невероятное! Огненный телеграф :: Класс!ная физика
|
|||||||||||
|
|
|
|||||||||
|
|||||||||||
..
Почему яблоко падаетъ на землю?
Почему яблоко падаетъ на землю?
Мы знаемъ, что земля и яблоко притягиваютъ другъ друга, причемъ маленькое яблоко притягиваетъ землю съ малой силой, а большая земля притягиваетъ яблоко съ большой силой, и обѣ эти силы сливаются въ одну, но никто не можетъ сказать, почему это происходитъ Все, что только существуетъ на бѣломъ свѣтѣ, притягиваетъ другъ друга, какъ это доказалъ Исаакъ Ньютонъ послѣ того, какъ однажды онъ, еще юношей, лежалъ въ отцовскомъ саду и наблюдалъ паденіе яблока съ дерева.
«Какъ земля притягиваетъ къ себѣ камень, — говоритъ Ньютонъ, — такъ притягиваетъ она и луну Месяц и заставляетъ ее обращаться вокругъ себя. И если бы луна перестала обращаться вокругъ земли, то она упала бы на нее, какъ падаетъ на нее яблоко или камень».
Чѣмъ больше масса какого-нибудь предмета, тѣмъ съ большей силой онъ притягиваетъ всякій другой предметъ. Поэтому земля должна бы притягивать — и дѣйствительно притягиваетъ съ большей силой большую массу и съ меньшей — малую. Разсуждая такимъ образомъ, полагали, что большая масса падаетъ быстрѣе малой. При этомъ, однако, забывали, что большая масса требуетъ и болѣе сильнаго притяженія, чтобы ускорять ея начавшееся паденія. Вслѣдствіе этого и большая и малая масса падаютъ съ одинаковой скоростью.
Вотъ случай того, какъ доказали это опытомъ.
Въ итальянскомъ городѣ Пизѣ стоитъ сотни лѣтъ знаменитая «падающая» башня. Какимъ образомъ эта наклонная башня продолжаетъ стоять, не падая? Строить ее начали 800 лѣтъ назадъ, когда пизанцы захотѣли перещеголять большую венеціанскую колокольню, и хотя странная случайность чуть не погубила эту башню, однако она стоитъ и теперь, а венеціанская колокольня обрушилась уже нѣсколько лѣтъ тому назадъ.
Теперь хорошо извѣстно, что Пизанская башня была построена прямой, но теперь она отклоняется на 13 футовъ отъ отвѣсной линіи. Башня эта была построена на деревянныхъ сваяхъ, вбитыхъ въ столь мягкій грунтъ, что уже въ началѣ постройки стала склоняться на одну сторону.
Въ цѣломъ свѣтѣ нѣтъ другой подобной башни, которая стояла бы такъ наклонно, какъ Пизанская. Она очень красива, потому что лицевая сторона ея сложена изъ бѣлаго мрамора. Башня эта не падаетъ, потому что наклонъ ея хотя и кажется великъ, но все же недостаточенъ для ея паденія. Несмотря на наклонное положеніе, ея центръ тяжести еще находится какъ разъ надъ площадью основанія башни, а не внѣ ея.
Эта башня интересна для насъ и въ другомъ отношеніи, а именно въ томъ, что ея особенностью воспользовался одинъ изъ величайшихъ людей — жившихъ когда-либо на свѣтѣ, для того, чтобы произвести опытъ, знаменитый въ лѣтописяхъ науки. То былъ великій итальянскій физикъ Галилей. Онъ состоялъ профессоромъ въ Пизѣ немного болѣе 300 лѣтъ тому назадъ и былъ оригинальнымъ самостоятельнымъ мыслителемъ, потому что старался все понимать и провѣрять.
Такъ было и въ данномъ случаѣ. Великій греческій мыслитель Аристотель, жившій много вѣковъ до Галилея, провозгласилъ, что если вы возьмете два шара, сдѣланные изъ одного и того же матеріала — одинъ большой, а другой маленькій, и бросите ихъ въ одинъ и тотъ же моментъ, то большой шаръ первый достигнетъ земли. И если, утверждалъ Аристотель, большой шаръ будетъ въ 10 разъ тяжелѣе малаго, то скорость его паденія будетъ въ 10 разъ больше.
Въ наши дни, когда кто-нибудь утверждаетъ нѣчто подобное, мы всегда производимъ немедленно опытъ и предоставляемъ ему рѣшить вопросъ. Но въ древнія времена очень немногіе обращались къ авторитету природы; они полагались, обыкновенно, на какого-нибудь великаго человѣка и довѣряли его авторитету. Такимъ образомъ, много вѣковъ всѣ вѣрили Аристотелю и полагались на то, что онъ сказалъ и относительно паденія тяжестей. И никто не догадался произвести опытъ для того, чтобы установить истину.
