Jump to content
dobrychemik

Konsternacja w Sevres ;)

Recommended Posts

To dodam jeszcze coś od siebie:

1. Einstein: odważnik sześcienny jest dalej od środka Ziemi, więc jego szybkość ruchu jest większa, zatem jego masa/energia również.

2. Van der Walls: odważnik sześcienny ma większą powierzchnię styku z szalką, zatem mamy więcej przyciągających oddziaływań VdW, zwiększających ciężar odważnika.

 

Natomiast fluktuacje kwantowe wspomniane wcześniej raczej należy wykluczyć, gdyż skala czasowa pomiaru jest zbyt długa. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
22 godziny temu, dobrychemik napisał:

Ale uwaga, jest jeszcze jeden efekt: każdy przedmiot z tego metalu bardzo szybko ulega pasywacji polegającej na pokryciu się monowarstwą tlenku glinu. Ta warstwa zwiększa objętość obu odważników ale i ich masę.

Dlatego takie eksperymenty przeprowadza się w warunkach kontrolowanej, niereaktywnej atmosfery albo w bardzo wysokiej próżni. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)
2 godziny temu, dobrychemik napisał:

To dodam jeszcze coś od siebie:

1. Einstein: odważnik sześcienny jest dalej od środka Ziemi, więc jego szybkość ruchu jest większa, zatem jego masa/energia również.

2. Van der Walls: odważnik sześcienny ma większą powierzchnię styku z szalką, zatem mamy więcej przyciągających oddziaływań VdW, zwiększających ciężar odważnika.

 

Natomiast fluktuacje kwantowe wspomniane wcześniej raczej należy wykluczyć, gdyż skala czasowa pomiaru jest zbyt długa. 

1. Jeśli odważniki są w spoczynku wobec siebie to nie ma to najmniejszego znaczenia, przynajmniej nie efekt o którym napisałeś. 

 

Będzie zmiana wartości g względem środka ciężkości, szacuje tą zmianę na ((pi-3)/2)*wysokość sześcianu (dajmy na to 10cm, razem jakoś 7e-3* m dalej od środka Ziemi, zmiana w Fg na poziomie 1e-9, czyli w sumie nawet sporo... ) ale to mechanika klasyczna, żaden Einstein.

 

2. Druga zasada dynamiki Newtona mówi, że szalka będzie działała na odważnik z dokładnie taką samą siłą, więc siły się zniosą...

 

Z rzeczy, które przychodzą mi do głowy o bardzo małym wpływie to ciśnienie promieniowania z oświetlenia. Żadne fotony nie będą uderzały w ściankę stojąca na szalce, więc kula będzie lżejsza. Ciśnienie promieniowania słonecznego to wartości rzędu mikropaskali, więc przy podobnym oświetleniu (nie słonecznym, ale na pewno jakieś tam jest...) efekt będzie - zgaduję - w okolicach 10, 11 miejsca po przecinku... 

 

Edited:

Jeszcze jedna rzecz- przeciwieństwo tego z ciśnieniem fotonów : promieniowanie cieplne. Obiekt o większej powierzchni straci więcej energii w tym samym czasie. Efekt będzie rzędu wielkości mniejszego, niż ciśnienie fotonów ale w drugą stronę, więc może się zniosą. Mamy tu dwa przypadki:

1. Obiekty są izolowane termicznie od robota i szalki (np. w jakimś absurdalnie silnym polu magnetycznym) - wtedy efekt będzie silniejszy, a kula będzie cięższa (bo cieplejsza). 

2. Obiekty są zawsze w równowadze termodynamicznej z robotem, szalką i laboratorium. Wtedy cóż, efekt będzie raczej wyeliminowany, choć przepływ ciepła w sześcianie będzie większy, więc pewnie będzie minimalnie cięższy ze względu na większą energię wewnętrzną....o ile to tak działa. No, to ciekawy przypadek, trzeba by policzyć...

 

 

* obliczenia na brudno w głowie, rząd wielkości +/-1.

Edited by Behlur_Olderys

Share this post


Link to post
Share on other sites

Behlur:

1. To jest Einstein, konkretnie szczególna teoria względności. Dla obiektów w ruchu nie tylko czas płynie wolniej, ale zachodzą jeszcze dwa dodatkowe efekty: rośnie masa (tak, masa, a nie ciężar) oraz maleje wymiar liniowy zgodny z kierunkiem ruchu. Jedno i drugie wpłynie na wynik pomiaru, ponieważ nie tylko odważniki są w ruchu, ale i sama waga się porusza w sposób zmienny.

2. Zgodnie z Twoją argumentacją wszystkie obiekty na naszej planecie miałyby ten sam ciężar - zerowy, bo do wszystkich stosuje się druga zasada dynamiki (Ty przyciągasz Ziemię siłą równą sile z jaką ona orzyciąga Ciebie tyle że przeciwnie skierowaną. Mimo to jak staniesz na wadze to waga zareaguje). Grawitacja i siły Van der Waalsa pod tym względem się nie różnią.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nadal się czepię tych oddziaływań vdW. Idąc tropem twojego rozumowania to zrób eksperyment myślowy. Mamy kawałek papieru o masie 1 grama i smarujemy go klejem do papieru (klei głównie dzięki oddziaływaniem vdW i wodorowym które są zresztą silniejsze od vdW) jednej strony. Potem wazymy go po położeniu na szalce klejem do góry a potem pomiar powtarzamy klejem do dołu. Uważasz że przyklejenie tego papierki do szaliki wpłynie na masę rejestrowaną przez wagę? 

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 godzin temu, dobrychemik napisał:

bo do wszystkich stosuje się druga zasada dynamiki (Ty przyciągasz Ziemię siłą równą sile z jaką ona orzyciąga Ciebie tyle że przeciwnie skierowaną. Mimo to jak staniesz na wadze to waga zareaguje). Grawitacja i siły Van der Waalsa pod tym względem się nie różnią.

żeby jednak znaleźć przyczynę dla której się różnią, zauważmy, że waga nie reaguje na ciężar samego obiektu na szalce tylko na ciężar obiektu wraz z szalką. dla wagi tak czy inaczej stanowią całość i wzajemne siły między nimi nie mają znaczenia. podobnie jak złapanie się za włosy i pociągnięcie w górę nie powoduje zmniejszenia twojej wagi.

  • Like 1
  • Thanks 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 1.09.2019 o 00:28, dobrychemik napisał:

Behlur:

1. To jest Einstein, konkretnie szczególna teoria względności. Dla obiektów w ruchu nie tylko czas płynie wolniej, ale zachodzą jeszcze dwa dodatkowe efekty: rośnie masa (tak, masa, a nie ciężar) oraz maleje wymiar liniowy zgodny z kierunkiem ruchu. Jedno i drugie wpłynie na wynik pomiaru, ponieważ nie tylko odważniki są w ruchu, ale i sama waga się porusza w sposób zmienny.

Dla obiektów będących w ruchu względem obserwatora. Tutaj waga (obserwator) i odważniki stoją w tym samym układzie odniesienia i nie poruszają się względem siebie, więc STW nie znajduje tu zastosowania. Ich masa byłaby różna względem układu, w którym Ziemia spoczywa. Ale w układzie laboratoryjnym to nie jest prawdą. Proponuję kolejny raz przyznać się do zbłądzenia...

 

Jedyny tego typu efekt będzie wspomniana już zmiana g na skutek mniejszej odległości od środka Ziemi. 

 

Przypominam, że wzór na potencjał grawitacyjny w ogólności ma postać:

V = -(siła grawitacji - w dół) + (siła odśrodkowa - w górę) - (poprawka OTW w metryce Schwarzschilda - w dół)

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Schwarzschild_geodesics

 

Dwa pierwsze człony będą się różniły przy danym problemie o dziesiąte miejsca po przecinku, a ostatni, relatywistyczny, da wkład na poziomie 20-go miejsca po przecinku.*

 

Potencjał grawitacyjny zawsze będzie odczuwalny, ale ze względu na nieruchomość laboratorium odważników i wagi względem siebie - siły dużo silniejsze od grawitacji trzymają wszystko w kupie - żadnych prędkości względnych nie powinno się zauważać.... 

 

* Oczywiście szacunkowo, +/-2 rzędy wielkości.

 

 

Edited by Behlur_Olderys

Share this post


Link to post
Share on other sites

Przyznam, że jako niefizyk czuję, że stąpam po cienkim lodzie, ale spróbuję... Jak będzie trzeba, to chętnie przyznam się do błędu, nie mam z tym problemu :)

Układ Ziemia-waga nie jest układem inercjalnym, a to zdecydowanie komplikuje sprawę. Gdyby nasza planeta raczyła się nie kręcić byłoby prościej. Przychodzi mi do głowy analogia z czarnymi dziurami - właściwości dziur silnie zależą od ich momentu pędu, mimo że na pierwszy rzut oka wcale nie powinny. Sposób akrecji materii na czarną dziurę mówi o momencie pędu czarnej dziury. Ponieważ czarna dziura oddziałuje w praktyce jedynie grawitacyjnie, to można to ująć inaczej: ruch obrotowy wywiera wpływ na oddziaływania grawitacyjne. A o to chodzi też w naszym przypadku, tylko oczywiście na nieporównanie mniejszą skalę.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Godzinę temu, dobrychemik napisał:

Układ Ziemia-waga nie jest układem inercjalnym, a to zdecydowanie komplikuje sprawę

Wystarczy że układ laboratorium-waga-odważnik jest inercjalny. Nie ma miejsca w nim na efekty STW (kontrakcja, dylatacja itp) bo nie ma żadnych prędkości względnych, wszystkie przedmioty w nim spoczywają względem siebie. 

 

Co najważniejsze, istnieje układ, w którym nawet Ziemia, no i oczywiście laboratorium, waga i odważniki stoją w miejscu względem siebie. Jest to nieinercjalny układ, w którym pojawia się siła odśrodkowa (oczywiście wpływającą na wyniki, co ujmuje drugi człon potencjału grawitacyjnego). Ale w tym układzie również nie występują żadne prędkości względne więc STW (w przeciwieństwie do OTW) nie ma zastosowania, na pewno nie na zasadzie jaką podałeś (wzrost masy).

 

Efekty nieinercjalne oraz poprawki opisywane przez OTW mieszczą się w potencjale z metryki Schwarzschilda, o którym pisałem. Być może lepiej byłoby użyć metryki Kerra, ale weszlibyśmy wtedy na poziom dyskusji, w którym nie wiadomo bez skomplikowanych obliczeń, czy efekt będzie na korzyść kuli czy sześcianu, na pewno jakiś będzie.

Edited by Behlur_Olderys

Share this post


Link to post
Share on other sites

Behlur, piszesz, że gdy obiekty nie zmianiają położenia względem siebie, to nie ma miejsca na efekty STW.  Rozumiem, ale pozwól, że przedstawię kolejny eksperyment myślowy nawiązujący do poprzedniego i proszę o wyjaśnienie.

 

Mamy trzy obiekty: masywny obiekt nr 1, obiekt nr 2 krążący wokół jedynki z prędkością powiedzmy 0.99c, oraz obiekt nr 3 krążący wokół jedynki tak, aby zawsze znajdować się w połowie odległości pomiędzy 1 i 2. Wszystkie trzy obiekty będą nieruchome względem siebie. Czy na pewno nie będzie tu efektów relatywistycznych pomimo tego że dwójka leci jak szalona?

(Przy okazji analogia z chemii: modelowanie molekularne cząsteczek zawierających ciężkie atomy jest zdecydowanie mniej dokładne i o wiele bardziej czasochłonne, gdyż trzeba uwzględniać poprawki relatywistyczne na ruch elektronów w pobliżu jądra atomowego).

Edited by dobrychemik

Share this post


Link to post
Share on other sites

Z fizyką co prawda mam teraz kontakt tylko oglądając Planete+ albo Sondę 2, ale czytając warunki eksperymentu myślowego nasunęła mi się taka uwaga:

jeśli dobrze rozumiem układ początkowy jest idealny - na wstępie zakładamy "idealność" warunków w jakich zachodzi eksperyment, "idealność" metody pomiarowej i "idealność" obiektów uczestniczących w eksperymencie.

 

To tak, jak w zadaniu z dynamiki piszemy że zderzenie kul jest idealnie sprężyste, albo przyśpieszenie ziemskie wynosi g - mamy na wstępie tylko to co mamy, np. w naszym przypadku - rozmiar, gęstość, przyśpieszenie ziemskie, temperaturę, ciśnienie i tyle, dodatkowo pewnie w układzie inercjalnym.

W tym wypadku pewnie rozwiązanie też będzie newtonowskie - waga musi być taka sama. Jeśli nie, to mucha usiadła na wadze.

 

A następnie zaczynamy się zastanawiać np. o wpływie grawitacyjnych sił pływowych z głębokiego kosmosu, albo o ciśnieniu fotonów podczerwonych wpadających przez okno i zderzających się z szalką wagi (jeśli jest) - dodajemy kwantówkę, fizykę jądrową, statystykę i prawdopodobieństwo. Wszak mamy z definicji idealną wagę która zmierzy wszystko z dowolną dokładnością (nie jesteśmy ograniczeni rozmiarami Plancka) bo nic na ten temat nie ma w warunkach początkowych, że nie. Mamy nawet policzone atomy (kwarki i elektrony też), ale czy oddziałują w jakiś sposób z otoczeniem w zakresie 4  oddziaływań?  

 

Więc pytanie jest takie - czy możemy wymyślić DOWOLNE dotychczas poznane zjawisko fizyczne (newtonowskie lub kwantowe) oddziałujące na nasz układ i opisać to - jak we wszystkich powyższych postach (zapewne będą ich setki albo i tysiące). Pewnie możemy. Mamy wtedy fajną zabawę w wymyślanie potencjalnych nieidealnych zjawisk wpływających na nasz idealny układ.

 

Boli mnie głowa, za dużo filozofii bo nie wiem czy jest sens łączyć tak opisane warunki początkowe z późniejszą dyskusją o oddziaływaniu na układ,

pozdr.

M.

Edited by mawmarecki
  • Like 2

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dzizas, czytam i czytam a za chwilę zdaję sobie sprawę że myśli moje są daleko od wątku. Więc wróciłem i znowu czytam :-)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mawmarecki, celna uwaga, powiniem był lepiej zdefiniować dokładność i precyzję wagi. Celowo wspominam o obu parametrach, bo mają one swe konkretne, różne fizyczne znaczenie. Dokładność mówi o różnicy między wynikiem pomiaru (a lepiej wielu, uśrednionych pomiarów) a wartością rzeczywistą. Z kolei precyzja jest parametrem określającym rozrzut wyników wokół wartości średniej. Można sobie wyobrazić dowolne kombinacje możliwych pomiarów, np. dokładny, ale nieprecyzyjny lub też niedokładny, ale precyzyjny. W naszym przypadku zakładamy maksymalną możliwą dokładność sięgającą kwantowej natury Wszechświata oraz maksymalną możliwą precyzję, czyli zerowy rozrzut wyników.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.