Спросите Итана №9: Почему всё вращается

http://scienceblogs.com/startswithabang/2013/11/01/ask-ethan-9-why-everything-rotates/
  • Перевод
image

Галилей был неправ. Земля не вращается вокруг Солнца. Она вращается вокруг вас, уже десятки лет. По крайней мере, по вашему собственному представлению.

Шрикумар Рао


Читатель спрашивает:
Где Солнце и планеты приобрели угловой момент, который привёл к их вращению? Я не говорю про орбиты, а про вращение вокруг осей. Я понимаю аналогию с фигуристом, в которой распростёртые руки увеличивают вращение из-за сохранения углового момента. Но фигурист сам закручивает себя. Если фигурист стоит на месте, он может вытягивать и поджимать руки, но вращаться от этого он не начнёт.

Когда планеты и солнце начали образовываться, как они получили изначальный момент вращения?

image

Легко заставить что-либо вращаться быстрее, если оно уже вращается – нужно лишь поменять момент инерции. А что такое момент инерции?

image

Вспомним второй закон Ньютона – сила равна произведению массы на ускорение, F = ma. Точнее сказать, что сила изменяет свойство тела под названием импульс. Если вы приложите к массе внешнюю силу, её импульс, то есть то, как она движется, изменится. Если известна сила, то известно, как именно изменится импульс. А если вы не прикладываете внешнюю силу к объекту, то его импульс не может меняться.

И если бы во всей вселенной всё состояло из точечных масс, расположенных на одной линии, то ничего бы и не возникло. Но в нашей Вселенной двигающиеся массы распределены в нескольких измерениях.

image

А в этом случае у системы есть не только импульс, но и угловой момент. Импульс изменяется в зависимости от массы, а угловой момент меняется в зависимости от комбинации массы и её распределения. Эта комбинация и составляет момент инерции. Поэтому второй закон Ньютона говорит о том, как объекты изменяют свой импульс (как массы меняют скорость), и есть эквивалентный закон, относящийся к тому, как объекты меняют свой угловой момент, или как момент инерции испытывает изменения в скорости вращения.

image

Примером служит то, как фигурист, подтягивая руки и ноги, начинает быстрее вращаться. Когда его масса распределяется ближе к оси вращения, и момент инерции уменьшается, скорость вращения увеличивается для компенсации. Если ваши масса и её распределение изменяются, то скорость вращения изменяется в обратную сторону для компенсации. Но так же, как вы можете изменить импульс системы, прилагая внешнюю силу, вы можете изменить угловой момент системы, применяя внешний крутящий момент.

image

Крутящий момент – сила, прилагаемая таким образом, что она меняет вращение объекта.

image

Дальше – интереснее. Каждая звёздная система во Вселенной начиналась с облака газа и пыли. Эта облака могут быть в сотни или миллионы раз массивнее нашего Солнца, но изначально они очень рассеянные, и распространяются на многие сотни или тысячи световых лет. Если у этих облаков есть какое-либо вращение, то его сложно обнаружить, так как для завершения даже одного оборота им потребуется миллиарды лет.

image

Но газовые облака существуют не в изоляции. Вокруг них существует вся остальная материя и энергия Вселенной, подверженная гравитации. И когда две массы во Вселенной двигаются друг относительно друга, но не двигаются точно друг к другу или друг от друга, гравитационная сила, испускаемая ими, создаёт крутящий момент.

image

Этот феномен известен как приливное ускорение, и впервые был понят Джимом Пиблзом (куратором моего куратора) в 1976 году. (Так что ваш вопрос попал по адресу!). Поэтому каждая масса, существующая во Вселенной, родилась она с угловым моментом, или нет, получила таковой, спустя 13,8 миллиардов лет. Это включает все облака газа, в том числе и то, из которого родилась наша Солнечная система. Можно разбивать эти газовые облака и далее, по участкам, из которых создаются отдельные звёзды и системы.

image

Все они, превратившись в звезду или систему, будут распределены как трёхосевые эллипсоиды. Проще говоря, типа как сферы, но только если нарисовать внутри них три перпендикулярные оси, допустим, X, Y, Z, то одна из осей будет короче остальных. Когда система сжимается под воздействием гравитации, она быстрее всего сожмётся вдоль самой короткой из осей, а поскольку обыкновенная материя взаимодействует сама с собой, то она расплющится, как блин. Эти образования называют «блины Зельдовича», по имени советского физика, работавшего над теориями образования звёзд.

image

Ну а по двум остальным осям вы получите что-то вроде диска, который в целом будет вращаться так, как указывает угловой момент. Поэтому в нашей Солнечной системе все планеты вращаются вокруг Солнца в одном направлении – против часовой стрелки, если смотреть вниз с северного полюса Солнца, Солнце вращается в том же направлении, почти все луны вращаются вокруг своих планет в том же направлении, и почти все планеты вращаются вокруг своих осей в том же направлении.

image
Кликабельно

Есть только два больших исключения: Венера, которая вращается очень медленно, но в противоположном направлении, и Уран, который вращается на боку. Считается, что обе планеты испытали изменение углового момента из-за вмешательства постороннего тела. То есть, их вращение было изменено внешним вращательным моментом.

image

Вот поэтому планеты, луны, звёзды и звёздные системы вращаются.
Поделиться публикацией
Ой, у вас баннер убежал!

