быть не замечено. И будет указывать на неравноправность ИСО.Что противоречит принципу Галилея. Так что либо он не прав (допускаю), либо вы. Витольд Муратов (обс, вклад) 17:54, 20 июня 2012 (UTC)

Отвечу и тут: что значит "почувствовать"? --Nashev 11:27, 21 июня 2012 (UTC)

"почувствовать"-значит поставить эксперимент, позволяющий обнаружить наличие сил инерции, т.е. таких, которые принципиально не могут быть следствием действия окружающих тел. Витольд Муратов (обс, вклад) 15:53, 21 июня 2012 (UTC)

Но в ИСО нет сил инерции! Я не понимаю Вас тут. Не понимаю, почему Вас не убеждает та моя фраза, которую Вы от этого вопроса оторвали. --Nashev 18:54, 21 июня 2012 (UTC)

Вы считать начали относительно другой точки, своё движение при этом вообще не меняли. И траекторию свою рисовать стали не на неподвижной бумаге, а на движущейся. Неправы Вы в интерпретации его утверждения. --Nashev 11:27, 21 июня 2012 (UTC)

Похоже, что вы поторопились с откатом. Витольд Муратов (обс, вклад) 17:54, 20 июня 2012 (UTC)

Ещё раз обращаю Ваше внимание: центростремительной называют ту часть действующих сил, которая отвечает за криволинейность движения. Это НЕ ВСЯ сила, действующая на тело, и НЕ какая-то конкретная сила. --Nashev 18:08, 20 июня 2012 (UTC)

А не имеете ли Вы в виду здесь то, о чём я всё время? Т.Е. если траектория есть следствие произвольного выбора системы отсчёта, то и объяснять её кривизну конкретной силой просто рискованно? Витольд Муратов (обс, вклад) 15:53, 21 июня 2012 (UTC)

Ещё раз обращаю Ваше внимание: центростремительная сила - это не "конкретная", "физически существующая" "чем-либо обусловленная" "настоящая" сила. Это лишь условное название для той части других, куда более реальных, сил, которая (часть) послужила причиной искривления траектории в текущей рассматриваемой ИСО.

Это название одной, почти произвольно выбранной, составляющей от суммы всех сил, выбор которой зависит от выбранной инерциальной системы отсчёта. --Nashev 18:08, 20 июня 2012 (UTC)

Вот пример типичного ведения дискуссии в википедии: вместо ответа на высказанный оппонентом тезис отвечать собственным мыслям.

Разве я возражаю против первой фразы и начала второй? Но, если ЦС обладает конкретными свойствами (См. формулу и картинку -куда уж конкретнее), то почему она неконкретна и "почти произвольна"? Предполагаю, что вы здесь подстраховываетесь и делаете попытку обобщения так, на всякий случай.

Однако на мои доводы нет ответа, и откат остаётся в силе.Напоминаю, что необоснованные откаты я имею привычку в соответствии с духом ВП отменять. Найдите время для конструктивного ответа. Или снимите "возражения", как не имеющие отношения к рассматриваемой проблеме. Плиз. Витольд Муратов (обс, вклад) 21:55, 20 июня 2012 (UTC)

Дело в том, что Вы должны согласиться со всем вторым предложением целиком, со второй его частью в том числе. В примере с ускоряются телом, после перехода в равномерно двигающуюся ИСО, мы вынуждены считать часть разделяющей силы центростремительной. Так же, как вынуждены считать скорость этого тела больше. Новой силы не появляется, мы лишь становимся вынуждены считать центростремительной часть все той же силы, с которой имели дело и в оригинальной ИСО. Какой именно должна быть эта часть, зависит от выбора ИСО, а эту ИСО мы можем выбирать почти произвольно, именно в этом смысле я говорил о почти произвольном выборе той части сил, которую надо считать центростремительной. Именно про этому выбор системы отсчёта оказывается способен сильно влиять на сложность вычислений, упрощая расчеты при удачном выборе, и делая их почти неподъемными при выборе неудачном. --Nashev 09:51, 21 июня 2012 (UTC)

