Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
  • 1
  • 2
2018-09-27, 00:13
  #1
Avstängd
Jag har lite tankar kring tröghetsrörelsers påverkan på vatten. Jag är INTE insatt i detta alls egentligen, men jag reagerade på en sak som jag läste om det.
Läs nedanstående Wikipedia-citat:

"Enligt ekvivalensprincipen finns det ingen observerbar skillnad mellan tröghetsrörelse och rörelse under inverkan av gravitationskraften."
Källa:
https://sv.m.wikipedia.org/wiki/Allm...sk_gravitation
Engelska:
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Gene...tonian_gravity


Men nu ett tankeexperiment:

Tänk dig att du har en sluten behållare, fylld till 1/4 med vatten. Du håller behållaren ca 10 meter ovanför markytan, med behållarens botten riktad mot marken. Vattnet i behållaren kommer då förstås dras mot botten av behållaren, och kommer ha en jämn vattenyta. Du kommer förstås också känna tyngden av vattnet i behållaren.
Om du nu släpper behållaren, så att den får falla fritt mot marken. Då gissar jag att under fallet, så kommer det INTE ske någon större förändring när det gäller hur vattnet är placerat i behållaren.

Men om du nu tänker dig att du istället är i en rymdraket i viktlöst tillstånd, med en likadan sluten behållare med lika mycket vatten i.
Om rymdraketen INTE accelererar, då gissar jag att vattnet i behållaren kommer vara samlat i en klump.
Men om du håller fast behållaren, och samtidigt håller fast dig själv i rymdraketen, medan rymdraketen accelererar framåt. Då gissar jag att vattnet i behållaren, kommer dras mot den bakre delen av rymdraketen. Och om vi tänker oss att det är ca 10 meter fritt rum, mellan behållaren och den bakre delen av rymdraketen. Då blir det ungefär som när du höll behållaren 10 meter ovanför markytan (alltså på jorden). Alltså jämn vattenyta i behållaren, och du kommer känna tyngden av vattnet i behållaren. Vattnet är alltså INTE längre samlat i en klump i behållaren.
Men vad händer om du nu släpper behållaren, samtidigt som rymdraketen fortsätter accelerera framåt?

Så här tänker jag:
Den bakre delen av rymdraketen kommer accelerera mot behållaren. Men vid ögonblicket då du släpper behållaren och den är fri inne i rymdraketen, så kommer behållaren INTE längre accelerera. Istället kommer behållaren ha samma hastighet i samma riktning, som rymdraketen hade precis INNAN du släppte behållaren. Och därför borde vattnet återigen samlas i en klump i behållaren. Alltså är det en skillnad mot vad som hände på jorden. Och alltså ÄR det då trots allt en skillnad mellan tröghetsrörelse och rörelse under inverkan av gravitationskraften.
Eller tänker jag fel?
__________________
Senast redigerad av a987 2018-09-27 kl. 00:51.
Citera
2018-09-27, 01:21
  #2
Medlem
Flammarions avatar
Citat:
Ursprungligen postat av a987
Jag har lite tankar kring tröghetsrörelsers påverkan på vatten. Jag är INTE insatt i detta alls egentligen, men jag reagerade på en sak som jag läste om det.
Läs nedanstående Wikipedia-citat:

"Enligt ekvivalensprincipen finns det ingen observerbar skillnad mellan tröghetsrörelse och rörelse under inverkan av gravitationskraften."
Källa:
https://sv.m.wikipedia.org/wiki/Allm...sk_gravitation
Engelska:
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Gene...tonian_gravity


Men nu ett tankeexperiment:

Tänk dig att du har en sluten behållare, fylld till 1/4 med vatten. Du håller behållaren ca 10 meter ovanför markytan, med behållarens botten riktad mot marken. Vattnet i behållaren kommer då förstås dras mot botten av behållaren, och kommer ha en jämn vattenyta. Du kommer förstås också känna tyngden av vattnet i behållaren.
Om du nu släpper behållaren, så att den får falla fritt mot marken. Då gissar jag att under fallet, så kommer det INTE ske någon större förändring när det gäller hur vattnet är placerat i behållaren.

Men om du nu tänker dig att du istället är i en rymdraket i viktlöst tillstånd, med en likadan sluten behållare med lika mycket vatten i.
Om rymdraketen INTE accelererar, då gissar jag att vattnet i behållaren kommer vara samlat i en klump.
Men om du håller fast behållaren, och samtidigt håller fast dig själv i rymdraketen, medan rymdraketen accelererar framåt. Då gissar jag att vattnet i behållaren, kommer dras mot den bakre delen av rymdraketen. Och om vi tänker oss att det är ca 10 meter fritt rum, mellan behållaren och den bakre delen av rymdraketen. Då blir det ungefär som när du höll behållaren 10 meter ovanför markytan (alltså på jorden). Alltså jämn vattenyta i behållaren, och du kommer känna tyngden av vattnet i behållaren. Vattnet är alltså INTE längre samlat i en klump i behållaren.
Men vad händer om du nu släpper behållaren, samtidigt som rymdraketen fortsätter accelerera framåt?

Så här tänker jag:
Den bakre delen av rymdraketen kommer accelerera mot behållaren. Men vid ögonblicket då du släpper behållaren och den är fri inne i rymdraketen, så kommer behållaren INTE längre accelerera. Istället kommer behållaren ha samma hastighet i samma riktning, som rymdraketen hade precis INNAN du släppte behållaren. Och därför borde vattnet återigen samlas i en klump i behållaren. Alltså är det en skillnad mot vad som hände på jorden. Och alltså ÄR det då trots allt en skillnad mellan tröghetsrörelse och rörelse under inverkan av gravitationskraften.
Eller tänker jag fel?

Det borde inte vara någon skillnad. Man kan se det som att jordens yta accelererar, och när du släpper hinken så befinner den sig inte längre i acceleration, jordens yta hinner ikapp och vi säger då att "hinken träffar marken." Vad hände med vattnet under fritt fall? Inte mycket. Samma i rymdraketen när du släpper hinken. Varför tror du att vattnet bildar en "klump"?
Citera
2018-09-27, 01:45
  #3
Avstängd
Citat:
Ursprungligen postat av Flammarion
Det borde inte vara någon skillnad. Man kan se det som att jordens yta accelererar, och när du släpper hinken så befinner den sig inte längre i acceleration, jordens yta hinner ikapp och vi säger då att "hinken träffar marken." Vad hände med vattnet under fritt fall? Inte mycket. Samma i rymdraketen när du släpper hinken. Varför tror du att vattnet bildar en "klump"?

Vatten i viktlöst tillstånd bildar väl en klump/boll?
Och när du släpper behållaren i den accelererande rymdraketen, så slutar behållaren och vattnet i den att accelerera. Och därför borde väl vattnet i behållaren då vara i viktlöst tillstånd, medan raketens bakre del accelererar mot behållaren? Och då borde väl vattnet i behållaren bilda en klump/boll?
Citera
2018-09-27, 02:46
  #4
Medlem
Flammarions avatar
Citat:
Ursprungligen postat av a987
Vatten i viktlöst tillstånd bildar väl en klump/boll?
Och när du släpper behållaren i den accelererande rymdraketen, så slutar behållaren och vattnet i den att accelerera. Och därför borde väl vattnet i behållaren då vara i viktlöst tillstånd, medan raketens bakre del accelererar mot behållaren? Och då borde väl vattnet i behållaren bilda en klump/boll?

Jag förstår vad du menar. Men vattnet i hinken på jorden är också viktlöst när du släpper hinken.
Så den observation du gör på jorden gäller även i rymden. Och om vattnet inte bildar en sfär i viktlöst tillstånd/fritt fall på jorden så gör den inte det i rymden heller.
En vattendroppe i fritt fall bildar dock en sfär, men då är ytspänningen stark nog för den lilla mängden vatten för att hålla ihop droppen. I hinken är det för mycket vatten.

Men om du låter vattnet från hinken sväva i tom rymd, helt tom, så blir det en sfär om du väntar tillräckligt länge.
Citera
2018-09-27, 03:20
  #5
Avstängd
Citat:
Ursprungligen postat av Flammarion
Jag förstår vad du menar. Men vattnet i hinken på jorden är också viktlöst när du släpper hinken.
Så den observation du gör på jorden gäller även i rymden. Och om vattnet inte bildar en sfär i viktlöst tillstånd/fritt fall på jorden så gör den inte det i rymden heller.
En vattendroppe i fritt fall bildar dock en sfär, men då är ytspänningen stark nog för den lilla mängden vatten för att hålla ihop droppen. I hinken är det för mycket vatten.

Men om du låter vattnet från hinken sväva i tom rymd, helt tom, så blir det en sfär om du väntar tillräckligt länge.

Skillnaden som jag ser det är att vattnet i den fallande hinken på jorden, kommer påverkas av gravitationen och dras mot jorden. Och om man jämför det med vattnet som är i viktlöst tillstånd i den accelererande rymdraketen, så borde det rent logiskt vara en skillnad.
Och om du istället tänker dig att du har vatten i en hink, som först är i viktlöst tillstånd i en rymdraket, och sen åker rymdraketen (och hinken och vattnet) in i jordens gravitationsfält. Och sen jämför du det med vad som händer med vattnet i en hink, som först är i viktlöst tillstånd svävandes fritt i en rymdraket, och sen accelererar rymdraketen. Vattnet i hinken som förs in i jordens gravitationsfält borde väl samlas i behållarens botten, medan vattnet i hinken som svävar fritt i den accelererande rymdraketen borde vara opåverkat av rymdraketen tills dess att hinken slår i rymdraketen. Eller?
Citera
2018-09-27, 03:34
  #6
Medlem
Vill du göra tankeexperimentet riktigt jobbigt kan du dessutom rotera hinken kring den accelererande rymdraketens rörelseaxel. Vattenytan bildar då en paraboloid. Inga märkvärdigheter; det är lätt att räkna ut geometrin. Motsvarigheten i stillastående tillstånd är att rotera hinken relativt fixstjärnorna. Även där får du en parabolisk yta, vilket är lätt att övertyga sig om genom praktiska försök. Men vad skulle hända om du toge bort fixstjärnorna???
Citera
2018-09-27, 08:20
  #7
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av a987
Vattnet i hinken som förs in i jordens gravitationsfält borde väl samlas i behållarens botten, medan vattnet i hinken som svävar fritt i den accelererande rymdraketen borde vara opåverkat av rymdraketen tills dess att hinken slår i rymdraketen. Eller?
Nej du tänker fel.

Medan hinken faller frtt mot jorden, så finns det inte heller 'något' som pressar vattnet mot hinkens botten.

(Kanske ett 'kul' experiment för en actioncam... ;)
Citera
2018-09-27, 08:34
  #8
Avstängd
Citat:
Ursprungligen postat av iconicatab
Nej du tänker fel.

Medan hinken faller frtt mot jorden, så finns det inte heller 'något' som pressar vattnet mot hinkens botten.

(Kanske ett 'kul' experiment för en actioncam...

Så om en liter vatten först är i viktlöst tillstånd i en rymdraket, och är samlat i ett klot pga ytspänningen. Då menar du att det vattenklotet INTE kommer ändra form när det kommer in i jordens gravitationsfält?
Citera
2018-09-27, 09:42
  #9
Medlem
skunkjobbs avatar
Citat:
Ursprungligen postat av a987
Så om en liter vatten först är i viktlöst tillstånd i en rymdraket, och är samlat i ett klot pga ytspänningen. Då menar du att det vattenklotet INTE kommer ändra form när det kommer in i jordens gravitationsfält?
Om det befinner sig i fritt fall i jordens gravitationsfält så är det så ja, klotet kommer inte att ändra form.

