Str.: 1, ... 10, 11, 12, 13, 14, ... 17 Psát příspěvky můžete po přihlášení
Poslední příspěvek z předchozí strany:
Adam
Jestli hmota Saturnova prstence vykazuje elektrický náboj, pak oběžným pohybem této hmoty kolem S...
Adam 09.10.2018 03:34 Bydliště: Praha
5815
563
5854
P.A.Semi napsal(a):Tady je velká otázka, jak vypadá gravitační pole uvnitř objektu. ...
Domnívám se, že si to zbytečně komplikujete skrze to zakřivení, nebo tou nulovou gravitací v těžišti těles.
Na oblak hmotných částic je dobré jít podobně, jako když si uvědomíte vzájemné gravitační síly mezi všemi tělesy třeba i tak, že ve skutečnosti se k sobě přitahují i veškeré předměty třeba u Vás doma.
Stojíte v místnosti a všechny předměty v té místnosti si Vás k sobě přitahují, protože se navzájem přitahují úplně se vším. Na všechny předměty působí vzájemná gravitační síla. Vás chce v místnosti posunout síla, která je vektorovým výsledkem dílčích gravitačních sil od všech okolních předmětů a stejně tak i na každý předmět v místnosti působí síla, která je výsledkem gravitačního vlivu od Vás a od všech okolních předmětů. Pochopitelně jsou to všechno tak malé síly, že za normálních podmínek se nijak neprojevují. Pokud by ty síly byly celkově výraznější, všechny předměty v místnosti by se na sebe nakonec nalepily do jednoho velkého chomáče, případné šuplíky by byly otevřené a trčely by směrem k tomu chomáči atd. Tohle může být docela dobrý základ pro představivost, co se může gravitačně dít ve vesmírném oblaku částic.
0
0
Adam 09.10.2018 03:58 Bydliště: Praha
5815
563
5854
Důsledky gravitačního vlivu v oblaku částic - Simulace
Připojuji jednu ze svých simulací, která je sice pouze ve 2D, ale díky tomu je i mnohem přehlednější,
než kdyby šlo o 3D. Na začátku simulace bylo rozeseto do volného prostoru cca 200 (nehybných) hmotných částic o různé hmotnosti. Graficky jsou zobrazeny jako zelené body, které se po vzájemné srážce mění
v o něco větší šedé body. Simulace má celkově dost omezenou grafiku třeba v tom smyslu, že všechny částice jsou symbolicky zastoupeny těmito zelenými a šedými body bez ohledu na jejich různou hmotnost
a jsou tam různé zjednodušující idealizace třeba v případě těch srážek - při kontaktu se vzájemně sražená tělesa vždy spojí do jednoho (pochopitelně se správně vypočteným výsledným vektorem rychlosti)
a nedochází k žádnému štěpení nebo k odrazům. Ale na těchto drobných technických poznámkách
v tuto chvíli nezáleží.
Podstatné je, co ta simulace zobrazuje ohledně dynamiky rozesetých částic. Všechny částice, které byly
v čase 0 zcela nehybné, postupně nabírají rychlost do barycentra celého tohoto oblaku. Zpočátku je ten pohyb opravdu hodně pomalý - případně doporučuji video posunout o něco dál. No a jelikož jsou částice v tomto případě rozesety více méně rovnoměrně, barycentrum se nachází zhruba uprostřed celého oblaku.
Všimněte si, jak původně nehybné částice k němu postupně stále více inklinují. To je docela názorný náznak toho, co se může dít v oblaku nějakých částic nebo těles ve vesmíru. Pochopitelně, tam bude hodně záležet
na hustotě daného oblaku - jaké rozestupy budou částice mezi sebou mít, jakou mají "počáteční kinetiku" (pohybující se částice by takový téměř přímočarý pohyb ke středu nevykazovaly) a celkově to bude o něco složitější, když půjde o 3D. Ale alespoň pro názornost mi tohle přijde dobré.
Konec videa pro nás v této věci podstatný není - jednalo se mi jen o ukázku důsledků gravitačních sil
v oblaku částic.
Je na tom taky docela hezky vidět, jak se průběžně zvyšuje gravitační zrychlení působící na částice, jelikož středová částice na sebe nabaluje stále větší hmotu a zvyšuje tím intenzitu svého gravitačního pole.
Simulace shlukování oblaku hmotných částic ve vesmíru gravitačními silami (SW AstroDynLab) (Dostupné jen pro přihlášené uživatele)
1
0
P.A.Semi 09.10.2018 08:09 Bydliště: Česká republika
77
14
36
Adam napsal(a):Jestli hmota Saturnova prstence vykazuje elektrický náboj, pak oběžným pohybem této hmoty kolem Saturnu (příčně na vektory magnetické indukce) skutečně vzniká Lorentzova síla...
K tomu jen poznámka:
nejen že ten prstenec zřejmě obíhá, ale především se točí to magnetické pole (a to rychleji - spolu s planetou)...
Lorentzova síla ale také zřejmě působí, kdyby se ty částice začaly pohybovat mimo rovinu toho disku
0
0
Adam 09.10.2018 08:29 Bydliště: Praha
5815
563
5854
P.A.Semi napsal(a):... nejen že ten prstenec zřejmě obíhá, ....
Jednoznačně obíhá a zřejmě musí obíhat docela rychle. Jinak by se okamžitě zbortil do Saturnu.
Resp., vnitřní dílčí prstence obíhají velmi rychle a prstence na okraji o něco pomaleji. Klasický zákon stabilního oběhu kolem tělesa.
0
0
Adam 09.10.2018 08:30 Bydliště: Praha
5815
563
5854
P.A.Semi napsal(a):... ale především se točí to magnetické pole ...
Pokud ano (osobně nevím), nemělo by to mít žádné zvláštní důsledky.
0
0
Adam 09.10.2018 08:37 Bydliště: Praha
5815
563
5854
P.A.Semi napsal(a):... Lorentzova síla ale také zřejmě působí, kdyby se ty částice začaly pohybovat mimo rovinu toho disku
Jednoznačně. Jakmile je pohybující se elektrický náboj vystaven magnetickému poli, vždy vzniká Lorentzova síla. Kromě absolutní velikosti obou veličin určuje výslednou hodnotu Lorentzovy síly také úhel,
který spolu vektor pohybu nabité částice a vektor magnetické indukce svírají. Při kolmosti
jsou hodnoty nejvyšší.
Pouze v jednom případě pohybující se nabité částice v magnetickém poli je Lorentzova síla nulová:
Pokud vektor pohybu částice je rovnoběžný s vektorem magnetické indukce.
0
0
P.A.Semi 09.10.2018 08:48 Bydliště: Česká republika
77
14
36
Adam napsal(a):Domnívám se, že si to zbytečně komplikujete skrze to zakřivení, nebo tou nulovou gravitací v těžišti těles. ... jako když si uvědomíte vzájemné gravitační síly mezi všemi tělesy
Naopak je velmi zajímavé, jaká je gravitace uvnitř objektu...
Když si právě uvědomíte, že přitahují všechny předměty, tak uprostřed objektu (koule) přitahují rovnoměrně na všechny strany stejně a vektorový součet je nulový...
S tou teorií gravitace, kterou zastávám, že hmota zakřivuje prostor, což nějak odpovídá hustotě té hmoty, tedy i uprostřed je zakřivená podle místní hustoty a ne tak podle vzdáleného (okraje) objektu, ale zřejmě to dopadne podobně, protože ten vektor pak nemá důvod mít nějaký konkrétní směr...
Vzorec pro zakřivení prostoru:
Rc = √ ( 3 c2 / 8 π G ρ ) = 2 / 3 π * 2 GM / c2
Einstein ho měl podobný, jen konstantou se liší:
Rc = c / ( √ 4 π G ρ )
Ve vzdálenosti R vně objektu je poloměr zakřivení:
Rc = R2 c2 / GM
Zajímavé by to bylo kvůli těm rotačním křivkám galaxií, které prý rotují na okrajích příliš rychle, nejsou čím dál od středu tím pomalejší (nebo ne dost), jako to je u Keplerových zákonů u planet, což je vedlo k vymyšlení temné hmoty.