Но вотъ, въ концѣ-концовъ, явился Галилей, мысль котораго работала самостоятельно.
Онъ путемъ размышленія пришелъ къ выводу, что два предмета должны падать съ одинаковой скоростью, хотя бы вѣсъ ихъ былъ не одинаковъ. И всѣ смѣялись надъ нимъ. А если кто-нибудь насмѣхается надъ вами, то это всегда является для васъ въ области мысли хорошимъ признакомъ: никто еще не сдѣлалъ ни одного геніальнаго открытія, которое раньше не высмѣивалось бы. «Не смѣйтесь, — сказалъ Галилей, — а приходите и поглядите». И вотъ утромъ, въ присутствіи собравшагося университета, и всѣхъ, смѣявшихся надъ нимъ, профессоровъ и студентовъ, онъ поднялся на наклонную башню, взявши съ собою два ядра, вѣсомъ въ одинъ и въ десять фунтовъ, и бросилъ ихъ разомъ съ башни. Они скатились съ карниза вмѣстѣ и одновременно упали на землю.
Вы вѣрно думаете теперь, что тогда же всѣ стали восхвалять Галилея за то, что онъ открылъ новый истинный законъ, что онъ съ того времени прославилъ свое имя навѣки? Увы! Для насъ это можетъ послужить жестокимъ урокомъ, который показываетъ, что въ подобныхъ случаяхъ, обыкновенно, люди поступаютъ не такъ.
Всѣ присутствовавшіе встрѣтили свистками опытъ молодого человѣка за то, что онъ осмѣлился оспаривать Аристотеля, и онъ былъ вынужденъ покинуть Пизу, изгнанный за то, что открылъ истину. То же самое случалось и до Галилея и послѣ него со многими великими людьми. Случается это и теперь. И когда вы, дѣти, вырастете и сдѣлаетесь взрослыми мужчинами и женщинами, вы должны постараться, чтобъ такіе случаи не повторялись у васъ.
***
Почему яблоко падаетъ на землю?
ДОК: Детская энциклопедия т. 6. Рамка. Почему яблоко падаетъ на землю
https://yadi.sk/i/IzmKJ0YPBvC-CA
Детская энциклопедия. Том 6. 1914. Стр. 149-151(134-137)
http://arch.rgdb.ru/xmlui/handle/123456789/40045#page/134/mode/2up
[Spoiler (click to open)]#баламутчуманэдб #баламутчумаавторитет #баламутчумаприрода #баламутчумадетская #баламутчумаэнциклопедия #баламутчумабаламутчума
#нэдб #авторитет #природа #детская #энциклопедия
НЭДБ, авторитет,природа,детская,энциклопедия,б
Tags: #авторитет, #баламутчумаавторитет, #баламутчумабаламутчума, #баламутчумадетская, #баламутчуманэдб, #баламутчумаприрода, #баламутчумаэнциклопедия, #детская, #нэдб, #природа, #энциклопедия, НЭДБ, авторитет, детская, природа, энциклопедия
общая теория относительности – Apple падает по какой из этих двух причин?
Чтобы объяснить это, нам нужно выяснить, что именно мы подразумеваем под ускорением в общей теории относительности, и это займет некоторое время.
Предположим, падаете вы, а не яблоко. Итак, я стою на поверхности Земли, а ты свободно падаешь на меня. Мы пренебрежем сопротивлением воздуха, поэтому у вас будет ускорение, равное силе тяжести Земли.
Чтобы измерить ускорение, мы должны измерить, как положение меняется со временем, поэтому я выберу некоторые координаты, в которых я неподвижен в начале координат. Затем я могу измерить расстояния с помощью линейки и время с помощью часов, чтобы я мог измерить изменение вашего роста $r$ со временем $t$ и вычислить ваше ускорение: 92} = -g \tag{2} $$
И вы обнаружите, что я ускоряюсь вверх к вам с ускорением $-g$, что прямо противоположно тому, что я обнаружил. Так кто прав?
Общая теория относительности говорит, что и вы, и я правы. Это потому, что то, что мы измерили, называется координатным ускорением , а значение координатного ускорения зависит от того, какие координаты используются для его измерения.
Но в ОТО есть форма ускорения, с которой согласятся все наблюдатели, и она называется собственным ускорением. Теория относительности описывает пространство-время как четырехмерное многообразие, а векторы, подобные ускорению, имеют четыре компонента. Поэтому мы называем их четырехвекторами, а ускорение — это четырехвектор, называемый четырехускорением. Собственное ускорение — это всего лишь величина четырехкратного ускорения .
