🔼Принцип сложения скоростей 🔽

При рассмотрении сложного движения (когда точка или тело движется в одной системе отсчёта, а эта система отсчёта в свою очередь движется относительно другой системы) возникает вопрос о связи скоростей в двух системах отсчёта. В классической механике абсолютная скорость точки равна векторной сумме её относительной и переносной скоростей: 𝓿ₐ = 𝓿ᵣ + 𝓿ₑ — Данное равенство представляет собой содержание утверждения теоремы о сложении скоростей.

Простым языком: Скорость движения тела относительно неподвижной системы отсчёта равна векторной сумме скорости этого тела относительно подвижной системы отсчета и скорости (относительно неподвижной системы) той точки подвижной системы отсчёта, в которой в данный момент времени находится тело.

Примеры:
▪️Абсолютная скорость мухи, ползущей по радиусу вращающейся граммофонной пластинки, равна сумме скорости её движения относительно пластинки и той скорости, которую имеет точка пластинки под мухой относительно земли (то есть с которой её переносит пластинка за счёт своего вращения).
▪️Если человек идёт по коридору вагона со скоростью 5 километров в час относительно вагона, а вагон движется со скоростью 50 километров в час относительно Земли, то человек движется относительно Земли со скоростью 50 + 5 = 55 километров в час, когда идёт по направлению движения поезда, и со скоростью 50 — 5 = 45 километров в час, когда он идёт в обратном направлении. Если человек в коридоре вагона движется относительно Земли со скоростью 55 километров в час, а поезд со скоростью 50 километров в час, то скорость человека относительно поезда 55 — 50 = 5 километров в час.
▪️Если волны движутся относительно берега со скоростью 30 километров в час, и корабль также со скоростью 30 километров в час, то волны движутся относительно корабля со скоростью 30 — 30 = 0 километров в час, то есть относительно корабля они становятся неподвижными.

Ejecting a Person at 40km/h with a Human Catapult

#механика #динамика #физика #кинематика #разбор_задач #наука #science #physics

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚖️ Кинетический хаос «Физический маятник»: две люцитовые сферы свободно вращаются вокруг трех перпендикулярных осей в этой винтажной кинетической скульптуре Джона Андерсона 1974 года. Интересной особенностью дизайна является то, что одна горизонтальная ось смещена относительно двух других, что приводит к более сложным движениям. Хаотическое движение характеризуется чрезвычайной чувствительностью к начальным условиям, крошечные различия в том, как система запускается, приводят к кардинально разным результатам каждый раз, когда массы приводятся в движение.

Интересно было бы прикрепить на два шарика по светодиоду и, выключив свет, записать видео на длинной выдержке, чтобы получить форму траекторий движения, как мы видели в этом опыте 🔴Двойной маятник или в этой модели ⚙️ Анимация движения двойного маятника

#кинематика #эксперименты #опыты #физика #механика #physics #science

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚙️ Цепной механизм с реверсивным движением

Давайте обсудим:
1. Будет ли в реальности работать данная модель под нагрузкой ?
2. Если будет работать, то в какой области можно применить данный механизм?

#геометрия #моделирование #механика #gif #physics #передачи #кинематика #наука #science

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚙️ Безопорное движение? Или очередная ловушка? 🧐

Исходя из законов Ньютона, для того, чтобы тело начало перемещаться необходимо его взаимодействие с другими телами. В противном случае, оно не сможет двигаться. Даже если представить себе хомяка, внутри шара или какое-либо устройство, способное двигаться из-за перемещений внутри устройства, то процесс движения не будет безопорным. Он всё равно будет иметь точки взаимодействия с окружающими телами. По настоящему безопорным являлось бы движение летающей тарелки. Ведь она просто летит, а никаких следов реактивного движения нет.

Безопорное движение приравнивается в умах ученых с вечным двигателем и обозначается, как невозможное явление. Что вечный двигатель будет рассеивать энергию и никогда не станет по-настоящему вечным, что безопорно движущееся тело будет или не перемещаться, или так или иначе взаимодействовать с пространством и другими телами. Однако, несмотря на очевидные ограничения и противоречие модели движения существующим законам физики, огромное количество энтузиастов в той или иной мере пыталось эти законы физики нарушить. Существует множество попыток для получения патентов на устройства, способные использовать безопорное движение.