Выпад про игнорирование ваших слов прошу забрать, потому что я с тем же правом мог бы сказать его Вам: вы не вникаете в мои слова и продолжаете упорствовать в своём заблуждении. Но я знаю, что это явление свойственно людям, и если постараться не переходить на личности и продолжать диалог на заданную тему, можно нащупать корень заблуждения и его искоренить, простите за тавтологию. Я видимо ещё не нащупал корень Вашего заблуждения, а Вы ещё не нащупали корень моего, если оно есть. --Nashev 09:51, 21 июня 2012 (UTC)

Заявлено убедительно. Только почему откат-то произведён? До извлечения корня? Восстановите Status Quo и с хорошим настроением весело продолжим работу дальше. Витольд Муратов (обс, вклад) 10:06, 21 июня 2012 (UTC)

Откат произведён, потому что в первом примере утверждается нонсенс про отсутствие центростремительной силы во второй ИСО, --Nashev 10:52, 21 июня 2012 (UTC)

Хорошо было бы с Вашей стороны показать подробнее возникновение этих сил из единственной, вызывающей ускорение! Витольд Муратов (обс, вклад) 15:53, 21 июня 2012 (UTC)

Ок, извольте: вот я нарисовал, как в движущейся ИСО можно разложить ту же самую сиду на составляющую вдоль суммарной скорости и поперёк неё. Вот та часть, что поперёк - центростремительная. --Nashev 18:54, 21 июня 2012 (UTC)

А во втором примере - делается вид, что появившееся изменение центростремительной силы во времени - это какой-то непонятный парадокс и проблема этого подхода. А это неверно, и таких утверждений в статье быть не должно. Повторяю основной свой вопрос: "Кстати, вот эту относительность в статье действительно стоит отметить особо, возможно Ваши примеры для этого будут весьма показательны, если в них сместить акценты. Согласны?" Но Вы сейчас, вместо того чтобы продолжать обсуждать это, начинаете грозить войной правок. Может, вернёмся к теме? Почему Вы, несмотря на то, что я уже какой раз талдычу Вам о виртуальной природе понятия центростремительной силы, это полностью игнорируете? Ни на один из абзацев про это Вы не соизволили отреагировать, как будто их нет здесь. Вернитесь под первый пример, ответьте на мои возражения или согласитесь уже наконец с моей правотой. --Nashev 10:52, 21 июня 2012 (UTC)

Но я просто не вижу никакой искусственной виртуальности в центростремительной силе.Сила-как сила. Просто не всегда кривизна траектории ею объясняется. Ничего страшного, бывает. Витольд Муратов (обс, вклад) 15:53, 21 июня 2012 (UTC)

В центростремительной роли могут выступать разные силы - в простейшем случае целиком (сила натяжения нити, если на ней крутят что-то, молекулярные силы внутри материала волчка, силы тяготения в случае спутника и т.д.), в более сложном случае - частично (например когда сила притяжения действует на стоящего на земле человека - её малая часть центростремительна, остальное просто прижимает человека к земле. Или вот в случае полёта по параболе в поле того же тяготения, когда и траектория загибается, и тело ускоряется) или складываться из нескольких сил (например, тело висит на двух нитках за концы одной оси, и крутится вокруг неё - фактически там действуют силы натяжения двух ниток, в плоскости треугольника ось-нитки направленные вдоль ниток, а центростремительной является сумма их проекций на высоту, и направлена она по этой вот высоте. А если на это тело top` и ветер дует, то в центростремительную силу и его составляющая попадёт.) И кривизна траектории в выбранной ИСО должна совпадать с нею всегда. Просто по определению! --Nashev 18:54, 21 июня 2012 (UTC)

┌─────────────────────────────────┘

Только что попытался перевоплотиться в Вас, но наткнулся на вопросы, в которых не имею ясности и сам:

1. Есть ли разница между линией действия силы и траекторией тела, этой силой движимого. Витольд Муратов (обс, вклад) 10:58, 21 июня 2012 (UTC)

