Только внутренняя гравитация

Сообщение №30426 от Василий101 21 января 2004 г. 15:42
Тема: Только внутренняя гравитация

Подробности в моих предыдущих темах. Кратко - в сообщении № 30368.

На суд участников форума предлагается условная ситуация для еще одной системы (одну предложил vk) создающей сферическую газонаполненную оболочку с ядром зависшим в ее центре.

Условимся, что не обсуждаем на этом этапе реальность материалов и их любых декларируемых характеристик в процессе всего рассмотрения!!! Важно уяснить: возможна или не возможна в природе ситуация, когда сама создастся система: оболочка – газовая прослойка – ядро, если дать этой природе сконструированные в настоящей задаче материалы и условия.

Сама задача.
Изготовим твердый колобок из радиоактивных первичных (из гипотетического острова стабильности химических элементов) материалов с высокой плотностью и поместим его на достаточно удаленной от других тел орбите, где внешние гравитационные поля малы по сравнению с внутренними.

Свойства материала колобка обеспечивают, при медленном ядерном распаде, разогрев колобка до температур, при которых шлаковые осколки находятся в расплавленном состоянии, а так же в виде пара и газов. Продукты распада имеют меньшую плотность, чем первичный материал.

Колобок во все время рассмотрения остается твердым, пропускающим продукты распада на свою поверхность.

Продукты распада продолжают делиться до химических элементов, которые при своем остывании образуют эластичную клее подобную массу.

Эта масса при неизбежном со временем накоплении и охлаждении в космических условиях, образует, по условиям задачи, очень жесткий и прочный поверхностный слой, который вместе с клее подобной подложкой на некотором этапе развития перестает пропускать через себя, образующиеся в реакциях распада, газы.

Накапливающиеся газы местами взламывают жесткую корку, но выпучивающаяся при этом полужидкая масса, за счет своих не обсуждаемых свойств, не рвется, а нормализует внутреннее давление за счет увеличения внутреннего объема при раздувании и вновь застывает в прочную корку, такую чтоб каркас никогда не разрушался.

Теперь понятно, что при таком развитии событий, накопившиеся газы через какое-то время растекутся вокруг твердого ядра с жидкой оболочкой расплавов первичных шлаков и плавно отделят их от поверхностной корки. За счет гравитационных сил, отделившееся ядро займет устойчивое положение равновесия в центре образующейся и растущей, как резиновой при надувании, оболочки.

Осталось добавить, что поверхностная полужидкая клее подобная масса постоянно пополняется путем конденсации ее паров, поступающих из горячей зоны ядерных реакций на охлаждающейся космическим пространством верхней оболочке.
Размеры колобка такие, чтобы весь задуманный процесс осуществился.

Может быть есть проколы.
Давайте обсудим, уважаемые участники форума, может ли сама образоваться такая система, если ей обеспечить необходимые первоначальные условия и характеристики материалов?

Это тот вопрос, с которого я начинал. Пришлось проделать шипастый и тернистый путь до него. Он главный, хоть пока и искусственный.

Теперь во чистом поле жду вас Xan, Ana, Andrey, vk, Докажи, alexandr, Snowman, epros и всех заинтересовавшихся с отточенным теоретическим оружием, как сторонников, так и противников.

Василий.


Отклики на это сообщение:


>... За счет гравитационных сил, отделившееся ядро займет устойчивое положение равновесия в центре образующейся и растущей, как резиновой при надувании, оболочки.

Чего ради это оно (ядро) будет тяготеть к центру сферы то (если пренебречь газом и его гравитацией)?

Нет же гравитационного поля внутри сферы (в силу закона обратных квадратов), еше старик Ньютон об этом гутарил. Сфера грубо говоря тянет во все стороны совершенно одинаково. Гравитационный потенциал внутри сферы постоянен, градиента нет. А сила равна градиенту потенциальной енергии, то есть внутри сферы сила - нуль (а вот снаружи - не нуль и направленна к центру сферы, куда и градиент).

Ядро будет себе плавать в состоянии безразличного равновесия внутри сферы, временами сталкиваясь с ней и отражаясь на манер биллиардного шарика.


Да я уже говорил ему, не хочет понимать... :(


> Да я уже говорил ему, не хочет понимать... :(

Берусь в двух словах доказать ему: проводишь тонкий двойной конус из произвольной точки внутри сферы, он отсекает на сфере две массы (тянушие в противоположные стороны). Та масса которая дальше (скажем, в х раз), в точности в х^2 раз больше (так как плошадь отсекаемого куска в х^2 раз больше) - так что гравитационные силы этих масс в точности равны друг другу и противоположно направлены, полностью компенсируя друг друга.

Вот ежели бы не было обратного квадрата в Ньютоновской гравитации, тогда бы эти две силы не смогли бы сбалансировать друг друга, в результате чего внутри сферы появилось бы гравитационное поле - направленное к центру если не квадрат а меньшая степень была бы - например 1.5, и от центра если бы большая чем квадрат (например куб).

Можа, сослаться на других ежели он нас не уважает? Вот, здесь можно поинтегрировать вслед за другими (cм страницу 10-11):
http://smccd.net/accounts/goth/courses_f_2003/phys_211/phys_211_lectures/phys_211_lec_09/gravity.pdf


> >... За счет гравитационных сил, отделившееся ядро займет устойчивое положение равновесия в центре образующейся и растущей, как резиновой при надувании, оболочки.

> Чего ради это оно (ядро) будет тяготеть к центру сферы то (если пренебречь газом и его гравитацией)?

Что ж Вы так невнимательно!
Я чуть свои зубы не потерял на вынянчивании условий, где газ значим, а внешние поля - нет.
Вас долго не было. Ознакомьтесь с моими темами подробно.

> Ядро будет себе плавать в состоянии безразличного равновесия внутри сферы, временами сталкиваясь с ней и отражаясь на манер биллиардного шарика.

Даже в тексте под этой темой сказано, что внешние поля не значимы по сравнению с полем гравитации от пресловутого газа. В центре будет ядро и в устойчивом положении.

С уважением,
Василий.



> > Да я уже говорил ему, не хочет понимать... :(

Когда за полночь работать приходится, frost, то даже заголовок не читается?
Я Вам и тогда говорил, что газовым гравитационным полем пренебрегать нельзя, пренебрегайте всеми внешними полями, а если страшно, то найдите уголок во Вселенной, где такое возможно. Или увеличьте размеры колобка.
Да и решенный этот вопрос в предыдущих темах.

> Берусь в двух словах доказать ему: проводишь тонкий двойной конус из произвольной точки внутри сферы, он отсекает на сфере две массы (тянущие в противоположные стороны). Та масса которая дальше (скажем, в х раз), в точности в х^2 раз больше (так как площадь отсекаемого куска в х^2 раз больше) - так что гравитационные силы этих масс в точности равны друг другу и противоположно направлены, полностью компенсируя друг друга.

Вы смело повторили подсказку Snowman. Я ее тогда и принял. Правда, равенство отсекаемых кусков доказывается не в двух словах - площадки не перпендикулярны радиусам, проведенным из произвольной точки, а только из центра сферы. Так что, по правилам арифметики, надо доказывать.

> Можа, сослаться на других ежели он нас не уважает?

Давно верю Вам про пустую сферу. Я бросил лень и проинтегрировал нужную интегральную сумму, не понятную ранее кому-то. :))
Получил то, что все утверждали. Уже и писал об этом еще в теме "Теорема Ирншоу"

Давайте то, что пропустили, а именно отделится ядро или нет!

С уважением,
Василий.


> Да я уже говорил ему, не хочет понимать... :(

Серьезно. Интересует Ваше мнение с учетом на гравитацию газа. Газ может находиться под большим давлением, в зависимости от размеров колобка.

А теперь не серьезно: «Мне что-то напоминает, но что, я понять не могу...» :))

С уважением,
Василий.




> Даже в тексте под этой темой сказано, что внешние поля не значимы по сравнению с полем гравитации от пресловутого газа. В центре будет ядро и в устойчивом положении.

Че то я не врублюсь, в чем вопрос то? Вас гравитация сферы волнует или гравитация газа?

Ежели сфера заполнена чем (газом ли жидкостью ли) то под действием их гравитации ядро либо потонет в центр (если оно плотнее газа в центре) либо всплывет к поверхности сферы (если оно менее плотно чем газ у поверхности сферы) либо будет плавать в слое где плотность газа равна плотности ядра.


> > В центре будет ядро и в устойчивом положении.

> Че то я не врублюсь, в чем вопрос то? Вас гравитация сферы волнует или гравитация газа?

> Ежели сфера заполнена чем (газом ли жидкостью ли) то под действием их гравитации ядро либо потонет в центр (если оно плотнее газа в центре) либо всплывет к поверхности сферы (если оно менее плотно чем газ у поверхности сферы) либо будет плавать в слое где плотность газа равна плотности ядра.

Ядро по условиям задачи плотнее газа. Тогда и разногласий по этому вопросу уже нет?
Другой вопрос остался пока без ответа: сможет ли ядро само оторваться от оболочки, опять же, при соблюдении условий задачи?

С уважением,
Василий.


> Другой вопрос остался пока без ответа: сможет ли ядро само оторваться от оболочки, опять же, при соблюдении условий задачи?

Дык оно же не взаимодействует (гравитационно) с оболочкой, как мы уже выяснили. Значит, ни "отрываться" ни "прилипать" к оболочке оно не будет.


> > Другой вопрос остался пока без ответа: сможет ли ядро само оторваться от оболочки, опять же, при соблюдении условий задачи?

> Дык оно же не взаимодействует (гравитационно) с оболочкой, как мы уже выяснили. Значит, ни "отрываться" ни "прилипать" к оболочке оно не будет.

Пусть не взаимодействует ядро с оболочкой, но оно взаимодействует с газом. Газ, в силу своего взаимодействия гравитационного с ядром, обволакивает ядро, а точнее, ядро тонет в газе и отделяется от раздувающейся оболочки.
Причем в наших условиях задачи ядро окружено еще и жидкой оболочкой из расплавленных продуктов промежуточного радиоактивного распада, что обеспечивает безболезненное отделение ядра.

Возражения есть?

С уважением,
Василий.



> Вы смело повторили подсказку Snowman. Я ее тогда и принял. Правда, равенство отсекаемых кусков доказывается не в двух словах - площадки не перпендикулярны радиусам, проведенным из произвольной точки, а только из центра сферы. Так что, по правилам арифметики, надо доказывать.

А че тут доказывать если углы равны?


> Берусь в двух словах доказать ему: проводишь тонкий двойной конус из произвольной точки внутри сферы, он отсекает на сфере две массы (тянушие в противоположные стороны). Та масса которая дальше (скажем, в х раз), в точности в х^2 раз больше (так как плошадь отсекаемого куска в х^2 раз больше) - так что гравитационные силы этих масс в точности равны друг другу и противоположно направлены, полностью компенсируя друг друга.


> > Вы смело повторили подсказку Snowman. Я ее тогда и принял. Правда, равенство отсекаемых кусков доказывается не в двух словах - площадки не перпендикулярны радиусам, проведенным из произвольной точки, а только из центра сферы. Так что, по правилам арифметики, надо доказывать.

> А че тут доказывать если углы равны?

Я принял подсказку Snowman как наглядный показ для маленького ребенка, которому объяснили, где его нашли родители. Все понятно, если внутри указанного Вами тонкого двойного конуса строго по середине (на высоте конуса с плоским основанием) находится центр сферы. Вот тогда и только тогда Вы правы, да и ссылаетесь Вы на этот частный случай.
Snowman же указал более точно, где можно не строго согласиться - "два дифференциально малых телесных угла, ограниченных одной конической поверхностью".

Разницу видно?

Если Вы распространите Ваше утверждение на случаи, где центр сферы не в центре конуса, то попробуйте показать равенство углов в двух словах, обещанных Вами. Вообще не получите и во многих.

Я получил результат нулевого гравитационного потенциала простым, но строгим путем (о пути в 29895).

С пустой сферой мы уже разобрались, с газонаполненной - тоже.
Видимо, не ошибусь, если скажу, что и плавное (безболезненное) отделение ядра от верхней остывшей оболочки тоже решенный вопрос, т.к. возражений не поступало ни от кого.
Принимаю молчание за знак согласия всех компетентных форумчан.

Осталось только Ваше согласие, т.к. Вы только и обсуждаете гласно эту тему.

Соглашайтесь и пойдем дальше. Осталось очень мало штрихов по этой теме.
При любом Вашем ответе, буду рад его получить. Вы мой единственный оппонент и я отношусь к Вам с уважением.

Василий



> > Другой вопрос остался пока без ответа: сможет ли ядро само оторваться от оболочки, опять же, при соблюдении условий задачи?

> Дык оно же не взаимодействует (гравитационно) с оболочкой, как мы уже выяснили. Значит, ни "отрываться" ни "прилипать" к оболочке оно не будет.

Терминологически приходится с Вами согласиться. Поскольку нет гравивзаимодействия оболочки и ядра, то и "отрываться" им друг от друга нет нужды.
Суть картины в утверждении, и Вы ранее тоже это писали, в том, что ядро зависнет обязательно в центре газонаполненной оболочки при условиях настоящей моей задачи (ядро плотнее газа).
С учетом начальных условий во времени события развиваются от сплошного колобка до системы: квазиэластичная оболочка - газовая оболочка - слоистое ядро. Вот это расслоение мною и названо "отрывом" ядра от оболочки.

Теперь у нас полное согласие?

Василий.


> Возражения есть?

Нет. Ясно что ядро будет себе плавать на той глубине где плотность газа равна плотности ядра. В устойчивом равновесии если сжимаемость ядра меньше сжимаемости газа, и в неустойчивом если наоборот.


> Я принял подсказку Snowman как наглядный показ для маленького ребенка, которому объяснили, где его нашли родители. Все понятно, если внутри указанного Вами тонкого двойного конуса строго по середине (на высоте конуса с плоским основанием) находится центр сферы. Вот тогда и только тогда Вы правы, да и ссылаетесь Вы на этот частный случай.

Неправильно. Случай обший. Читайте внимательнее что я написал: "Берусь в двух словах доказать ему: проводишь тонкий двойной конус из произвольной точки внутри сферы, он отсекает на сфере две массы (тянушие в противоположные стороны)..."


> Неправильно. Случай обший.

Уважаемый alexandr, просматривая Ваши письма по другим и моим темам, вижу хорошие знания по физике, но иногда торопитесь (я тоже :)).
Если не верите моему утверждению и нет времени вычертить через произвольную точку сферы этот тонкий двойной конус, не проходящий своей осью через центр сферы и не перпендикулярный осью направлению: центр сферы - точка, чтобы убедиться в неравенстве углов, объявленых Вами равными, то предлагаю нам обратиться в форум по математике.
Сформулируем задачу понятно для математиков, дадим свои комментарии и дождемся ответа. Здесь даю проект запроса.

"Заголовок: Проверка гармонии числом.
Задача: Конус, с бесконечно малым углом при вершине, совпадает своей вершиной с произвольной точкой внутри сферы. Всегда ли пропорциональны площади отсекаемые конической поверхностью площадок на сфере квадратам расстояний этих площадок от вершины по оси конуса?

Есть два утверждения:
1. Всегда, т.к. углы площадок с осью конуса равны всегда.
2. Иногда, т.к. углы площадок с осью конуса равны только в частных случаях."

Вы можете добавить и изменить, что считаете нужным, а также самостоятельно решить эту задачу.

С уважением, Василий.


> > Возражения есть?

> Нет. Ясно что ядро будет себе плавать на той глубине где плотность газа равна плотности ядра. В устойчивом равновесии если сжимаемость ядра меньше сжимаемости газа, и в неустойчивом если наоборот.

Хорошо. Можно идти дальше.
Для информации. Плотность компонентов, образующихся из первичного колобка, в порядке ее возрастания: газы, верхняя оболочка, жидкая составляющая ядра, твердая составляющая ядра.

Следующий важный вопрос необходимо разобрать об относительных напряжениях в застывшей оболочке.

Есть ли разница в возникающих механических напряжениях в твердой застывшей части верхней оболочки, если она лежит на жидкой составляющей ядра или на газообразной прослойке, находящейся под давлением, созданной самой верхней оболочкой?
При этом учитываем, что газовая оболочка увеличиваясь в своем объеме, раздувает постоянно верхнюю твердую оболочку, в том числе путем частичного взламывания отдельных мест в коре – оболочке.

Василий.


> Есть ли разница в возникающих механических напряжениях в твердой застывшей части верхней оболочки, если она лежит на жидкой составляющей ядра или на газообразной прослойке, находящейся под давлением, созданной самой верхней оболочкой?

Я думаю, что разници нет.

Василий.


Ранее было выяснено и утверждено молчаливым согласием большинства и явным alexandr-а, что при обеспечении условий первоначальной постановки задачи настоящей темы, может образоваться в природе система: ядро, зависшее в центре газонаполненной оболочки, имеющей полужидкую нижнюю и твердую верхнюю части.

> Эта масса при неизбежном со временем накоплении и охлаждении в космических условиях, образует, по условиям задачи, очень жесткий и прочный поверхностный слой, который вместе с клееподобной подложкой на некотором этапе развития перестает пропускать через себя, образующиеся в реакциях распада, газы.

Теперь хотелось бы увидеть мнения на прочностные характеристики этого поверхностного слоя.
Я думаю, что особых, сверхъестественных свойств от материала упомянутого слоя не требуется - это обычные горные породы: граниты и базальты, т.к. они лежат на нижнем размягченном температурой полужидком слое. Полужидкий слой старается "пролезть" во все щели в горных породах, затыкая выход газам ядерного распада ядра за счет газового давления. Давление газов, все время, возрастая, держит верхнюю оболочку в состоянии только вертикальных нагрузок, а горизонтальные нагрузки равны (по крайней мере, в нижних слоях) нулю. Следовательно, пока верхняя оболочка имеет достаточное давление снизу, система будет жить.

> Накапливающиеся газы местами взламывают жесткую корку, но выпучивающаяся при этом полужидкая масса, за счет своих не обсуждаемых свойств, не рвется, а нормализует внутреннее давление за счет увеличения внутреннего объема при раздувании и вновь застывает в прочную корку, такую чтоб каркас никогда не разрушался.

Можно обсуждать требуемые свойства полужидкой массы.
Мое предложение - это, конденсирующиеся из паров и поэтому полужидкие, базальты, которые в свою очередь являются конечным продуктом ядерных превращений материалов ядра.

Когда произойдет прорыв газов в результате взлома верхнего слоя-коры, то горные породы станут надавливать друг на друга и в горизонтальном направлении, как в строительном каменном куполе. При таком надавливании образовавшийся прорыв сам ликвидируется, а купол снова окажется под уменьшившимся, но нарастающим давлением снизу.

> Размеры колобка такие, чтобы весь задуманный процесс осуществился.

Размеры колобка пусть будут с планету Земля, т.е. как в первом моем обращении в форум с газонаполненным резиновым шаром. :)

> Это тот вопрос, с которого я начинал. Пришлось проделать шипастый и тернистый путь до него. Он главный, хоть пока и искусственный.

Хочется снять постепенно всю искусственность, если это удастся, конечно.

Василий.




> Есть два утверждения:
> 1. Всегда, т.к. углы площадок с осью конуса равны всегда.
> 2. Иногда, т.к. углы площадок с осью конуса равны только в частных случаях."

Всегда - так как любая прямая пересекаюшая окружность образует одинаковые углы с касательными в обоих точках пересечения (в силу симметрии). То же и в случае пересечения прямой и сферы.



> > Есть два утверждения:
> > 1. Всегда, т.к. углы площадок с осью конуса равны всегда.
> > 2. Иногда, т.к. углы площадок с осью конуса равны только в частных случаях."

> Всегда - так как любая прямая пересекаюшая окружность образует одинаковые углы с касательными в обоих точках пересечения (в силу симметрии). То же и в случае пересечения прямой и сферы.

Вы правы, но судить нас будут. :))

Насчет прямой возражений нет. Если же верно “Всегда”, т.е. вариант 1, то можно доказать, что Whitney Houston - английская королева.
Пусть вынесут вердикт математики. Завтра им отправлю запрос. Как я понимаю, без изменений с Вашей стороны?
Повторю, что этот вопрос побочный и имеет только спортивный интерес.

Рад видеть Ваши сообщения на форуме. Жду от Вас реакции на основной вопрос этой темы.

C уважением,
Василий.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100