Ну. И что?
Реклама
Комментарии 71
    –7
    Как-то очень неправдоподобно. Если фигурист будет стоять месте, то они никоим образом не начнёт крутиться. И даже чтобы ему набрать скорость, — нужно сначала раскрутиться до определенной минимальной скорости, после чего уже можно будет набирать обороты. При чём эту скорость нужно набрать с нуля и очень быстро и резко (можно конечно и медленно это делать, но скорость должна достичь минимума, чтобы затем можно было произвести работу для раскручивания).
      +6
      В статье то же самое и написано
        0
        Первоначальное вращение получается из-за того, что массы хаотично летят в разных направлениях, и при этом притягиваюся друг к другу. И эта сила притяжения заставляет массы, пролетающие друг мимо друга, изменять свой курс и постепенно закручиваться вокруг общей оси.
        –7
        Совершенно непонятно. Приливное ускорение наоборот, замедляет вращение, а не ускоряет его.

        К примеру, Луна и Земля, испытывая взаимное приливное ускорение, замедляют свое вращение. Более того — на Луне этот процесс уже завершился, Луна полностью остановила свое вращение.
          +5
          Луна полностью остановила свое вращение

          Серьезно? Когда это произошло? Почему я опять все пропустил?
            –8
            Когда произошло — не помню. А когда Вы это пропустили — ну, примерно в школьном возрасте, когда прогуливали урок астрономии.
              +3
              А вас на уроках астрономии учили, что Луна полностью остановила вращение?
                –5
                Ну давайте уже, изложите свою версию. Мне лень упражняться в язвительности.
                  +4
                  Луна совершает один оборот в месяц. И потому всегда направлена к нам одной своей стороной.
                    –9
                    Оборот Луны вокруг Земли нас не интересует. Речь идет о вращении вокруг своей оси (всех тел вообще, как в статье, и Луны в частности, как в моем примере).
                    +3
                    Можно подумать, я это начал.
                    Что касается «моей версии», то даже странно, что она моя и к тому же — версия. Я всегда считал общеизвестным, что Луна вращается вокруг своей оси и не вращается только с точки зрения земного наблюдателя.
                      –8
                      Луна не вращается вокруг своей оси. Это вращение остановилось, именно из-за приливного ускорения. Формулировка про «вращение луны со скоростью вращения Земли, и-за чего она всегда обращена одной стороной» — это широко распространенная неточность, если не сказать глупость.
                        +4
                        Перед тем как заявлять о чьей-то глупости стот хотябы как-то проверить информацию, ну хотябы в вики залезть чтоли. Приливной захват — это явление синхронизации периодов орбитального вращения и вращения вокруг собственной оси. Т.е. за месяц обращается вокруг земли и полный оборот вокруг себя делает то же за месяц. Иначе мы бы не наблюдали того что луна повернута к нам одной и той же стороной.
                          –8
                          Вы вот сейчас что сказали? С каким моим утверждением вы спорите? Такое ощущение, будто я сказал, что луна не повернута к нам одной стороной, и вы мне теперь доказываете, что повернута.

                          Давайте я тоже отправлю вас читать вики, хотя бы статью про приливное ускорение. А потом вы вернетесь и расскажете, ускоряется вращение Луны от приливного ускорения, или замедляется, как обстоят дела сейчас и какие перспективы.
                            0
                            С каким моим утверждением вы спорите?
                            Луна не вращается вокруг своей оси.


                            ускоряется вращение Луны от приливного ускорения, или замедляется

                            Период уравнивается с периодом вращения луны вокруг земли. Если действительно остановить вращение луны вокруг собственной оси, то приливное ускорение будет ускорять вращение луны вокруг ее собственной оси.
                              –7
                              > Если действительно остановить вращение луны вокруг собственной оси, то приливное ускорение будет ускорять вращение луны вокруг ее собственной оси.

                              Не будет оно ускорять. Оно только замедляет. И на данный мемент полностью остановило вращение луны.

                              Не вращается луна вокруг оси. Если мы сейчас аннигилируем Землю, то луна полетит прямо, не меняя своей ориентации относительно направления этого прямого полета, потому что она не вращается.

                              А вот если мы аннигилируем Солнце, то Земля, полетев прямо, будет при этом менять свою ориентацию относительно направления полета, потому что Земля, в отличие от Луны, вращается.
                                +2
                                Прочитайте, пожалуйста, любую литературу по теме. Например то, на что ссылается википедия: Э. В. Кононович и В. И. Мороз. Общий курс астрономии — М.: УРСС. — 2001 г. — С. 119.

                                Очень сложно объяснять совершенно очевидные вещи. Например то, что если бы луна не вращалась, то она бы была повернута к земле разными сторонами. Картинак:

                                    Л
                                    |
                                Л - З - Л
                                    |
                                    Л
                                


                                4 положения не вращающейся луны относительно земли. Как вы можете заменить луна повернута к земле разными сторонами, что не соответствует действительности.
                                  –7
                                  На этой схеме луна не вращается относительно некоего мистического «эфира». Но относительно земли она как-раз вращается.