Конечно есть, траектория - это след тела в выбранной СО, а настоящая сила от выбранной СО не зависит. О втором, кстати, и говорит Галилей в своём принципе. --Nashev 11:37, 21 июня 2012 (UTC)

В общем солидарен. Правда смущает термин "Настоящая" и отсутствие полного ответа. Я -то спрашивал не о силе, а о направлении её действия и, более того (виноват, не уточнил), может ли эта линия стать не прямой, но кривой при переходе в другую ИСО. Витольд Муратов (обс, вклад) 15:53, 21 июня 2012 (UTC)

2. Может ли существовать линия действия силы без системы отсчёта.Витольд Муратов (обс, вклад) 10:58, 21 июня 2012 (UTC)

Линия действия силы - это что? Если это вектор с его динамикой - то может, если это траектория, описывающая его динамику относительно СО, то определению, она относительна СО. --Nashev 11:37, 21 июня 2012 (UTC)

Вот, вот. Истинно: "вектор с его динамикой"- прямо определение понятия "Линия действия силы". И здесь солидарен. Витольд Муратов (обс, вклад) 15:53, 21 июня 2012 (UTC)

3. Может ли существовать траектория без системы отсчёта.Витольд Муратов (обс, вклад) 10:58, 21 июня 2012 (UTC)

Нет, по тому же определению, которое я написал в ответе на первый из этой серии вопросов. --Nashev 11:37, 21 июня 2012 (UTC)

Абсолютно согласен. Витольд Муратов (обс, вклад) 15:53, 21 июня 2012 (UTC)

4. В чём разница между траекторией и, скажем, рельсовым путём.Витольд Муратов (обс, вклад) 10:58, 21 июня 2012 (UTC)

Рельсовый путь может двигаться относительно СО, если она двигается относительно него, а траектория - нет, она неподвижна в СО, потому что рисуется именно с точки зрения этой СО. --Nashev 11:37, 21 июня 2012 (UTC)

Мм да…..Ведь траектория движения может наблюдаться и из другой СО.И именно в этом интрига обсуждаемого нами вопроса.Впрочем, я ждал упоминания сил связи а, может, и даламберовых. Впрочем, сейчас не о них речь. Витольд Муратов (обс, вклад) 15:53, 21 июня 2012 (UTC)

Траектория одной ИСО - не может наблюдаться из другой ИСО. Может наблюдаться тело с его движением, и в другой ИСО оно будет описывать другую траекторию. Конечно, жёстко связанную, конечно с движением тела и относительным движением этих ИСО. --Nashev 18:54, 21 июня 2012 (UTC)

Подозреваю, что без консенсуса в ответах на эти вопросы нам не продвинуться далее. Возможно, здесь и находятся искомые корни. Витольд Муратов (обс, вклад) 10:58, 21 июня 2012 (UTC)

Надеюсь, ага. Нашлись? --Nashev 11:37, 21 июня 2012 (UTC)

есть кое-что. Витольд Муратов (обс, вклад) 15:53, 21 июня 2012 (UTC)

Кстати, все вопросы, чтоб не закапываться глубоко, относятся исключительно к произвольно взятым разным ИСО. Витольд Муратов (обс, вклад) 11:05, 21 июня 2012 (UTC)

В догонку: они и в НСО вполне уместны, и мои ответы не зависят от того, ИСО там или НСО. --Nashev 11:37, 21 июня 2012 (UTC)

На основании сказанного надеюсь, что имеет смысл следующее:

Ничто не мешает утверждать, что приведённый выше рисунок якобы вращения тела под действием псевдо силы, называемой центростремительной, в действительности изображает схему фотосъёмки с длительной выдержкой неподвижного тела поворачивающейся над ним фотокамерой. И при этом в получении траектории движения тела(разве нет?) не участвуют не только центростремительная сила, но и вообще никакая сила, на него действующая. (Тело-то неподвижно). Витольд Муратов (обс, вклад) 15:53, 21 июня 2012 (UTC)