Наиболее яркий представитель вида безопорных двигателей — это инерцоид. Общая схема этого типа устройств представляет собой некоторое устройство, внутри которого перемещаются закрепленные грузы. Грузы раскачиваются и создают момент инерции. В 1930 была создана даже тележка Толчина. Толчин разработал инерционный двигатель подобного типа и пытался продемонстрировать безопорное движение. Впоследствии возможность безопорного движения такой штуки было опровергнуто и доказано взаимодействие с окружающей средой через силу трения.

Следующая попытка сделать безопорный двигатель — это устройство EmDrive. По заявлениям разработчиков устройство создаёт тягу за счёт стоячих электромагнитных волн в замкнутом резонаторе. Резонатор выполнен в виде усеченного конуса. Когда в нем появляется волна, обнаруживается микротяга. Большинство ученых опровергает возможность работы EmDrive. Тяга без отталкивания от чего-либо или без выброса назад чего-либо, формально противоречит закону сохранения импульса. Но тяга действительно зарегистрирована! Правда даже сторонники EmDrive не могут объяснить, как это работает. Возможно, впоследствии появится некоторое объяснение, которое вновь укажет, что опора всё же есть. #физика #механика #physics #science #кинематика #динамика #наука #опыты #эксперименты

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⭕️ Сохранение радиального движения объекта в момент отрыва от вращающей платформы ➰

Движение по радиальной траектории продолжается до тех пор, пока пружинка имеет центростремительную силу (натяжения, упругости). К сожалению, gif-анимация заканчивается как раз в тот момент, когда натяжение по направлению к центру пропадает. Но, основываясь на базовые законы классической механики, мы можем предугадать дальнейшее движение пружины.

❓Вопрос для наших подписчиков: Какое будет дальнейшее движение пружинки после того, как заканчивается данная анимация? Опишите динамику развития процесса движения.

#задачи #механика #кинематика #упругость #physics #физика #наука #science #gif #анимация

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚖️ Равновесие нарушится или нет? Как это объяснить?

⏳ Задача: Почему опрокинулась кювета? Кювета с водой стоит на бруске. На воде плавает коробочка с гирей. Кювета находится в равновесии. Если вынуть гирю из коробочки и поставить на дно кюветы под тем местом, где плавала коробочка, то равновесие нарушится, хотя вес левой части кюветы как будто бы не изменился. Объясните ошибку рассуждений.

📝 Решение: Коробка с гирей весит столько же, сколько и вытесненная ею вода. Поэтому перемещение коробки с гирей не нарушает равновесие кюветы. Если же в левой части кюветы вынуть гирю и поставить на дно кюветы, то коробочка всплывает, освободившаяся полость заполняется водой, левая часть становится тяжелее и равновесие нарушается.

Альтернативное рассуждение: Когда гиря плавает в коробке, то коробка вытесняет объем воды, который весит как гиря + коробка. Эта вода равномерно распределяется в поле силы тяжести. Мы можем считать, что в нашем крупном тазу (кювете) только равномерно распределенная вода, масса которой равна = масса реальной воды + масса воды, равная лодке и коробке. Когда мы вытаскиваем гирю, то вода уравнивает только плавающую коробку. А вот сама гиря уже вытесняет своим объемом количество воды, которое в этом вытесненном объеме весит меньше чем гиря. И не смотря на то, что вода распределяется равномерно, гиря всё равно является локальной областью повышенной плотности, поэтому силы перестают быть скомпенсированными и кювета опрокидывается.
#механика #динамика #физика #кинематика #гидростатика #наука #science #physics #гидродинамика

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🛁 Фонтанчик, работающий на основе физики: кто сможет объяснить в комментариях принцип работы?

#механика #динамика #физика #кинематика #гидростатика #наука #science #physics #гидродинамика

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib