Гравитационна прашка

[Владислав]

Здравейте, 

Бихте ли обяснили същността на ефекта "гравитационна прашка", при който движещи се в космоса тела се ускоряват от гравитацията на планети.

Кои физични закони пораждат това ускорение?

[makebulgar]

Действа закона за всеобщото привличане, тоест действа гравитацията. Тя ускорява движещия се към планетата обект, и в зависимост от ъгъла и скоростта на преминаване покрай планетата центробежните сили го изхвърлят в съответната посока с по-висока скорост от първоначалната. 

[laplandetza]

Мисля , не е така. При излизане от <орбита> * т.е преминаване отвъд съответната космическа скорост, скаларната скорост няма как да е по голяма от тази на <навлизане>, ако се ползва само гравитац. ефект.  В случая за ускорението, повишена абсолютна стойност, ако е възможно и необходимо и посоката, на скорост, се ползва орботалното движение на космич. обект/планета, ест. спътник, то дава необходимия импулс, енергия.

[Joro-01]

Лапландецът е прав. Използва се енергията на орбиталното движение. Пример - отиваме на Марс. Мого ктуално сега. Марс е на по-външна орбита, искаме да спестим гориво, а трябва да си добавим енергия. Обикаляме земята (увеличаваме орбитата при всяка обиколка за наша сметка) по такъв начин, че посоката ни да съвпадне с посоката на движение на земята около слънцето. Тогава моментите се сумират (получаваме ((добавяме) импулс (тласък)) от орбиталното движение на земята към кораба. Когато са противоположни можем да се забавим. Трябва да го направим ако се връщаме от Марс. В противен слчай ако не ни хване гравитацията и няямаме гориво за следваща манева, ще останем да се въртим в орбита около слънцето.

https://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_assist#/media/File:Grav_slingshot_diag.svg

 

 

Редактирано Септември 9, 2016 от Joro-01

[Владислав]

 

1 hour ago, Joro-01 said:

Обикаляме земята (увеличаваме орбитата при всяка обиколка за наша сметка) по такъв начин, че посоката ни да съвпадне с посоката на движение на земята около слънцето. Тогава моментите се сумират (получаваме ((добавяме) импулс (тласък)) от орбиталното движение на земята към кораба. Когато са противоположни можем да се забавим. Трябва да го направим ако се връщаме от Марс. В противен слчай ако не ни хване гравитацията и няямаме гориво за следваща манева, ще останем да се въртим в орбита около слънцето.

https://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_assist#/media/File:Grav_slingshot_diag.svg

 

 

Такъв ли е случаят с Аполо 13 и Луната?

[makebulgar]

енергията на орбиталното движение си е функция от гравитацията и скоростта, тъй че всичко зависи от закона за всеобщото привличане и от скоростта на движение, съответно от центробежните сили...

[Joro-01]

Преди 6 часа, Владислав said:

 

Такъв ли е случаят с Аполо 13 и Луната?

Би трябвало. Системата Земя - Луна има общ център на тежестта около който се движи, така че ефектът е налице.

[Гагов]

Преди 22 часа, Joro-01 said:

Лапландецът е прав. Използва се енергията на орбиталното движение. Пример - отиваме на Марс. Мого ктуално сега. Марс е на по-външна орбита, искаме да спестим гориво, а трябва да си добавим енергия. Обикаляме земята (увеличаваме орбитата при всяка обиколка за наша сметка) по такъв начин, че посоката ни да съвпадне с посоката на движение на земята около слънцето. Тогава моментите се сумират (получаваме ((добавяме) импулс (тласък)) от орбиталното движение на земята към кораба. Когато са противоположни можем да се забавим. Трябва да го направим ако се връщаме от Марс. В противен слчай ако не ни хване гравитацията и няямаме гориво за следваща манева, ще останем да се въртим в орбита около слънцето.

https://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_assist#/media/File:Grav_slingshot_diag.svg

Не е така, нали коръбът вече си има моментът на въртене от въртенето на земята около слънцето, за да използват ефекта на гравитационната прашка, космонавтите трябва да доближат примерно луната и тя като прихване коръбът им със луната си гравитация, да го развърти като прашка около земята. Така ще се сумират импулсите от ротацията на коръбът около земята развъртян от ротацията на луната около земята, и собственият импулс на коръбът отпреди да бъде прихванат от лунната гравитация.

Цитирай

 

 

 

Редактирано Септември 10, 2016 от Гагов

[Joro-01]

Мисля, че и по моя начин ще се получи. Корабът има момента от орбиталното въртене, но зависи кога ще напусне земната орбита. В единия полупериод ще обави, а в другия ще се извади момент.