Вращающаяся камера - это неинерциальная СО, и там мы вынуждены будем ввести меняющуюся во времени силу инерции, компенсирующую переход в эту НСО из ИСО. С точки зрения из этой НСО, эта сила инерции и будет центростремительной. --Nashev 18:54, 21 июня 2012 (UTC)

В вообще, этот взгляд даёт интересный вопрос про криволинейные траектории в неинерциальных СО. По определению, центростремительная сила и там имеет право быть выделенной. Зря я на минутку подумал, что она только в ИСО имеет место быть... Посмотрю при случае, как это "открытие" может повлиять на формулировки в статье. --Nashev 18:54, 21 июня 2012 (UTC)

И вообще не всякая искривлённая траектория связана с действием боковой силы и не всякая траектория в виде прямой говорит о её отсутствии Этот вопрос подробно рассмотрен здесь в ВП в статье «Траектория». Я всё это к тому, чтобы предостеречь Вас от тенденции видеть в каждом искривлении наблюдаемой траектории действие центростремительной силы, пусть даже называемой Вами виртуальная.

Надо соблюдать принцип Оккама и не создавать дополнительных сущностей. Витольд Муратов (обс, вклад) 15:53, 21 июня 2012 (UTC)

Всякая, по определению центростремительной силы. И в статье траектория открытым текстом сказано прямо обратное: "Если в заведомо инерциальной системе скорость \vec{v} движения объекта с массой m меняется по направлению, даже оставаясь прежней по величине, то есть тело производит поворот и движется по дуге с радиусом кривизны R, то объект испытывает нормальное ускорение a_n. Причиной, вызывающей это ускорение, является сила, прямо пропорциональная этому ускорению. В этом состоит суть Второго закона Ньютона: ". Хоть и без подробностей. --Nashev 18:54, 21 июня 2012 (UTC)

Так, Вы по-прежнему считаете, что упомянутая нами недавно параболическая траектория , наблюдаемая в ИСО связана с РЕАЛЬНО существующими ЦС, которые по чудесной причине меняются и при достаточно долгом наблюдении сходят на-нет? Но почему? И почему на Вас не произвёл впечатления случай с фотоаппаратом. Как тело УЗНАЛО, что он вообще есть, не говоря о том , что он вертится и изменило СВОЮ траекторию на круговую?

А определение не имеет общего характера и только поэтому я и вступил в эту принципиальную дискуссию Витольд Муратов (обс, вклад) 22:42, 22 июня 2012 (UTC)

Я же на картинке показал Вам центростремительную силу Fc, которую при той параболе приходится выделить из единственной в задаче силы F. И да, она постепенно стремится к нулю, по мере того как скорость Vy становится больше V₂. И ясно, что никогда не достигнет. --Nashev 17:20, 23 июня 2012 (UTC)

А что касается переходов в систему отчёта крутящейся камеры — так Вас же не удивляет, что скорость камеры начинает относиться ко всем объектам в её СО, так почему удивляет, что сила начинает относиться? --Nashev 17:20, 23 июня 2012 (UTC)

За картинку, спасибо. Она подтверждает мои предположения о сути нашего спора из-за ничего.

В самом деле: ведь и я могу упомянутую Вами на левом чертеже силу тоже разложить по правилу параллелограмма минимум на две силы, а каждую из них-ещё на две и т. д., пока не взопрею. И тогда сказать, что этот пучок сил — реальность, а нарисованная Вами вертикально вниз действующая сила в этом случае вообще отсутствует. Нет её — и всё тут. Например, скажу, что тело тянут за две под углом верёвки вниз при отсутствии силы тяготения. И никто не сможет возразить, если смотреть только на картинку.

И разложение сил на составляющие, и траектория тела есть, в конце концов, возможный вариант — удобный способ описания. Допустимый, но не обязательный. Разложение силы на правом чертеже в общем ничуть не ошибочно. Я могу себе представить, что там Вы нарисовали траекторию движения поезда на закруглении в горизонтальной плоскости. Но, как только Вы добавите, что чертёж относится к движению тела в вертикальной плоскости, у меня возникнет сомнение в правильности Вашего объяснения.