Jenže když se dosadí hustota mezihvězdného prostoru, je to větší zakřivení, než díky vzdálenému jádru galaxie... (V podstatě i v galaxii jsme uvnitř takového "oblaku"...)
https://en.wikipedia.org/wiki/Interstellar_medium In cool, dense regions of the ISM, matter is primarily in molecular form, and reaches number densities of 106 molecules per cm3. In hot, diffuse regions of the ISM, matter is primarily ionized, and the density may be as low as 10−4 ions per cm3.
Tedy v SI jednotkách, hustota "oblaku", ve kterém jsme v galaxii, je 100 až 2e12 atomů vodíku na m3, nějak teď nemůžu najít, že si pamatuji číslo 1e4 v okolí sluneční soustavy...
Nikde není absolutní vakuum, i mezi galaxiemi je prý (dle Crawforda a snad i wiki) cca 1.55 atomů na metr krychlový, a je tam takto asi čtvrtina až polovina veškeré hmoty vesmíru...
0
2
P.A.Semi 09.10.2018 09:22 Bydliště: Česká republika
77
14
36
Adam napsal(a):Připojuji jednu ze svých simulací, která je sice pouze ve 2D, ale díky tomu je i mnohem přehlednější,
než kdyby šlo o 3D. Na začátku simulace bylo rozeseto do volného prostoru cca 200 (nehybných) hmotných částic...
Ohledně videa bych doporučil ho zkrátit (zrychlit)... I když ovšem VLC player umí zrychlené přehrávání, šlo to...
Dělal jsem kdysi podobnou simulaci cca tisíců částic v 3D, třeba s těžkým středem nebo bez, ale vždycky se mi rozutekly pryč, protože se neshlukují (!), a když proletí kolem středu, vystřelí je to pryč (neměl jsem to reálně kalibrované...)
Jenže molekulární oblaky nejsou shluky částic, nebo jich je o mnoho řádů víc...
Když jsem dělal nedávno reálnější simulaci sluneční soustavy (abych ukázal, kde se bere ta precese perihelia Merkura), tak mi ale planety utíkaly pryč, nebo ta precese byla větší než má být, protože je problém, že když čas zaokrouhlíte třeba na minuty, vypočtete všechny síly a pohnete s objekty o celou minutu najednou rovně, tak ale v polovině té přeskočené minuty jsou ty síly mírně jiným směrem, než na jejím začátku, a taky se ty planety nepohybují celou minutu rovně, takže postupně akumulujete tuhle (zaokrouhlovací) chybu... (je jedno, jestli hodinu, minutu, vteřinu... stejně se nepohybují celý ten úsek rovně... Ale když chcete počítat tisíce let simulace, dělení méně než na minuty by trvalo příliš dlouho)
Pokoušel jsem se o Riemann integration a o převedení pozic planet do Chebyshev polynomials (aby se dala určit pozice i v průběhu delšího předpočítaného úseku), ale to jsem zatím programově nezvládl, třeba časem...
Poněkud podezírám NASA/JPL, že při jejich výpočtu planet mají předem dané Keplerovy parametry (sklon roviny, perihelium, vzdálenost) těch planet? (Protože v roce cca 800 skokově pohnuli periheliem Neptunu, vypadá to, že mají tabulku, kde má být, a přeskočil z řádku na řádek skokově...) Nevím jistě...
0
0
P.A.Semi 09.10.2018 09:25 Bydliště: Česká republika
77
14
36
P.A.Semi napsal(a):... ale především se točí to magnetické pole ...
Adam napsal(a):Pokud ano (osobně nevím), nemělo by to mít žádné zvláštní důsledky.
Je snad jedno, jestli obíhá částice v magnetickém poli, nebo jestli rotuje to magnetické pole, pro tu částici by to mělo být stejné...
Jenže ta planeta (a tedy i její magnetické siločáry) rotuje o dost rychleji, než ty částice obíhají...
0
0
P.A.Semi 09.10.2018 09:37 Bydliště: Česká republika
77
14
36
Adam napsal(a):... Pouze v jednom případě pohybující se nabité částice v magnetickém poli je Lorentzova síla nulová: Pokud vektor pohybu částice je rovnoběžný s vektorem magnetické indukce.