Ето как е зползвал гравитационна помощ (асистенция) Филе (мисия Розета - за кометата Чурюмов-Герасименко)

 

 

[Гагов]

Преди 11 часа, Joro-01 said:

Мисля, че и по моя начин ще се получи. Корабът има момента от орбиталното въртене, но зависи кога ще напусне земната орбита. В единия полупериод ще обави, а в другия ще се извади момент.

Ето как е зползвал гравитационна помощ (асистенция) Филе (мисия Розета - за кометата Чурюмов-Герасименко)

 

 

виждаме че коръба напуска всяка една орбита когато е в афелий, най отдалеченото трасе от орбитата си около слънцето, но тогава пък орбиталната скорост е най малка. Смятам че не може да се добави допълнителен импулс по този начин, само се улеснява отдалечаването на коръбът от слънцето. Тоест това да става с по малък разход на гориво. Ако напуска в перихелий, най близкото трасе от орбитата около слънцето, тогава пък ще има по голяма скорост понеже неговата ще се сумира с тази на перихелият която е по висока от тази на афелият, така че май е все едно, но не съм сигурен, може и да има печелене на енергия, някой спец астронавт няма ли в този форум ?

[Joro-01]

Да, обаче силата на притегляне намалява правопропоционално на квадрата на разстоянието. Въщност като се замислиш няма как да бъде иначе. Импулсът от тдуго тяло, корабът може да получи и в перихелий, но ще се изрази като отклонение и увеличаване на скоростта. И като се отдалечи виждаш че напуска орбита. Имаше и такава асистенция в клипа.

[Малоум 2]

Преди 13 минути, Joro-01 said:

Да, обаче силата на притегляне намалява правопропоционално на квадрата на разстоянието. Въщност като се замислиш няма как да бъде иначе. Импулсът от тдуго тяло, корабът може да получи и в перихелий, но ще се изрази като отклонение и увеличаване на скоростта. И като се отдалечи виждаш че напуска орбита. Имаше и такава асистенция в клипа.

Мисля, че си искал да кажеш: "намалява с квадрата на разстоянието"(Закон за обратните квадрати - при централни сили).

Скоростта е и вектор - при промяна на ускорението за принудително движение по крива, се придобива нова скорост (нова посока на скоростта) - наслагването на векторите показва каква. "Принудата" е грави полето на тялото, използвано за прашка. В линковете по-горе - има картинка със скоростите.

...

[Joro-01]

А лот ъф тенкс!

Точно, друже, това исках да кажа, моя грешка. Да, вектор е. Има големина и посока. Щом има друга скорост, значи имаме ускорение

Редактирано Септември 11, 2016 от Joro-01

[Гагов]

Преди 10 часа, Joro-01 said:

Да, обаче силата на притегляне намалява правопропоционално на квадрата на разстоянието. Въщност като се замислиш няма как да бъде иначе. Импулсът от тдуго тяло, корабът може да получи и в перихелий, но ще се изрази като отклонение и увеличаване на скоростта. И като се отдалечи виждаш че напуска орбита. Имаше и такава асистенция в клипа.

Все едно е, дали ще получи ракетата допълнително външно ускорение от придаденият и импулс вследствие от ротация в перихелий, или ще е необходима по малка тяга за да избяга от афелия. Но това означава че силите на гравитационното поле са неконсервативни

[Малоум 2]

Преди 11 часа, Гагов said:

Все едно е, дали ще получи ракетата допълнително външно ускорение от придаденият и импулс вследствие от ротация в перихелий, или ще е необходима по малка тяга за да избяга от афелия. Но това означава че силите на гравитационното поле са неконсервативни

По принцип - напълно изолирани (затворени) системи, няма. Винаги съществуват някакви загуби при взаимодействия - полеви - част от фотоните напускат системата, а при превръщания - може и да се поглъщат фотони от извън системата. Има външно въздействие. Трябва да се прави баланс - теоретично, за да можем да ползваме "0" в уравненията. (в детайли, на микро-ниво - всички сили са консервативни)

Силно забележими са загубите при процес "триене" и има напускане-излъчване на ИЧЛъчение. Но, ЗЗЕ - отчита и това, и се спазва законът. Трудността за предвидимост на загуби идва от това, че не е възможно да се направи тотално-общо измерване на всичко, що е участник в експеримент.

...