Чтобы получить представление о действительности нужна дополнительная информация.И это было основной мыслью, которую я пытался донести выше. Витольд Муратов (обс, вклад) 14:09, 24 июня 2012 (UTC)

Можете раскладывать как угодно, конечно, но центростремительной будет называться лишь проекция суммы всех сил на перпендикуляр к скорости и, глядя на траекторию, можно с уверенностью утверждать, какова должна быть величина этой проекции. И конечно, даже зная направление и величину этой центростремительной силы, невозможно без дополнительной информации утверждать, из каких именно реальных сил она сложилась. --Nashev 14:37, 24 июня 2012 (UTC)

Вас нельзя понять иначе,как так, что тело в одной системе координат (например ИСО) может быть неподвижно и потому не испытывать действие никаких сил, в том числе центростремительных, а в другой, где оно движется с ускорением (потому что НСО сама поворачивает), будет испытывать действие центростремительной силы? Это как раз случай с фотоаппаратом. Или (другой пример) с Солнышком, которое по небосводу по дуге ходит, (это под действием какой такой "центростремительной силы"?), а на ночь вообще прячется. Если так, то мы зря потратили столько времени. Витольд Муратов (обс, вклад) 17:33, 24 июня 2012 (UTC)

Вы абсолютно правильно высказали мою мысль, кроме вот последней фразы про «зря». Её я не понял.--Nashev 18:43, 24 июня 2012 (UTC)

И тут Вы правы.Но - жалко мне бедного Галилея. Как вы его разделали - под орех. Витольд Муратов (обс, вклад) 21:07, 25 июня 2012 (UTC)

Мне вот Бруно жаль ещё больше… Но выбор системы отсчёта, содержащей минимум слагаемых в силах, радикально упрощает расчёты, и потому весьма важен для решения задач и построения моделей. Это похоже на бритву Оккама — не надо городить огород со сложными кривыми вокруг центра Земли, когда достаточно эллипсов вокруг Солнца. И мне по прежнему непонятна Ваша ирония. Вам опять надоели попытки ведения конструктивного диалога, Вы развлекаетесь? --Nashev 05:21, 26 июня 2012 (UTC)

Если бы так. Картина же совсем иная:я привожу аргументы, Вы на них не отвечаете. Если бы, хотя б раз, именно на них последовало бы опровержение, то не было б и иронии. Попробую ещё раз.Хотя и без надежды на успех. Витольд Муратов (обс, вклад) 08:09, 26 июня 2012 (UTC)

На что я не ответил? И где этот обещанный «ещё раз»?

Ответил в смежной статье "Траектория". Если объяснения недостаточно - статью как есть надо выносить на Форум при обязательном привлечении исключительно компетентных коллег. Потом можно будет кончать и со статьёй про ЦС Витольд Муратов (обс, вклад) 11:49, 26 июня 2012 (UTC)

ответ

Вы опять ушли от ответа на прямо поставленный вопрос, да ещё вдруг набедокурили в статье «траектория», причем прямо в статье, не её обсуждении… Я, кажется, устал. Выносите знающим коллегам, может они Вас урезонят… --Nashev 13:40, 26 июня 2012 (UTC)

О центростремительной силе

Представляется, что это всё-таки не самый удачный термин. Сейчас, как правило, в учебных курсах принято говорить о центростремительном ускорении, опуская понятие "центростремительной силы". Дело в том, что при его употреблении в сознании возникает аналогия с "центробежной силой". Особенно когда говорят, что "ЦСС и ЦБС равны по модулю и противоположны по направлению". Но ЦБС - сила фиктивная, не имеющая субъекта, и вводится в неинерциальных системах отсчёта для удобства вычислений. Может возникнуть впечатление, что ЦСС - такая же абстрактная бессубъектная сила. На самом деле, при рассмотрении криволинейного движения с точки зрения наблюдателя из ИСО всегда есть реальная сила, заставляющая движущийся объект изменять направление своего движения, причём направлена эта сила к центру кривизны. Именно она вызывает ЦСУ - но источник самой силы может быть весьма различным (реакция опоры, натяжение нити, гравитация, кулоновское притяжение, магнитное поле и др.). Поэтому представляется наиболее удобным говорить о ЦСУ, а вот понятие ЦСС не употреблять (чтобы не создавать впечатления, будто существует некая абстрактная универсальная "центростремительная сила вообще", аналогичная "центробежной силе"), упоминая вместо этого конкретные силы, порождающие ЦСУ.