                                  Если вы соедините центры луны и земли условной палкой с подшипниками на обоих концах, то подшипники в вашей схеме будут вращаться. Более того, чтобы лунный подшипник вращался, вам потребуется поставить на более удаленной от земли стороне луны реактивный двигатель, который должен будет «дуть» по касательной в сторону, противоположную направлению движения по орбите, тем самым задавая луне вращение.

                                  Без двигателя луна будет двигаться по орбите как-раз так, как она движется сейчас — без вращения в подшипнике, т.е. без вращения вокруг оси.

                                  Касательно литературы — у меня вам ровно тот же совет.
                                    +2
                                    Но относительно земли она как-раз вращается.

                                    Что такое «относительно земли»? Чтобы задать СО надо выбрать не только начало координат, но и направление осей. Как вы его задаете? Лично я обычно считаю достаточно хорошей СО с началом отсчета в центре млечного пути и осями на отдаленные галактики. В такой СО луна вращается.

                                    Если же задать СО только «относительно земли», выбрав и направления осей «относительно земли», то луна будет совершать весьма интересные движения каждые 24 часа, включая и полный оборот вокруг оси (+- месячное движение).

                                    Но при этом вы что-то писали про исчезновение солнца и продолжения вращения земли. Это тоже «относительно земли»? Опишите уже свою СО.

                                    ПРо литературу: я вам привел ссылку. Приведите и вы хотя бы 1 ссылку на не вращающуюся луну.
                                      –5
                                      Формулировки про вращение относительно чего-то действительно невнятны. Использую по привычке и из-за лени, прошу прощения.

                                      Вращение, собственно, не требует никакой системы отсчета, оно абсолютно. Но если мы хотим считать период, то нам нужна некая точка, ориентация к которой будет задавать начало периода.

                                      Точек мы можем найти во множестве — земля, солнце, центр галактики итд. Но изменение ориентации луны относительно этих точек еще не является признаком вращения самой луны вокруг оси.

                                      В астрономии, действительно, принято считать вращение относительно звезды. И в этом смысле луна вращается, она не прибита к небесной тверди гвоздями. Солнце светит на нее с разных боков, на ней есть смена дня и ночи. Это, видимо, вы и называете вращением.

                                      Но статья и мой комментарий — я еще раз это подчеркиваю — рассматривают вращение тел вокруг своей оси, безотносительно вращения по орбитам. Т.е. рассматривается тело вращения, не важно, светит там на него солнце или нет.

                                      И как тело вращения — луна не вращается. К примеру, на ее поверхности нет центробежных сил, характерных для вращающегося тела.

                                      Именно приливное ускорение не дает луне вращаться вокруг своей оси. А вокруг земли, вокруг солнца и вокруг центра галактики луна пока еще вращается, да.
                                        +1
                                        К примеру, на ее поверхности нет центробежных сил, характерных для вращающегося тела.


                                        Не верно.
                                        К сожалению на объекты на поверхности луны действует множество сил, кроме «центробежных» (кстати, «центробежные силы» — упрощение, таких сил не существует).

                                        Если, как вы предлагаете, мгновенно убрать землю и солнце (2 основных источника гравитационного градиента на луне) и измерить ускорение свободного падения на луне, то оно будет меньше, чем у объекта с такой массой и радиусом. Это и есть ваши «центробежные силы».
                                          –2
                                          Я утомился приводить аргументы, которые вы либо игнорируете, либо опровергаете железным контраргументом «не верно». Напишите хоть что-нибудь поподробнее.

                                          Там вон ниже вам задали отличный вопрос про вращение Эвереста вокруг своей оси. Скажите — с какой скоростью он вращается?

                                          По поводу того, что на «оторвавшейся» луне ускорение свободного падения будет меньше, чем полагается — тоже давайте подробнее. Из-за чего оно будет меньше? Из-за вращения? А какой период будет у этого вращения? Точку отсчета возьмите на свой вкус.
                                            +2
                                            Там вон ниже вам задали отличный вопрос про вращение Эвереста вокруг своей оси. Скажите — с какой скоростью он вращается?

                                            В любой СО, достаточно близкой к инерциальной, с частотой 1 оборот в сутки +- поправка на годовой оборот вокруг солнца, +- поправка на прецессию, +- месячная поправка на вращение земли вокруг центра масс земля-луна, +- меньшие поправки.
                                            А какой период будет у этого вращения? Точку отсчета возьмите на свой вкус.
                                            Только точку или еще и оси? Если еще и оси, то можно задать СО для любого периода вращения луны. Если же мы будем брать только ИСО (достаточно близкие к ним СО), то лунный месяц +- выше описанные поправки.
                                              –2
                                              > В любой СО, достаточно близкой к инерциальной, с частотой 1 оборот в сутки

                                              Один оборот в сутки вокруг чего? Какой оси? Вокруг своей оси или вокруг оси вращения земли?

