Основное содержание
Физика
Course: Физика > Модуль 3
Урок 4: Медленный носок на планете Любрикон-VIМедленный носок на планете Любрикон-VI
Что произойдёт с медленно движущимся носком на планете без трения. Создатели: Сэл Хан.
Хотите присоединиться к обсуждению?
Пока нет ни одной записи.
Транскрипция к видео
Это – изображение планеты
Любрикон-VI. Любрикон-VI – особая планета,
потому что она состоит из ещё не открытого
элемента под названием Любрика.
И Любрика – особое вещество, потому что что бы ни скользило
по поверхности Любрики, оно
не испытает на себе вообще никакого трения.
И если вот это здесь – пласт Любрики
– мы смотрим на него в разрезе –
и на поверхности Любрики кирпич, скользящий по ней
вот так, он вообще не испытывает силы трения.
Известны другие факты о Любриконе-VI:
она дрейфует в открытом космосе и не имеет
атмосферы. Действительно, снаружи
планеты есть только вакуум. Она находится настолько
глубоко и далеко в космосе, что там нет даже малого
количества атомов водорода. Там абсолютный вакуум.
И это также очень старая планета.
Звезда, вокруг которой она вращалась,
давно погасла. Всего лишь одинокая планета,
дрейфующая в открытом космосе и не имеющая атмосферы.
Также Любрикон-VI имеет форму
идеальной сферы. Теперь я хочу задать вопрос.
По какой-то странной причине здесь,
на поверхности Любрикона-VI,
находится носок, который вмёрз в блок льда.
Итак, у меня есть носок в блоке льда, который
передвигается со скоростью 1 км/час
вот в этом направлении. Допустим, если бы мы посмотрели
на него издалека, в масштабе всей планеты,
тогда бы замёрзший носок двигался по экватору.
Он перемещается по линии экватора Любрикона-VI.
И, учитывая все допущения, которые мы сделали: что
у планеты нет атмосферы, что это идеальная сфера,
что Любрика полностью исключает трение,
вне зависимости от того, что движется по её поверхности,
– что со временем произойдёт
с этим замёрзшим носком?
Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны подумать
обо всех силах, которые действуют
на блок льда и носок.
Прежде всего, давайте подумаем о силах, которые
действуют в радиальном направлении, внутрь или
наружу, относительно центра планеты.
У планеты есть масса. И есть сила, направленная
внутрь, к центру планеты.
Есть сила гравитации, действующая на блок льда
по направлению к центру планеты.
Я нарисую её вот так. Итак, есть сила гравитации.
Она направлена радиально внутрь,
вот так. Но мы знаем также и то, что
блок не просто направляется к центру планеты,
есть еще поверхность. Блок не пройдёт сквозь
поверхность Любрики. Мы можем также условиться,
что Любрика – очень, очень прочный материал.
И есть ещё нормальная сила,
предотвращающая падение блока
по направлению к центру планеты.
Итак, это нормальная сила. И есть ещё один момент,
к которому мы обратимся в другом видео.
Равна ли нормальная сила силе притяжения?
Поговорим об этом в следующем видео.
Но это все те силы, которые действуют в радиальном
направлении, внутрь, к центру планеты,
или наружу. Если мы подумаем о направлении
по касательной, вдоль поверхности планеты,
то на поверхности планеты не возникает сил.
Так как по касательной нет результирующих сил,
этот блок не будет ни ускоряться, ни замедляться.
Нет трения в воздухе, точнее, сопротивления воздуха,
которое лишь представляет трение
частиц при наличии атмосферы. Здесь абсолютный вакуум,
так что ничего нет. Нет трения с поверхностью
планеты,, здесь нет трения, которое
могло бы быть силой, направленной по касательной.
Итак, по касательной вообще нет сил.
Поэтому этот ледяной блок будет
продолжать перемещаться со скоростью один километр
в час вечно.
Он просто будет продолжать перемещаться, учитывая
наши допущения.