[Гагов]

Преди 9 часа, Малоум 2 said:

По принцип - напълно изолирани (затворени) системи, няма. Винаги съществуват някакви загуби при взаимодействия - полеви - част от фотоните напускат системата, а при превръщания - може и да се поглъщат фотони от извън системата. Има външно въздействие. Трябва да се прави баланс - теоретично, за да можем да ползваме "0" в уравненията. (в детайли, на микро-ниво - всички сили са консервативни)

Силно забележими са загубите при процес "триене" и има напускане-излъчване на ИЧЛъчение. Но, ЗЗЕ - отчита и това, и се спазва законът. Трудността за предвидимост на загуби идва от това, че не е възможно да се направи тотално-общо измерване на всичко, що е участник в експеримент.

...

Случаят с гравитационната прашка обаче недвусмисленно показва че гравитационните сили са неконсервативни, а не както пише в учебниците че те били консервативни сили. Но само гравитацията ли е неконсервативна сила, защо и не електромагнитната например, там е работата че ние почти нищо не знаем за това що е то поле. Няма напълно затворени системи , всичко обменя някаква енергия с околното пространство, това е ясно. 

[laplandetza]

<<<...... Случаят с гравитационната прашка обаче недвусмисленно показва че гравитационните сили са неконсервативни, а не както пише в учебниците че те били консервативни сили. ........>>

 

Не следва това. Виж какво казва сегашният приет теоретичен модел на ОТО, сделан от твоят любимец  Айнщайн.

[Малоум 2]

Преди 21 часа, Гагов said:

Случаят с гравитационната прашка обаче недвусмисленно показва че гравитационните сили са неконсервативни, а не както пише в учебниците че те били консервативни сили. Но само гравитацията ли е неконсервативна сила, защо и не електромагнитната например, там е работата че ние почти нищо не знаем за това що е то поле. Няма напълно затворени системи , всичко обменя някаква енергия с околното пространство, това е ясно. 

Прочети линка който си дал.

В консервативно поле - работата по затворена крива е равна на нула.

При "прашка" - се ползва промяна на скоростта при незатворена крива. Идеята е да се насочи движението на тялото до такава част от крива, че да се промени исканият ъгъл на отклонение преди ефективно и след ефективно действие на грави поле на някое масивно тяло (без да се внася енергия от двигатели). По възможност да се ползва скорост на "падане" на тялото към масивното и тая скорост да е достатъчна да го "измъкне по допирателната" от грави полето на тежкото тяло.

Така, "прашката" няма отношение към консерватизмът на гравитационното поле. Не е задача-тест за консерватизъм.

...

[Гагов]

Преди 2 часа, Малоум 2 said:

Прочети линка който си дал.

В консервативно поле - работата по затворена крива е равна на нула.

При "прашка" - се ползва промяна на скоростта при незатворена крива. Идеята е да се насочи движението на тялото до такава част от крива, че да се промени исканият ъгъл на отклонение преди ефективно и след ефективно действие на грави поле на някое масивно тяло (без да се внася енергия от двигатели). По възможност да се ползва скорост на "падане" на тялото към масивното и тая скорост да е достатъчна да го "измъкне по допирателната" от грави полето на тежкото тяло.

Така, "прашката" няма отношение към консерватизмът на гравитационното поле. Не е задача-тест за консерватизъм.

...

Не е така, при прашка се печели енергия, но работата по затворена крива остава  защото корабът преминава на по външна орбита, а тя е затворена крива, и то с по малък разход на енергия, това означава недвусмисленно че се извършва работа по затворена крива и то от гравитационите сили 

[Joro-01]

Преди 20 минути, Гагов said:

Не е така, при прашка се печели енергия, но работата по затворена крива остава  защото корабът преминава на по външна орбита, а тя е затворена крива, и то с по малък разход на енергия, това означава недвусмисленно че се извършва работа по затворена крива и то от гравитационите сили 

 Виж видеото. Печели се. Но може и да се загуби ако това е целта или нито едното и нито другото.

slingshot (англ.) - изстрел от прашка

Редактирано Септември 13, 2016 от Joro-01

[laplandetza]

Преди 2 часа, Гагов said:

Не е така, при прашка се печели енергия, но работата по затворена крива остава  защото корабът преминава на по външна орбита, а тя е затворена крива, и то с по малък разход на енергия, това означава недвусмисленно че се извършва работа по затворена крива и то от гравитационите сили 

 

Объркваш се , така според мен.