В ньютоновской механике (координатное) ускорение определяется уравнением, которое мы использовали выше: 9\nu}{d\tau} $$
Так что мой четырехкратный разгон не равен нулю . На самом деле мое ускорение равно ускорению свободного падения, что имеет смысл, поскольку именно оно и есть ускорение свободного падения. Это вклад в четырехкратное ускорение, вызванный искривлением пространства-времени. Если вам интересно, расчет моего собственного ускорения подробно описан в статье «Что такое уравнение веса в общей теории относительности?».
Чтобы рассчитать ваше ускорение, нам нужно знать, что движение свободно падающего объекта описывается уравнением геодезии: 9\alpha_\text{you} = 0 $$
Итак, ваше четырехкратное ускорение равно нулю .
И, наконец, мы можем понять утверждение в вашем вопросе:
яблоко падает на землю, потому что земля устремляется вверх, чтобы встретить яблоко (которое на самом деле подвешено в космосе) из-за ускорения Земли в космосе.
Поверхность Земли ускоряется вверх в том смысле, что ее собственное ускорение не равно нулю, и и я, и вы/яблоко согласны с этим, несмотря на разные системы координат.
статистическая механика – Почему яблоко упало с дерева вопреки второму закону термодинамики?
спросил
Изменено 2 года, 6 месяцев назад
Просмотрено 2к раз
$\begingroup$
Ньютон придумал гравитацию, чтобы объяснить падение яблока с дерева, что бы подумал Гиббс?
Второй закон гласит, что энтропия Вселенной в целом увеличивается.
Это относительно легко увидеть, когда вы расширяете газ или растворяете соль в воде, но как энтропия увеличивается при падении яблока. Конечно, потенциальная энергия яблока уменьшается, но во втором законе не упоминаются потенциальные энергии или силы.
Так как же вы объясните это или подобное отталкиванию зарядов или любые другие макроскопические явления, не связанные с газами или химическими реакциями и процессами?
- термодинамика
- статистическая механика
- энтропия
$\endgroup$
3
$\begingroup$
Второй закон гласит, что энтропия Вселенной не может уменьшиться . В этой ситуации Гиббс сказал бы, что энтропия свободно падающего яблока не меняется. Действительно, ситуация полностью обратима во времени. Если в этой ситуации вы повернете время вспять, вы перейдете от яблока, ускоряющегося вниз под действием силы тяжести, к яблоку, замедляющемуся под действием силы тяжести по мере того, как оно движется вверх, точно так же, как если бы оно было брошено с земли.
Существует только один закон Природы — второй закон термодинамики, — который признает различие между прошлым и будущим более глубоким, чем различие между плюсом и минусом. Он стоит в стороне от всех остальных. Но этот закон неприменим к поведению отдельного человека.
В вашем случае “отдельный человек” – это яблоко, движущееся в присутствии гравитационного поля.
Надо помнить, что энтропия, температура и т. д. — понятия из статистический механика; который мы применяем к ансамблям из многих, многих составляющих, потому что отслеживать каждую часть по отдельности было бы совершенно невозможно. Поэтому не имеет большого смысла применять понятия «энтропии» или «температуры» к системе одного или даже двух тел. Как также говорит Эддингтон в приведенной выше ссылке:
.следует помнить, что многие свойства тела, напр.
температуру нельзя рассматривать как контролирующую поведение отдельной особи. 9*$Это отличный текст для чтения, который, несмотря на то, что ему уже более 90 лет, дает доступный обзор многих областей физики и, в частности, дает хорошее представление об энтропии. Там также есть одна из моих любимых цитат:.Закон, согласно которому энтропия всегда возрастает, — второй закон термодинамики — занимает, я думаю, высшую позицию среди законов Природы. Если кто-то укажет вам, что ваша любимая теория Вселенной не согласуется с уравнениями Максвелла, тем хуже для уравнений Максвелла. Если окажется, что наблюдения противоречат этому — что ж, эти экспериментаторы иногда что-то путают. Но если окажется, что ваша теория противоречит второму закону термодинамики, я не могу дать вам никакой надежды; ничего не остается, кроме как рухнуть в глубочайшем унижении.
$\endgroup$
0
$\begingroup$
Вопрос, который на самом деле решает второй закон термодинамики, заключается не в том, «почему яблоко падает с дерева», а в том, «почему, упав с дерева, яблоко не прыгает обратно на дерево снова?».