                                              > Если же мы будем брать только ИСО (достаточно близкие к ним СО), то лунный месяц

                                              Задайте. Ну пример какой-нибудь приведите.
                                                0
                                                Один оборот в сутки вокруг чего? Какой оси? Вокруг своей оси или вокруг оси вращения земли?

                                                См. сложное движение.

                                                Если взять цент масс Эвереста и провести через него ось, параллельную оси вращения земли, то движение любой точки Эвереста можно рассматривать как движение вокруг оси вращения земли и движение вокруг оси эвереста.

                                                Если, пользуясь вашим мысленным экспериментом, мгновенно отрезать Эверест от земли и убрать землю, то Эверест будет вращаться в ИСО с частотой 1 оборот в сутки.

                                                Задайте. Ну пример какой-нибудь приведите.

                                                Уже задавал многократно: цент в центре млечного пути, направление осей на самые отдаленные из доступных светящихся объектов.
                                  0
                                  Если мы сейчас аннигилируем Землю, то луна полетит прямо

                                  Вам так кажется, потому что вы убеждены в этом. Она полетит прямо, если будет двигаться по схеме, что описали выше (4 положения). Настоящая Луна закрутится, потому что ей больше некуда будет деть ту форму движения, которая заставляет ее быть повернутой всегда одной стороной. (Не уверен, что правильно выразил свою мысль.)
                                  Вам не дает покоя Земля. Проведите эксперимент на листе бумаги и понаблюдайте, как Луна двигается относительно Солнца — вы увидите, что относительно Солнца Луна вращается вокруг своей оси, причем именно со скоростью 1 об/мес.
                                    –5
                                    Что такое «форма движения»? Движение само по себе бывает только прямолинейное. Криволинейного движения не бывает. Нельзя задать телу «криволинейную форму движения», которое оно будет далее соблюдать. Любое движение не по прямой — это результат воздействия некоторой силы.

                                    Если аннигилировать землю в той схеме с четырьмя Л, то луна полетит вращаясь, потому что реализация такой схемы возможна только при вращении луны. Там двигатель стоит на луне, в той схеме.
                                      0
                                      Прямолинейно движется центр масс, а сам объект может крутиться без проблем, это же так тривиально. Пуля из нарезного оружия тоже закрученная вылетает, так же как можно закрутить мяч при броске. У вас какая-то странная логика.
                                      –2
                                      А по поводу «вращается относительно солнца» — да, относительно солнца вращается, что ж тут такого, всё относительно чего-нибудь вращается.

                                      Но в рамках статьи и в рамках моего комментария рассматривается только вращение объектов вокруг своей оси, а не вокруг чего-нибудь там еще.
                                  +1
                                  Вы сказали что она не вращается вокруг своей оси, что является форменной чушью и эквивалентно по определению тому что луна не будет повернута к земле одной стороной. Приливные силы пытаются не остановить а синхронизировать вращение орбитальное и вокруг собственной оси, вот оно и синхронизировало. Уже разжевал так что ребенок поймет.
                    0
                    Тут поминусовали, но мне кажется не все так однозначно. В сущности иваныч прав, если рассматривать это как систему Земля-Луна. Земля в этой системе вращается вокруг своей оси, а вот Луна нет. Иначе можно с таким же успехом говорить, что Эверест совершает один оборот вокруг своей оси за один оборот вокруг Земли.
                      +4
                      «Иваныч прав» только если он задает СО с началом отсчета в земле и направлением одной из осей на центр луны. Надо заметить, совершенно бесполезную СО: в ней все отдаленные звезды совершают полный оборот вокруг земли за месяц.

                      «Иваныч» сел в лужу и пытается сделать вид, что он это сделал специально как часть хитрого плана.

                      Всегда можно выбрать СО в которой твердый объект не вращается. Это настолько же верно, насколько и бесполезно в применении к данной статье.
                        0
                        Центр данной СО будет не в Земле, а в центре масс Земля-Луна. И вроде изначально говорили про приливные силы на Земле и Луне, а значит такая СО очень даже имеет смысл. Какую вы предлагаете СО для наблюдения замедления вращения под действием приливных сил?
                          +1
                          Если мы сейчас аннигилируем Землю, то луна полетит прямо

                          В центе масс Земля-Луна говорите?..

                          Я предлагаю брать СО, которую можно считать инерциальной, с достаточной точностью. Выше я описывал такую СО для нашего случая: центр в центре млечного пути и оси на удаленные звезды. Брать же заведомо вращающуюся СО и говорить, что в ней что-то «не вращается» совершенно бессмысленно.
                            0
                            Наша галактика как бы тоже заведомо вращающаяся СО. Я не очень понимаю причем она тут, но решил на всякий случай напомнить этот факт.
                              0
                              Она тут как центр, а не для осей. Меня интересует только ее центр — одна точка. Точка не может вращаться.
                                0
                                «Система отсчёта — это совокупность тела отсчёта, связанной с ним системы координат и системы отсчёта времени, по отношению к которым рассматривается движение каких-либо тел» — Вики. Т.ч. вы про «точки» не перегибайте пожалуйста.
                                  +1
                                  оси на удаленные звезды

                                  Эту часть вы не прочитали? Это и есть задание системы координат. Настолько не вращающейся, насколько возможно.
                                    0
                                    Проще говоря вращающейся, о чем я вам и напомнил выше.
                                      0
                                      «Удаленные звезды» — естественно не в нашей галактике.