In a similar way, the Earth's non-uniform magnetic field traps charged particles coming from the sun in doughnut shaped regions around the Earth called the "Van Allen radiation belts", ...
Také jsou na (kolem) rovníku... Ovšem magnetické pole Země vibruje s rotací Země, takže to nejsou nijak přesné tenké disky, ale dost roz-ostřené široké pásy a drží tam jen drobné částice... Jen Saturn je v tomto ohledu perfektně stabilní...
0
0
Adam 09.10.2018 13:42 Bydliště: Praha
5815
563
5854
P.A.Semi napsal(a):Naopak je velmi zajímavé, jaká je gravitace uvnitř objektu...
Tak já nevím, jestli je to zajímavé, ale uvažujete správně - uvnitř objektu gravitace s přibližováním se k těžišti klesá a přímo v těžišti je nulová. To ale mluvíme o gravitačním poli, které vykazuje přímo to těleso,
o jehož nitru se bavíme. Jinak i na nitro takového tělesa pochopitelně působí gravitace od všech okolních těles, ale to asi nemá cenu připomínat. Pak se však nemá cenu nimrat v jeho vnitřku a při diskuzi o "oblaku" hmotných částic můžeme všechny částice vnímat jako celky (mající těžiště - hmotné body) a podléhající zvenku působícím gravitačním polím od ostatních těles.
0
0
Adam 09.10.2018 13:49 Bydliště: Praha
5815
563
5854
P.A.Semi napsal(a):... Nikde není absolutní vakuum, i mezi galaxiemi je prý (dle Crawforda a snad i wiki) cca 1.55 atomů na metr krychlový, ...
Jistě, ale tak pak je potřeba si jen uvědomit, jestli řešíme třeba vzájemné gravitační interakce mezi tělesy,
pro které je velikost a hustota tohoto "neideálního vakua" zanedbatelná, nebo zda řešíme oblak částic,
jejichž velikost už je hodně malá a nutí nás k zamýšlení se nad vlivem těch řídce rozptýlených elementárních části ve "vakuu".
0
0
Adam 09.10.2018 13:57 Bydliště: Praha
5815
563
5854
P.A.Semi napsal(a):... Dělal jsem kdysi podobnou simulaci cca tisíců částic v 3D, třeba s těžkým středem nebo bez, ale vždycky se mi rozutekly pryč, protože se neshlukují (!), ...
V simulátoru se stovkami nebo tisíci částicemi (a s relativně krátkou dobou pozorování) to často vypadá,
že se částice rozutečou pryč, ale to buď bylo něco špatně nastaveno, nebo to chtělo jenom podstatně víc času pozorování a případně jiné měřítko, nebo tam bylo příliš málo částic s malou hmotnostní (mezihvězdný prach). Nakonec se ty částice k barycentru vracejí, shlukují a nabalují na sebe další hmotu. Takto skutečně vznikají třeba planety.
0
1
Adam 09.10.2018 14:12 Bydliště: Praha
5815
563
5854
Adam napsal(a):Pokud ano (osobně nevím), nemělo by to mít žádné zvláštní důsledky.
P.A.Semi napsal(a):Je snad jedno, jestli obíhá částice v magnetickém poli, nebo jestli rotuje to magnetické pole, pro tu částici by to mělo být stejné...
Jenže ta planeta (a tedy i její magnetické siločáry) rotuje o dost rychleji,...
Není to jedno - tady je však důležité uvědomit si, co přesně znamená rotování magnetického pole.
Ta představa, že magnetické pole "rotuje", je pro tuto naší záležitost s prstencem nepodstatná, protože pro magnetismus bývá snad vždy podstatné jen to, jaký je v daném místě vektor magnetické indukce,
tedy jakou má velikost a směr. A třeba jestli se tento vektor na jednom zvoleném místě v čase mění.
Co se týče nějakého bodu na prstenci, hodnota magnetické indukce (i směr jejího vektoru) je stále konstantní. Takže to "rotování" nemá na prstenec žádný vliv.
0
0
Adam 09.10.2018 14:24 Bydliště: Praha
5815
563
5854
P.A.Semi napsal(a):To pole (magnetické siločáry) má nejenom směr, ale i gradient. ... ... ... na diamagnetické předměty, které se pohybují do silnějšího pole ze slabšího, působí síla opačným směrem... ...