Схема изображённая на рисунке нарушает законы сохранения энергии и импульса

В частности, не указано действие центробежной силы инерциии F_i (противоположной центростремительной силе F_c), а также отсутствует обозначение силы F_τ, благодаря которой шар двигается по окружности со скоростью v.

Простота схемы не может служить оправданием тому, что у неподготовленного читателя возникнет впечатление о возможности изображённого на рисунке движения только под действием центростремительной силы F_c. Мурад Зиналиев (обс.) 01:43, 11 ноября 2019 (UTC)

Суммой каких сил являестя центростремительная сила в инерциальной системе?

Artem Korzhimanov! Вы пишите:

Центростремительная сила не является самостоятельной силой и представляет собой лишь результат формального разложения суммы всех действующих на тело сил на две составляющие — вдоль  и поперёк касательной к траектории движения.

Однако при этом не указываете ни на рисунке, ни в тексте преамбулы, о какой сумме сил идёт речь, а также какая сила является второй составляющей к центростремительной силе в упомянутом Вами разложении.

С почтением, Мурад Зиналиев (обс.) 03:37, 11 ноября 2019 (UTC)

Каков критерий выбора сил, подлежащих учёту?

Nashev! Вы пишите:

С понятием «центростремительная сила» и переходом из инерциальной системы отсчёта во вращающуюся неинерциальную, тесно связано понятие «центробежная сила».

То есть, когда Вы смотрите со стороны на Землю и Луну, вращающуюся вокруг неё по почти круговой орбите, Вы считаете эту систему инерциальной и отказываетесь учитывать действие сил инерции: тангенциальную F_t и силу инерции F_i , уравновешивающую центростремительную силу F_c.

Однако, во-первых, без этих двух консервативных сил система перестанет быть инерциальной.

А во-вторых, что же представляет из себя сама центростремительная сила F_c?

— Силу гравитации, которая эквивалентна силе инерции, направленной в сторону центра траектории вращения!

Тогда, почему одну силу инерции Вы учитываете, а другие - игнорируете?

С почтением, Мурад Зиналиев (обс.) 05:00, 11 ноября 2019 (UTC)

Гляньте вот этот мой диалог с другим участником. Кажется, там ответ на Ваш вопрос есть. — Nashev 12:15, 24 апреля 2020 (UTC)

Индикатором перехода из инерциальной системы в неинерциальную является возникновение силы инерции

Утверждение:

В связи со сложностью понимания переходов из одной системы отсчёта в другую (из инерциальной системы отсчёта во вращающуюся неинерциальную), особенно если они движутся относительно друг друга с динамически меняющимся ускорением, понятия центростремительной и центробежной сил вызывают многочисленные споры и недоразумения.

вводит в заблуждение пользователей ВП.

Во-первых, неинерциальными являются системы, вращающиеся с переменным угловым ускорением под действием внешних сил (напоминаю, сила гравитации эквивалентна силе инерции и любое движение под её влиянием является инерциальным). Поэтому, если бы Земля вращалась только под действием сил инерции, то она была бы инерциальной системой отсчёта.

Во-вторых, динамика — это состояние движения, под действием внешних неинерциальных сил.

Важно помнить, что индикатором перехода из инерциальной системы в неинерциальную является возникновение силы инерции.

Например, при перемещении из одной ракеты с выключенными двигателями в другую, двигающуюся непараллельно и/или в противоположном направлении, или же ускоряющуюся за счёт собственных двигателей, экспериментально такой переход устанавливается при помощи акселерометра.

В всех телах, «движущиеся относительно друг друга с динамически меняющимся ускорением» (т. е. под действием внешних неинерциальных сил), действуют силы инерции.

С почтением, Мурад Зиналиев (обс.) 05:59, 11 ноября 2019 (UTC)

Сил инерции в инерциальных системах отсчёта не бывает?

Уважаемый VladVD!

Благодарю за пояснения при откате моей правки!

Вы считаете, что сил инерции в инерциальных системах отсчёта не бывает.

Хорошо! Тогда, не могли бы Вы дополнительно пояснить, как по-Вашему, сила инерции — физический феномен или математическая абстракция?

Иными словами, можем ли мы заявить, что торможение одной движущейся машины относительно другой, стоящей неподвижно у обочины, допускается представить математически, как торможение машины, стоящей у обочины относительно подъезжающего автомобиля?

С почтением, Мурад Зиналиев (обс.) 17:50, 11 ноября 2019 (UTC)

Давайте будем здесь обсуждать только содержание статьи, основываясь при этом на АИ, а не наши собственные представления о чём бы то ни было. --VladVD (обс.) 12:09, 12 ноября 2019 (UTC)

• Уважаемый VladVD! Благодарю за ответ!

Вместе с тем, исходя из предложенного Вами подхода, произведенный Вами откат является необоснованным, а статью необходимо удалить по упрощённой процедуре, поскольку они не опираются на АИ!

Должен признаться, что это не призыв к необходимости исправить ошибки. Просто обращаю Ваше внимание на логическое противоречие.

С почтением, Мурад Зиналиев (обс.) 20:48, 12 ноября 2019 (UTC)

Вашу правку я не откатил, а отменил --VladVD (обс.) 12:03, 13 ноября 2019 (UTC)

Какая сила противодействует центростремительной силе на рисунке в статье?

Уважаемый VladVD! Поскольку Вы настаиваете на необходимости сохранить содержание статьи в прежнем виде, не могли бы Вы обосновать правильность разложения действующих сил на рисунке.

Проблема заключается в том, что указана всего одна сила — натяжения нити (центростремительная сила), которая не способна обеспечить движение шара по круговой траектории.

В частности, возникает вопрос: «Какая сила натягивает эту нить?»

С почтением, Мурад Зиналиев (обс.) 20:48, 12 ноября 2019 (UTC)

В подписи к рисунку про нить и её натяжение ничего не говорится. Рисунок соответствует как очень разным телам, движущимся по окружности, так и центростремительным силам весьма различной физической природы. Например, телом, изображённым на рисунке, может быть планета, движущаяся вокруг звезды, а центростремительной силой – сила тяготения. Ясно, кстати, что на такую планету никакие другие существенные силы не действуют и что именно эта сила обеспечивает движение планеты по окружности. --VladVD (обс.) 12:04, 13 ноября 2019 (UTC)

• Уважаемый VladVD! Благодарю за подробный ответ!

Хорошо, Вы считаете, что искусственные спутники и Луна удерживаются на орбите лишь за счёт силы тяготения.

Что ж, это довод легко опровергается. Достаточно обратить внимание на то, что высота полёта искусственных спутников зависит от импульса, полученного ими при запуске с поверхности Земли: чем больше импульс — тем выше орбита.

То есть, после 2—4 минут ускорения космические аппараты выходят на заданную орбиту или, даже, покидают земную орбиту, совершают гравитационные манёвры, чтобы достичь Марса или покинуть солнечную систему.

То есть работа двигателя длится в общей сложности около 10 минут. Всё остальное время (месяцы, годы или десятиления) — движение по инерции.

В том числе, вокруг Земли!

Уважаемый VladVD! Достаточно ли одного довода, для того, чтобы убедить Вас в том, что движение по орбите — это сочетание земного тяготения и движения по инерции?