                                      Ок, поправлюсь: удаленные светящиеся объекты. Самые удаленные из доступных. Я считал это очевидным.
                                        0
                                        Еще уточнение: такая СО тоже будет вращаться. Но локальные (в масштабах галактики) эффекты от ее вращения гораздо меньше измеримых любыми доступными нам средствами.
                                          0
                                          Этого вы не можете знать. Насколько мне известно нет никаких доказательств того, что вселенная вращается или не вращается вокруг своей оси. Мы просто пока не предумали как посмотреть на вселенную со стороны, чтобы это утверждать.
                                            +1
                                            Я говорю о текущей физической модели реальности, не более. «Вращение вселенной» в данном случае может быть только образным описанием каких-либо коэффициентов в уравнениях, но не того, что подпадает под определение «вращения». Ибо вращение предполагает движение, а даже если удаленные объекты движутся в тангенциальном направлении со скоростью, близкой к световой (что было бы замечено по смещению спектров), то это бы не дало эффектов в масштабах нажей галактики (угловая скорость все еще оставалась бы не измеримо малой).
                                          0
                                          Ну вы и выбрали. В этой СО Луна будет выделывать такие кренделя, что говорить о вращении вокруг какой бы то ни было оси вообще не имеет никакого смысла. Возьмите в руки футбольный мяч и покрутите его как бы осматривая с разных сторон — вот так будет выглядет вращение Луны в вашей СО.
                                            0
                                            В это СО в масштабах сотен лет луна совершает всего 3 движения: вместе с луной вокруг солнца, вокруг земли (ок, вокруг центра масс земля-луна) и вокруг своей оси.

                                            Все остальное — весьма малые возмущения от движений других планет и не отличимое от линейного на таких временных масштабах движение вокруг центра галактики.
                                              0
                                              Вокруг центра галактики забыли. И это только основное, без учета второстепенных отклонений, которыми допустим мы даже пренебрежем. И все это в разных плоскостях и с разными скоростями. Теперь попробуйте собрать все это воедино, описать таким образом вращение Луны вокруг своего центра (фактически говорить об оси будет бессмысленно) и затем ответить на один важный вопрос — причем тут приливные силы.
                                                0
                                                Вокруг центра галактики забыли

                                                Вы меня не читаете? «в масштабах сотен лет», «не отличимое от линейного на таких временных масштабах движение вокруг центра галактики. ».

                                                И что не так? Если вы вспомните про прецессию земли, то и ваша простая модель земля-луна становится не такой уж простой. После этого учтите направление градиента гравитационного поля солнца, которое в вашей СО начинает совершать 1 оборот в месяц и получите еще больший кошмар.

                                                Нас с вами интересует только приближенное решение, так что в любой СО достаточно будет рассмотреть только землю и луну.

                                                Выбор же ИСО для этого обуславливается контекстом статьи, где приливные силы рассматриваются как причина вращения множества объектов и выбрать 1 удобную вращающуюся СО невозможно.

                                                Я еще раз прошу вас оставаться в контексте статьи.

                                                Если бы данная ветка началась с того, что для описания действия приливных сил в системе из двух твердых объектов достаточно удобно брать вращающуюся СО, то с этим бы никто не спорил, просто это не имело бы ни малейшего отношения к статье.
                                                  0
                                                  Насчет ИСО соглашусь, в ней Луна будет совершать свой 1 оборот вокруг оси.
                                                    +1
                                                    Перечитайте, пожалуйста, комментарии «иваныча».

                                                    С вами мы спорили исключительно о терминологии. К сожалению мы с вами выпали и из контекста статьи и из контекста комментариев «иваныча», что затянуло наш диалог.

                                                    В его же случае имеет место глубочайшее непонимание ньютоновской механики. И я пока смог продемонстрировать лишь полную свою несостоятельность в плане объяснения базовых концепций людям, считающим себя умнее всех окружающих.
                            –1
                            И вообще, раз уж мы говорим о замедлении вращения под действием приливных сил, то стоит ответить на вопрос где у этого замедления будет ноль? Внезапно, ноль будет как раз в том состоянии, в котором находится сейчас Луна, т.е. Луна таки замедлила вращение до нуля, другими словами, не вращается.
                              0
                              Про «замедление» здесь говорил только «иваныч». Все остальные в контексте статьи говорили про изменение.
                                0
                                Все правильно. Иваныч говорил про приливные силы двух тел и в этом контексте утверждает что Луна не вращается. Вроде все сходится. А брать в качестве СО нашу галактику для наблюдения приливных сил Земля-Луна мне как раз кажется совершенно неуместным.
                                  +1
                                  Не додумывайте за «иваныча». Он уже достаточно бреда понаписал. И про абсолютность вращения
                                  Вращение, собственно, не требует никакой системы отсчета, оно абсолютно.

                                  И про «Центробежные силы»
                                  К примеру, на ее поверхности нет центробежных сил, характерных для вращающегося тела.