To ale do sebe mícháte dvě (nebo tři?) různé věci. Jedna věc je samotné magnetické pole, které je samo o sobě plně charakteristické vektory (nebo čarami) veličiny magnetická indukce B. Druhá věc je pak třeba ta Lorentzova síla, která vzniká v případě, že se elektricky nabitá částice pohybuje příčně (nebo alespoň šikmo) na čáry/vektory té magnetické indukce. A pak je ještě další věc, že diamagnetické materiály vytvářejí své vlastní přesně opačné magnetické pole vůči tomu poli, které na ně zvenčí působí. Což vede k efektu odpuzování.
0
0
P.A.Semi 09.10.2018 16:51 Bydliště: Česká republika
77
14
36
Adam napsal(a):Ta představa, že magnetické pole "rotuje", je pro tuto naší záležitost s prstencem nepodstatná, protože pro magnetismus bývá snad vždy podstatné jen to, jaký je v daném místě vektor magnetické indukce,
tedy...
No to není jediné "podstatné". Není to jednoduché pole vektorů v každém místě jeden izolovaný, má to i gradient (v určitém směru čím dál slabší).
Třeba na téhle stránce http://www.phy6.org/earthmag/mill_5.htm asi uprostřed Fig.9 je vidět, že na povrchu slunce se díky diferenciální rotaci mohou ty magnetické čáry postupně ohnout a zklikatit... (Nevím ale, jak se chovají magnetické siločáry třeba ve vákuu, když magnet rotuje kolem své osy...)
A jestli má význam, že ta částice obíhá kolem planety kolmo na magnetické siločáry, pak je to úplně stejné, jestli se točí magnetické pole kolem (skrz) té částice...?
(jenže asi většina článků o rotujícím magnetickém poli uvažuje ten praktičtější případ, že ten magnet rotuje kolem jiné osy, než své magnetické... nevím teď, jak bych hledal, jaký efekt má, když magnet rotuje kolem své vlastní magnetické osy)
Ohledně Lorentz force - ta má dvě části: F = qE + q(v x B) ... jedna část té síly záleží na vektoru pohybu té částice, a míří v pravém úhlu k tomu pohybu, takže ho točí do kruhu... Máte pravdu, že ta nemá vliv na pohyb směrem mimo rovinu toho prstence, ve směru vektoru B...
A jak píšete "diamagnetické materiály vytvářejí své vlastní přesně opačné magnetické pole vůči tomu poli", tak to je potom ta část síly qE ...?
Čím silnější magnetické pole, tím silnější indukovaná elektřina a opačným směrem k pohybu působící síla, tedy čím víc by se chtělo něco pohybovat ven z prstence z nejslabšího pole (zatímco krouží), tím víc tam bude vraceno...?
0
0
Adam 11.10.2018 02:01 Bydliště: Praha
5815
563
5854
P.A.Semi napsal(a):... Třeba na téhle stránce http://www.phy6.org/earthmag/mill_5.htm asi uprostřed Fig.9 je vidět, že na povrchu slunce se díky diferenciální rotaci mohou ty magnetické čáry postupně ohnout a zklikatit... ...
To souvisí s teoriemi o podstatě cyklického přepólování Slunce a možná tam skutečně k něčemu takovému dochází, ale to už je komplexní děj daný více faktory. Ten tzv. gradient, ať už ho chápete nebo vidíte jakkoli, je pouze důsledkem složeniny více věcí, ale magnetické pole samo o sobě žádnou takovou vlastnost nemá.
0
0
Adam 11.10.2018 02:20 Bydliště: Praha
5815
563
5854
P.A.Semi napsal(a):... pak je to úplně stejné, jestli se točí magnetické pole kolem (skrz) té částice...? ... ... (jenže asi většina článků ... uvažuje ten praktičtější případ, že ten magnet rotuje kolem jiné osy, než své magnetické...)...
V návaznosti na můj předchozí příspěvek znovu připomínám, že to právě není stejné - jestli se pohybuje částice v magnetickém poli, nebo jestli magnetické pole "rotuje" skrz tu částici.