Tänk på att rymdstationen ISS gott och väl befinner sig inom jordens gravitationsfält på c:a 400 km höjd över jordytan, g är bara några procent lägre på den höjden än vid jordytan. Ändå så svävar astronauterna runt i tyngdlöshet och det beror ju på att rymdstationen har en rörelse som kan liknas vid att befinna sig i fritt fall i år efter år.
Citera
2018-09-27, 13:49
  #10
Medlem
Flammarions avatar
Citat:
Ursprungligen postat av a987
Skillnaden som jag ser det är att vattnet i den fallande hinken på jorden, kommer påverkas av gravitationen och dras mot jorden. Och om man jämför det med vattnet som är i viktlöst tillstånd i den accelererande rymdraketen, så borde det rent logiskt vara en skillnad.
Och om du istället tänker dig att du har vatten i en hink, som först är i viktlöst tillstånd i en rymdraket, och sen åker rymdraketen (och hinken och vattnet) in i jordens gravitationsfält. Och sen jämför du det med vad som händer med vattnet i en hink, som först är i viktlöst tillstånd svävandes fritt i en rymdraket, och sen accelererar rymdraketen. Vattnet i hinken som förs in i jordens gravitationsfält borde väl samlas i behållarens botten, medan vattnet i hinken som svävar fritt i den accelererande rymdraketen borde vara opåverkat av rymdraketen tills dess att hinken slår i rymdraketen. Eller?

Du tänker som de flesta, vilket blir fel. Om du som jag föreslog tänker dig att jordytan/marken är ett accelererande plan, och att vattnet och hinken när du släpper den befinner sig i viktlöst tillstånd blir det rätt. Det finns inget som "drar" i hinken. Det är nåt man säger, som att man säger att "äpplet faller". Det är bara ett sätt med vilket vi människor har tolkat det som senare av Einstein tolkades som rumtidens krökning. Same shit, different names.

Ekvivalensprincipen är logisk.
Citera
2018-09-27, 14:18
  #11
Medlem
skunkjobbs avatar
Citat:
Ursprungligen postat av a987
[...]
Om du nu släpper behållaren, så att den får falla fritt mot marken. Då gissar jag att under fallet, så kommer det INTE ske någon större förändring när det gäller hur vattnet är placerat i behållaren.

[...]
Jo det blir det, fritt fall på jorden ger precis samma fenomen som tyngdlöshet. Som jag nämnde tidigare så är gravitationen från jorden inte mycket lägre på rymdstationen ISS än vid jordytan men den kan sägas befinna sig i fritt fall och därför upplevs tyngdlöshet.

Problemet på jorden är att vi kan inte åstadkomma fritt fall särskilt lång tid åt gången. För att få något att falla fritt nära jordytan i tio sekunder krävs en 500 m hög vakuumkammare. Världens till volymen största vakuumkammare är 37 m hög och tillåter då fritt fall i 2,7 s. Möjligen finns det någon högre vakuumkammare någonstans, den behöver ju inte vara så bred. Det tar ju en viss tid för vattnet att omforma sig i hinken, ett par sekunder räcker kanske inte.

Nu kan man ju m h a röven och en bit krita samt de fysikkunskaper som generationer före oss har tillskansat sig räkna ut hur detta kommer att bli men om du vill se det själv så kan du kanske hitta något gammalt djupt gruvhål där du kan sätta in ett högt rör som du sedan evakuerar och gör ditt experiment i. Lycka till!
Citera
2018-09-27, 14:40
  #12
Medlem
En vattendroppe hänger kvar i kranen.
Är dragningskraften lika stor i droppen som på jorden? Jag tror det. Hänger ju kvar typ

Verkar som vatten är dragningskraften .
En järnkula hänger ju inte kvar om jag sätter den under kran ???
Sjukt
__________________
Senast redigerad av troligengud 2018-09-27 kl. 14:44.
Citera
  • 1
  • 2

Stöd Flashback

Flashback finansieras genom donationer från våra medlemmar och besökare. Det är med hjälp av dig vi kan fortsätta erbjuda en fri samhällsdebatt. Tack för ditt stöd!

Stöd Flashback