                                  Я тут только потому, что меня всегда завораживала воинственная некомпетентность. Она столь удивительна и загадочна.
                                    0
                                    И не выпадайте из контекста. Контекст в статье. Из статьи очевидно, что брать надо СО, наиболее близкую к инерциальной, раз уж рассматривается огромное множество подсистем, получивших вращение благодаря приливным силам.
                                  0
                                  И как тело вращения — луна не вращается. К примеру, на ее поверхности нет центробежных сил, характерных для вращающегося тела.

                                  Что и требовалось доказать.
                              +4
                              Луна всегда повёрнута к земле одной стороной (об этом тут не спорят), поэтому проведём физический эксперимент, доказывающий, что луна вращается вокруг своей оси. Поставьте стул и начните двигаться вокруг него по кругу.
                                +2
                                Так. Чуть обобщу всех.
                                Какие-то трудности с пониманием возникли или просто кто-то троллит (уж извините, но абсурдно звучит).
                                В инерциальной системе координат (в нашем современном представлении о таковой) Луна вращается, как вокруг своей оси, так вокруг Земли, Солнца, Центра галактики и т.д.
                                Чтобы разрешить всякие махинации с СК, вспомним инерциальные датчики, которые измеряют как раз в инерциальной СК, как бы вы другого не хотели. Один из таких — гироскоп. Разместите гироскоп на Луне — уверяю вас, он начнет прецессировать (если, разумеется, изначально его ось не будет совпадать с осью вращения Луны). Не можете доставить гироскоп на Луну? Ну ничего страшного, почитайте о системе навигации в лунных модулях, не просто же так там инженеры шишки на лбу били с невероятной скоростью, вон Калман добился даже до фильтра в его честь.

                                Окей. Черт с ними, с инерциальными датчиками. Как известно, Луна прецессирует. Эффект прецессии без вращения в инерциальной СК вокруг своей оси не проявляется (покуда он линейно зависит от скорости вращения, в общем то и момента инерции, если память не изменяет).

                                Ну а махинации с неинерциальными СК прошу оставить в покое — возьмите за такую СК муху, пролетающую за окном, Луна будет вращаться вокруг трех осей одновременно, да еще с переменным ускорением. Возьмите СК с центром в центре Земли, одной осью через северный полюс, второй — через 0-вой мередиан, третья — до правой тройки векторов (географическая СК, если коротко) — Земля в этой СК тоже не вращается, хотя факт вращения Земли ни у кого сомнения не вызывает. Я надеюсь, по крайней мере.
                                  +2
                                  Для повышения эрудиции: в свое время вращение Земли тоже гироскопом доказывали. Ну мало ли все вокруг совершает сложное движение, а мы действительно в центре вселенной и не вращаемся. Но нет, к сожалению, он неплохо прецессировал до совмещения своего момента вращения с моментом вращения Земли.
                                    –1
                                    Меня тут заминусовали, так что отвечать я могу раз в час, поэтому диалог затруднен, простите.

                                    Процессирование будет вызвано вращением луны вокруг земли, а не вокруг своей оси. Я так сходу не соображу, где надо поставить гироскоп для того, чтобы скомпенсировать это вращение и изменять только вращение вокруг своей собственной оси, но могу предложить другой эксперимент:

                                    Давайте подвесим по экватору луны грузики на пружинках. Если луна вращается вокруг своей оси, то все пружинки ослабятся, а грузики разойдутся в разные стороны, радиально от оси вращения, которая будет между ними. Если же луна вращается только вокруг земли, то, пружинки ослабятся только на противоположной стороне луны, а на стороне, обращенной к земле, натянутся. Грузики же сдвинутся в одном (ну, почти) направлении — радиально от земли.

                                    И ослабление всех пружинок разом на вращающейся луне будет происходить в любой системе отсчета. Даже если вы возьмете инерциальную систему отсчета, связанную с самой луной.

                                    Более того, нас интересует именно такая система отсчета, потому что речь идет о приливном ускорении, имеющем действие в замкнутой системе земля-луна. Совершенно не важно, вращаются ли земля и луна вокруг чего-то еще, нас интересует только вращение этих двух тел вокруг своих осей и влияние их друг на друга (тормозят или ускоряют).

                                    Поэтому приплетение сюда ИСО — это попытка сказать «а вот вокруг чего-то там ещё она крутится». Да крутится, крутится. Но вокруг своей оси — нет, не крутится.
                                      +2
                                      Простите, конечно, но вы точно понимаете, что такое ИСО?

                                      Процессирование будет вызвано вращением луны вокруг земли, а не вокруг своей оси.

                                      Если вы про прецессию (почему прОцессирование? странное слово вообще) Луны (а она наблюдается, и это факт. В общем то при хоть какой-то оптике её можно зафиксировать самостоятельно), она вызвана конкретно вращением Луны вокруг своей оси в инерциальной СК под действием внешней силы (поля притяжения Земли в данном случае). Суть прецессии, в общем то. Да, там накладывается много дополнительных движений, связанных с неравномерностью этого самого поля, но не об этом сейчас.

                                      Я так сходу не соображу, где надо поставить гироскоп для того, чтобы скомпенсировать это вращение и изменять только вращение вокруг своей собственной оси

                                      Да хоть на полюсе. Главное — чтобы момент гироскопа не совпадал с моментом вращения Луны.
                                      Может я (точнее маркетинг и пихание его куда не поподя) вас запутал — я имею ввиду именно механический гироскоп, где вращается массивное тело. Да, чтобы эффект проявился, придется брать достаточно большой гироскоп, но не важно. Хотя тут в ваших словах есть правда — он действительно будет прецессировать также из-за вращения Луны вокруг Земли, но эту силу можно померять, откуда получить скорость вращения (привет ДУС).

                                      Простите, не удержался, но пишите с уважением к нашей собственной планете — в данном контексте и Земля, и Луна пишутся с большой буквы.

                                      Теперь про ваш эксперемент.
                                      Грузики же сдвинутся в одном (ну, почти) направлении — радиально от земли.

                                      Вы делаете этот вывод исходя из неверных своих же предположений. Вот в путь и дорогу — повесьте там грузики и посмотрите. Исходя из предположений остальных людей, они как раз будут ослабляться равномерно (за вычитом влияния гравитации Земли).

                                      Даже если вы возьмете инерциальную систему отсчета, связанную с самой луной.

                                      Попросил же — без махинаций с СК. В системе Земля-Луна система координат, связанная с самой Луной инерциальной не будет. СК, связанная с Луной, будет инерциальной если вы будете рассматривать задачу — как себя будет вести 5 копеек на Луне, ну или подобные масштабы. Даже для движения к.а. лунная ск не будет инерциальной.

                                      В неинерциальных, повторюсь, она может как вращаться, так и нет, но это тупой вопрос сам по себе, вы уж простите за грубость. Однако, чтобы что-то считать в неинерциальных, вы будете переходить к инерциальным, а там и всплывет вращение.

                                      Посмотрите на картинку внизу.
                                      Скрытый текст
                                      image


                                      Единственная точка в системе Земля-Луна, которая будет неподвижной в инерциальной СК (с достаточным уровнем приблежения в данном случае) будет их общий центр масс. Хотите того или нет, но Луна в этой с.к. вращается вокруг своей оси, иначе нарушается неопровержимый факт — Луна всегда повернута к нам одной стороной.

                                      Вангую очередной неординарный ответ, в стиле «если возьмем СК, связанную с Луной».
                                      Возьмем. Окей. В ней, по вашему определению, Луна не вращается. Вспомним другой факт: Луна повернута всегда одной стороной. Как следствие, в этой СК Земля всегда находится на одной прямой, такой же неподвижной (в рамках моих любимых прецессий планеты и её спутника). Вспомим закон всемирного тяготения. Чуете, Земля находится на неподвижной прямой, к чему я клоню? Правильно (если нет, но разговор закрыт, а вам стоит почитать основы физики) — планета упадет на спутник. Но она не падает, это в общем то тоже факт, который не сложно проверить. Следовательно, такое возможно только в случае, если вращается сама СК. Мы получили, что вращается СК (не инерциальная и жестко! связанная с Луной) — следовательно Луна тоже вращается. Супер.

                                      Допуууустим. Допустим, что Луна не всегда повернута одной стороной. Тогда планета вращается вокруг неподвижного спутника. Только спутник этот не равномерный, у него есть места с большей плотностью, с меньшей, краторы, горы. Это все мелочи, но времени у этой системы было много. Возьмите бильярдный шарик. Сделайте на нем совсем небольшую засечку. Возьмите фент, и вращайте фент вокруг шара, все это в вакууме, в общем сложно привести пример на что-то настолько интуитивно понятное. Рано или поздно Луна начнет вращаться вслед за Землей. Это и есть синхронизация вращения приливами.

                                      Ну а если ваш аргумент только «Луна не вращается в [неинерциальной!] связанной с Луной СК» — вам уже много раз сказали, что для любого твердого тела можно найти такую СК, в которой он не вращается. Колесо в машине тоже не вращается в системе координат, связанной с колесом.
                                        –2
                                        > Вы делаете этот вывод исходя из неверных своих же предположений. Вот в путь и дорогу — повесьте там грузики и посмотрите. Исходя из предположений остальных людей, они как раз будут ослабляться равномерно (за вычитом влияния гравитации Земли).

                                        Вот это — квинтэссенция всего этого спора. Я говорю «Из А следует Б», мне отвечают «А мы считаем, что из А следует В». Т.е. не опровержение моего, а сообщение своего мнения.

                                        > Попросил же — без махинаций с СК

                                        Здесь я не знаю, как отвечать. Толковый подход, чо. Не нравится аргумент противника — объявляешь его махинацией и отбрасываешь. Объявляешь колесо не вращающимся в связанной неинерциальной системе отсчета, на основании того, что угол поворота не меняется, а на эксперимент с грузиками закрываешь глаза. Ага, грузики от колеса отодвигаться не будут, колесо же не вращается в связанной с ним системе координат.

                                        Колесо — сюрприз — таки вращается в системе координат, связанной с колесом. Это не видно глазом, если вы сидите на колесе, верно, но это вращение можно обнаружить. Внутри лаборатории вращение лаборатории вполне обнаруживается без привязки к ИСО и внешним объектам.

                                        > Мы получили, что вращается СК (не инерциальная и жестко! связанная с Луной) — следовательно Луна тоже вращается. Супер.

                                        Мы получили, что Луна вращается вокруг Земли. Супер. Кто это отрицал, покажите пальцем?

                                        Или мы получили, что планета не упадет на спутник из-за того, что спутник вращается вокруг своей оси? Т.е. выводим спутник вертикально на орбиту, раскручиваем его вокруг своей оси — и вуаля, он не падает, даже если его не разогнали по орбите? Супер.
                                          +2
                                          Колесо — сюрприз — таки вращается в системе координат, связанной с колесом.

                                          Сюрприз, но если колесо — абсолютно твердое тело — оно относительно самого же себя (как следствие из связанной системы координат) не вращается.
                                          Мы получили, что вращается СК (не инерциальная и жестко! связанная с Луной) — следовательно Луна тоже вращается. Супер.

                                          Мы получили, что Луна вращается вокруг Земли. Супер. Кто это отрицал, покажите пальцем?

                                          Читать: система в координат, в которой Земля перемещается по прямой, находящейся в покое относительно этой СК, вращается вокруг своего центра (и оси, перпендикулярной прямой до Земли). Раз Луна жестко связана и неподвижна в этой СК (мы так ввели эту СК), то она вращается вместе с этой СК вокруг той же оси.

                                          Вообще знаете, давай те так. Приведите заново свое утверждение. Может я просто совершенно не понимаю, о чем дискуссия?

                                          К примеру, Луна и Земля, испытывая взаимное приливное ускорение, замедляют свое вращение. Более того — на Луне этот процесс уже завершился, Луна полностью остановила свое вращение.


                                          Если вы тут имели ввиду следующее: Луна всегда обращена к Земле одной стороной — тут все верно. Если вы имели ввиду то, что Луна не вращается в своей собственной системе координат — у вас в логике есть проблема: спутник и не начинал вращаться в своей системе координат. На то она и связанная ск.
                                          Ну и придираясь совсем формально: вы пишете — «Луна полностью остановила свое вращение» — слишком абстрактно.

                                          Вот это — квинтэссенция всего этого спора. Я говорю «Из А следует Б», мне отвечают «А мы считаем, что из А следует В». Т.е. не опровержение моего, а сообщение своего мнения.

                                          Я считаю, что вместе с товарищами чуть выше, привел достаточно аргументов, чтобы наша позиция была не «а мы считаем, что из А следует В», а "к сожалению, вы заблуждаетесь, на самом деле Луна в инерциальной системе координат обладает угловой скоростью, отличной от нуля (читай — вращается) относительно оси, проходящей через центр масс Луны и образующей нормаль к плоскости взаимного вращения Луны и Земли относительно их общего центра масс".
                                          Инерциальной ск в данный момент с максимальной точностью можем считать такую, центр которой находится в центре Млечного Пути, оси которой направлены на (тут удаленные галактики, на границе видимости от нас). Впрочем, даже гелиоцентрической ск в данном конкретном случае хватит.
                                          Хуже того, вращается с непостоянной скоростью, у нее есть флюктуации.
                                          Еще хуже — ось вращения так же совершает колебания (с периодом 18 лет, на несколько градусов).
                                          Собственно под этим вращением Луны и подразумевается то, период которого дан во всех справочниках.
                                            0
                                            Простите что вмешиваюсь в дебаты. Попробую упростить ваш спор (если я вообще корректно понимаю суть спора).
                                            Если представить (или провести в реальности) такой эксперимент: колесо, к ободу которого привязан нитью груз; колесо раскручивается, груз натягивает нить, в какой-то момент нить обрывается… Вопрос: как поведет себя груз после обрыва нити — будет ли он иметь момент вращения?
                                              0
                                                0
                                                Тогда, если ivanych не будет утверждать, что груз приобретает момент инерции во время обрыва нити, получается что груз, будучи подвешенным за нить к ободу вращающегося колеса, имеет свой момент инерции (иначе говоря — вращается). Аналогично как и Луна.
                                                  0
                                                  ivanych будт утвержать, что груз после обрыва нити не будет иметь момента вращения.
                                                    0
                                                    Ну, если расставить по экватору Луны грузы на пружинках будет затруднительно, то провести эксперимент с обрывающейся нитью не представляет большой сложности.
                                  +6
                                  Автор, ты сам читаешь текст после того, как попытался его перевести? Что это ещё за «региональная гравитация сжимается»? В оригинале речь идёт о гравитационном коллапсе области. Люди вывих мозга получить могут, пытаясь понять, что ты тут понаписал.
                                    0
                                    Спасибо, исправил. В следующий раз прошу личным сообщением писать об ошибках, могу не увидеть все комментарии.
                                      +4
                                      В свою очередь хочу извиниться за неуместную грубость моего первого комментария. Мне не стоило в таком ключе выражаться.
                                    +3
                                    Как не вспомнить minute physics по теме: www.youtube.com/watch?v=tmNXKqeUtJM

                                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                    Самое читаемое