To rotování magnetického pole je představa, která může trochu mást. Hlavně, když si tu představu uděláte jen pomocí několika siločar a pak v myšlenkách pozorujete, jak při rotování pole jednotlivé siločáry tu částici jedna za druhou bičují. Zkuste si však představit velmi husté množství siločar, které se nakonec slijí ve skutečnost, že ta částice zkrátka podléhá magnetickému poli o stále stejném charakteru v tom daném
místě - stále stejnému vektoru magnetické indukce. Stejnému co do velikosti, i směru. V tu chvíli smysl
té představy o rotování zcela odpadá a z pohledu té částice vlastně k žádnému rotování nedochází. V tom daném místě (nebo na té dráze kolem Saturnu) na ní působí stále stejné magnetické pole.
A s tím také souvisí to, proč zřejmě nikdy nenajdete případ třeba klasického tyčového magnetu, který by byl roztočený podle své osy. Z hlediska magnetismu je to pro okolí takto roztočeného magnetu totéž, jako kdyby se neotáčel.
0
1
Adam 11.10.2018 02:47 Bydliště: Praha
5815
563
5854
P.A.Semi napsal(a):... A jak píšete "diamagnetické materiály vytvářejí své vlastní přesně opačné magnetické pole vůči tomu poli", tak to je potom ta část síly qE ...?
Čím silnější magnetické pole, tím silnější indukovaná...
Takhle si to vůbec nevysvětlujte. Tohle jsou jen obecné vztahy, ale pokud jde o reakci materiálu na magnetické pole, chování daného materiálu je výsledkem složitějších jevů odehrávajících se na atomární úrovni. A o těchto jevech se stále dost spekuluje, co se tam vlastně děje, nicméně, přesto máme poměrně dobrou zkušenost s tím, že látky kolem nás jsou:
Paramagnetické - látka pod vlivem cizího magnetického pole slabě generuje své vlastní pole,
které je shodně orientované, což vede k efektu vzájemného přitahování se
(sodík, hořčík, kyslík, vápník, hliník, platina, uran, ...)
Feromagnetické - to je vlastně speciální případ paramagnetismu (i když se to tak neuvádí), protože jde opět
o vytváření stejně orientovaného pole, ale pole vzniká poměrně dost silné, takže pak efekt přitahování můžeme pozorovat i v běžné praxi
(železo, kobalt, nikl a Heuslerovy slitiny)
Diamagnetické - látka pod vlivem cizího pole slabě generuje své vlastní pole, které je opačně orientované,
což vede k efektu odpuzování
(uhlík, síra, měď, vizmut, zlato, voda, ...)
Pro lepší chápání Lorentzovy síly doporučuji její druhý tvar
F = qv × B
kde q je velikost náboje, který se pohybuje rychlostí v v magnetickém poli B.
0
1
P.A.Semi 11.10.2018 17:18 Bydliště: Česká republika
77
14
36
Adam napsal(a):V simulátoru se stovkami nebo tisíci částicemi (a s relativně krátkou dobou pozorování) to často vypadá, že se částice rozutečou pryč, ale to buď bylo něco špatně nastaveno, nebo to chtělo jenom podstatně víc času...
Je také něco jako úniková rychlost, tedy rychlost potřebná na překonání gravitačního vlivu tělesa. Když už je pak dost daleko, je to pole tak slabé, že už ho nezastaví.
Normálně asi pádem "dolu" do gravitačního gradientu nelze získat rychlost potřebnou na uniknutí z něj. Je ale technika, které se říká "gravitational slingshot, gravity
assist maneuver", kterou používají třeba v NASA pro lety ke vzdáleným planetám, že proletí těsně kolem Venuše a "vystřelí" je to dost daleko na to, aby s tím doletěli i mimo sluneční soustavu... (Nevím o tom, že by třeba sondy Pioneer nebo Voyager měly někdy zastavit a vracet se... A myslím (nevím jistě), ale na vlastní pohon už dávno neletí, letí jen setrvačností. Zajímavé je třeba "Pioneer anomaly", že sonda Pioneer prý zpomaluje méně, než by měla - zřejmě protože počítají jen s gravitací Slunce a planet, ale nepočítají s mezihvězdným prachem...??)
Podpořte chod fóra 