Ако допуснем неподвижно масивно тяло в слънчевата система, например Слънцето.Тяло със скорост се движи по направление към съседна на слънцето звезда. Векторната скорост му се променя, но то продължава, подминава Слънцето. Имаме промяна в скорост/посока, но това не се случва чрез обмяна на импулс, няма сила, няма енергиен обмен , така е според О.Т.О.

[Doris]

Щом скоростта на едно тяло се променя по големина и/или посока, значи има ускорение, следователно има и сила, която му действа. И няма как да е иначе, защото всички маси си взаимодействат чрез гравитацията.

Скороста освен че има големина и посока, както отбеляза Малоум е относителна величина, както и всички други величини, свързани с движението. За това, за да сме точни винаги трябва да кзваме спрямо каква отправна система разглеждаме движението.

On 9.09.2016 г. at 18:48, laplandetza said:

... При излизане от <орбита> * т.е преминаване отвъд съответната космическа скорост, скаларната скорост няма как да е по голяма от тази на <навлизане>, ако се ползва само гравитац. ефект.

Това е вярно за отправна система, свързана с източника на гравитационното поле, например с планета, в близост до която преминава космически апарат с изключени двигатели (Розета).  Гравитационното поле е консервативно, но  тази консервативност се проявява в неподвижна спрямо неговия източник отправна система.

On 9.09.2016 г. at 18:48, laplandetza said:

.... В случая за ускорението, повишена абсолютна стойност, ако е възможно и необходимо и посоката, на скорост, се ползва орботалното движение на космич. обект/планета, ест. спътник, то дава необходимия импулс, енергия.

Второто изречение е вярно в хелиоцентрична отправна система. В тази отправна система големината на скоростта на приближаване към планетата ще се различава от големината на скоростта на отдалечаване заради движението на планетата.

Спътникът  в тази отправна система променя кинетичната си енергия "при излизане" заради въздействието на движещата се планета.

 

 

Редактирано Септември 13, 2016 от Doris

[Малоум 2]

Преди 12 часа, Doris said:

Щом скоростта на едно тяло се променя по големина и/или посока, значи има ускорение, следователно има и сила, която му действа. И няма как да е иначе, защото всички маси си взаимодействат чрез гравитацията.

Скоростта освен че има големина и посока, както отбеляза Малоум е относителна величина, както и всички други величини, свързани с движението. За това, за да сме точни винаги трябва да казваме спрямо каква отправна система разглеждаме движението.

Това е вярно за отправна система, свързана с източника на гравитационното поле, например с планета, в близост до която преминава космически апарат с изключени двигатели (Розета).  Гравитационното поле е консервативно, но  тази консервативност се проявява в неподвижна спрямо неговия източник отправна система.

Второто изречение е вярно в хелиоцентрична отправна система. В тази отправна система големината на скоростта на приближаване към планетата ще се различава от големината на скоростта на отдалечаване заради движението на планетата.

Спътникът  в тази отправна система променя кинетичната си енергия "при излизане" заради въздействието на движещата се планета.

 

 

Да, това (болднатото) съм го пропуснал, а фактически е най-често срещаната грешка - в разсъжденията:  да се подменят мислено тълкуванията на резултатите, като се мисли от една гледна точка, а изводите - са за друга гледна точка.

Редактирано Септември 14, 2016 от Малоум 2

[Малоум 2]

Преди 15 часа, Гагов said:

Не е така, при прашка се печели енергия, но работата по затворена крива остава  защото корабът преминава на по външна орбита, а тя е затворена крива, и то с по малък разход на енергия, това означава недвусмисленно че се извършва работа по затворена крива и то от гравитационите сили 

Сам казваш, че са РАЗЛИЧНИ затворени криви?!. Между тях съществува потенциална разлика от гравитационно поле - затова може да се "печели-губи" енргия при едноактна разходка между двата потенциала.

Но - движение по затворен контур в гравитационно поле - в тая "задачка" - няма. Пак:  - не е тест за консервативност.

...

[Гагов]

Преди 19 часа, Малоум 2 said:

Сам казваш, че са РАЗЛИЧНИ затворени криви?!. Между тях съществува потенциална разлика от гравитационно поле - затова може да се "печели-губи" енргия при едноактна разходка между двата потенциала.

Но - движение по затворен контур в гравитационно поле - в тая "задачка" - няма. Пак:  - не е тест за консервативност.

...

В учебниците пише че консервативни сили са тези, чиито енергии на тяло поставено в такова поле, не зависи от траекторията им в това поле, а само от началното и крайното им положение в полето. В случая с прашката това не е така и показва че енергията на ракетата зависи от траекторията и пътят и в полето на слънцето.