С почтением, Мурад Зиналиев (обс.) 19:55, 13 ноября 2019 (UTC)

• Я нигде не отрицал и не мог отрицать наличие у тел инерции.
• Дискуссия стала слишком сильно отклоняться от темы статьи, поэтому если у вас есть предложения по внесению конкретных правок, то предлагайте, и мы их обсудим. Если таких предложений нет, то, думаю, это обсуждение пора заканчивать. --VladVD (обс.) 12:39, 14 ноября 2019 (UTC)

Обсуждение правок

Уважаемый VladVD! Благодарю за предоставленную возможность обсуждения правок!

Если Вы не отрицаете участие сил инерции в организации вращательного движения, то, очевидно их необходимо упомянуть в тексте и указать на рисунке. Не правда ли?

В отношении правок текста. По-видимому, необходимо добавить несколько дополнительных пояснений.

В преамбуле после «Это составляющая, направленная перпендикулярно мгновенному вектору скорости тела.»:

«Равномерное движение по окружности является ускоренным. При неизменной угловой скорости центростремительное ускорение ac=ω2r=const направлено по радиусу к центру.
Для неинерциальной системы отсчёта векторная сумма всех действующих сил (результирующая центростремительная сила) должна совпадать с направлением ускорения, а по величине должна иметь значение Fc=mac=...=Fc, где ac — центростремительное ускорение в данной точке, m — масса тела, v — его скорость в данной точке, ω  — его угловая скорость в данной точке, а Fi — сила инерции.»
АИ: Китайгородский А. И. Введение в физику — 2. — Москва. Наука. 1973. — С.25-26. — 688 с.

Уважаемый VladVD! Каково Ваше мнение в отношении возможности применения первого блока правок?

С почтением, Мурад Зиналиев (обс.) 21:02, 14 ноября 2019 (UTC)

• Я не вижу у Китайгородского подтверждения сказанному в предложенной правке о неинерциальной системе отсчёта. Кроме того, сила инерции F_i, о которой говорится в описании обозначений, почему-то больше нигде в правке не фигурирует. По указанным причинам с предложенной правкой согласиться невозможно.
• За недостатком времени своё участие в обсуждении на этом заканчиваю. --VladVD (обс.) 11:08, 15 ноября 2019 (UTC)

• Уважаемый VladVD! Да, действительно, упоминание об неинерциальной системе отсчёта у Китайгородского сказано на странице 22 его учебника «Введение в физику»:

«Если тело, за которым ведётся наблюдение в неинерциальной системе отсчёта, находится во взаимодействии с другими телами, то сила инерции добавится к силам, обусловленным взаимодействием.»

Кроме того, представленный первый блок правок (как это и указано мною) не является заключительным. Существует несколько вариантов описания силы инерции. Выбор необходимо было сделать после согласования позиций по этому вопросу.

Вместе с тем, из содержания нашего обсуждения видно, что Вы искали лишь предлог для его завершения, поскольку ни одна из ошибок и ни одно из противоречий, содержащихся в статье, в итоге не было устранено.

Как бы там ни было, благодарю Вас за участие в обсуждении (ведь, другие редакторы этой статьи, не отважились даже начать дискуссию)!

Желаю Вам дальнейших творческих успехов!

С почтением, Мурад Зиналиев (обс.) 14:37, 15 ноября 2019 (UTC)

«Центростремительная сила — ... заставляет тело поворачивать ...»

В соотвествии с содержанием определения в преамбуле, центростремительная сила частично компенсирует силу инерции, переводя траекторию с прямолинейной равномерной в равноускоренную круговую.

Имеено поэтому, рисунок в преамбуле не соответствует физике процесса.

С почтением, Мурад Зиналиев (обс.) 21:50, 17 ноября 2019 (UTC)

«Согласно второму закону Ньютона, наблюдаемое ускорение тела соответствует сумме действующих на него сил. Это верно в инерциальных системах отсчёта ...»

Если в разделе «Физический смысл» обсуждаемой статьи упоминается такая сумма сил, то, очевидно, должна быть представлена схема их действия, или, хотя бы, размещена ссылка на статью ВП, где этот вопрос подробно рассмотрен. Не правда ли?

С почтением, Мурад Зиналиев (обс.) 21:57, 17 ноября 2019 (UTC)