作者cog5566 (刃之56)
看板ask-why
标题Re: [钩沈] 近光速的太空旅行,回球後儿子比你老?
时间Fri Oct 30 01:20:52 2009
: 推 caseypie:你没错,因为你提到了重力,那是时空曲率 10/29 12:41
: → caseypie:这是广相说的:把所有的加速度都当成非欧座标的转换结果 10/29 12:41
: → caseypie:如果要讨论加速度的影响,必须实际引入广相来计算 10/29 13:13
: → caseypie:而计算结果会和狭相完全一样,亦即此部份影响被抵销 10/29 13:14
: → caseypie:详细的辩证可看http://0rz.tw/WNyRZ,爱氏的第一手说明 10/29 13:15
: → caseypie:这是实际面的问题,而在狭相里,只讨论没有重力的宇宙 10/29 13:16
我大概知道您的意思了。
在无重力引入的情况下,加速座标系就一定测的到假力。
但是引入重力之後,测到假力因为等效原理,也不能断定是否在加速座标系中。
这样的话我想结合以下的推文(也是我最大的疑问),再次澄清两个问题。
: 推 HuangJC:电梯的问题,我不认为完全等同於座标系加速.人的感受会有差 10/29 22:19
: → HuangJC:举联结车为例,有三节车厢,每车厢有动力,和全部动力集中车 10/29 22:20
: → HuangJC:头,这一定会有差,差别就在内部应力是车头拉扯车身.. 10/29 22:20
: → HuangJC:座标系加速..除非能把力送入每个最微观的粒子里,否则人在 10/29 22:21
: → HuangJC:电梯里还是感受地板推人,脚底推膝盖,膝盖推腰,腰推头的力 10/29 22:21
: → HuangJC:且依此看,上升和下降也会不同;上升有应力,下降是自由落体 10/29 22:23
如果考虑实际的情况(就是有重力的世界)。
问题一:加速座标系一定测的到假力吗?
问题二:测到假力可以断定这是加速座标系吗?
关於问题一我想问额外延伸的问题,也是H大推文说的东西。
Q:一个处於加速座标系的系统,是否会因情况不同,可能测得到或是测不到假力?
皮肤内有感觉受器,所以我们可以感觉到加速时的惯性力。
而火箭中可以测到惯性力,也是因为我们使用了像加速计这样的装置做测量。
所以把情况简化一下,如下
假想把质量为m的A, B两物体中间以弹簧连接。
如图:
┌──┐ ┌──┐
│ A │\/\/\/\/\/│ B │
└──┘ └──┘
m m
考虑下面两种情况:
情况1
此系统处於太空某处失重状态,
有一外力2F由A的左侧推动,提供加速度的动力。
┌──┐ ┌──┐
2F→│ A │\/\/\/\/\/│ B │
└──┘ └──┘
m m
在此系统达到稳定之後可测得其加速度a = 2F/2m = F/m
并以此加速度算得A, B 各得到向右的合力F,且弹簧受力F。
在这种情况下,系统内的太空人可以藉由弹簧的变形量来计算目前的加速度。
就可知整个系统现在是否处於加速度座标系中。
情况2
此系统处於某星球的重力圈中,此重力圈的重力加速度正好等於情况1的a。
此时A和B都因有质量m,而获得了m*a = F 的外力,并有同样的加速度a。
┌──┐ ┌──┐
│ A │\/\/\/\/\/│ B │ o <- Star X
└──┘→F └──┘→F g = a
m m
在这种情况下,弹簧应该是不会变形的,因为A和B各自得到了F。
而不是如情况1靠弹簧提供B的推进力。
也就是是测不到惯性力。
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所以旁观者角度观察,这两种情况都是此系统有着向右的加速度a。
但是以系统中的太空人来说,却是一个有测到惯性力,一个没有。
所以差别是在重力吗?
因为重力可以让系统中的每一个"质点"都受到重力场牵引。
所以质点的推进力不是来自隔壁的质点,因此测不到惯性力?
那回到刚刚的问题:
一个处於加速座标系的系统,是否会因情况不同,可能测得到或是测不到假力?
这边我有点搞不太清楚了。
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◆ From: 116.59.11.85
1F:推 HuangJC:电梯上升和下降不同,下降是失重,和太空状态比较像;除非电 10/30 02:39
2F:→ HuangJC:梯加速下降,然後你鞋子又抹强力胶黏在地板上;不然你一浮起 10/30 02:39
3F:→ HuangJC:来就不受电梯力,而地球重力的确可以把力'匀'入全身粒子 10/30 02:40
4F:→ HuangJC:美国太空人的失重模拟就是开飞机到高空熄火做自由落体 10/30 02:41
5F:→ HuangJC:另外在高空跳伞(未开伞前)也是近於失重,但很容易感到差别 10/30 02:41
6F:→ HuangJC:因为风会吹你的脸..这些空气粒子并没随你一起受G力下降 10/30 02:42
7F:→ HuangJC:必需要在密闭空间内一起下降,那真的就难感到差别了 10/30 02:43