Kun avaruudesta tippuu kappale maan päälle ja siitä tulee iso kraateri, niin nykyfysiikan mukaan se energia joka synnyttää sen kraaterin on ilmeisesti tullut tyhjästä. Vai aivan tosissaanko väitetään että maan painovoimakenttä tuntuu vielä jossain 10000 valovuoden päässäkin niin että sieltä maata kohti syöksyvällä kappaleella voidaan sanoa olevan potentiaalienergiaa maan suhteen?
Mikään Newtonin laeissa eikä suhteellisuusteoriassa ainakaan selitä, miten on mahdollista ettei jonkun avaruuden syövereistä maahan syöksyvän kappaleen tekemän kraaterin synnyttänyt energia tullut tyhjästä.
Mikään Newtonin laeissa eikä suhteellisuusteoriassa ainakaan selitä, miten on mahdollista ettei jonkun avaruuden syövereistä maahan syöksyvän kappaleen tekemän kraaterin synnyttänyt energia tullut tyhjästä.
Vastaukset 30
Vanhimmat
Ja Höpsistä!
Ehkä se tulee sen meteorin liike-energiasta. Nyt jotain tolkkua...
Ja mistä se liike-energia tulee? Maapallon gravitaatiokentästä. Puhuit sitten ittes pussiin.
Avaruudessa liikkuu kappaleita suurilla nopeuksilla. Itse asiassa ilmakehään tulevan kappaleen nopeus vain hidastuu kitkan vaikutuksesta. Maapallon gravitaatiolla on hyvin pieni lisävaikutus meteoroidin liike-energiaan.
Jospa opettelisit edes alkeita asioista, joihin otat kantaa. Et nolaisi itseäsi niin pahasti.
Väitätkö että maapallo EI voi vetää puoleensa gravitaatiollaan melko hidasliikkeistä kappaletta niin että syntyy törmäys, jota ei olisi syntynyt maapallon gravitaation ollessa pienempi kuin se on tai 0?
No korvaa sitten maapallo vaikka Jupetrirella tai neutronitähdellä. Jos sitten miellyttää esitys tapa! Tulos on sama: kun kappale kiihtyy sen graviaatiokentässä ja törmää, törmäyksessä vapautuva energia on tullut tyhjästä.
Missä muodossa on sen pienemmän kappaleen energia, joka määrältään vastaa sitä törmäyksessä aikanaan vapautuvaa, silloin kun se kappale on vielä 10000 valuvuoden päässä siitä kappaleesta, minkä gravitaatiokenttään ajauduttuaan se ennen pitkää kiihtyy ja törmää. VASTAA TÄHÄN JOS OSAAT. Ellet vastaa et osaa.
Asiassa ei olisi mitään epäselvyyttä jos kaksi kappaletta vain törmäisivät ilman että gravitaatiolla on osaa tai arpaa. Mutta kun gravitaatio astuu kuvioon syntyy tyhjästä mielivaltainen määrä energiaa, en osaa tätä muuten nähdä tietämykseni pohjalta, ja koska kukaan ei ilmeisesti osaa vastata niin, että vastauksessa osoitettaisiin vääräksi olettamukseni, niin pakko minun on olettaa sen olevan totta.
Liike-energiana.
Ei siitä mitään mielivaltaista määrää synny. F = G x m1 x m2 : r ^2. Tuosta voit laskea, paljonko kappaleen liikemäärä muuttuu gravitaation antaman voiman takia.
Matkan ollessa pitkä, gravitaation tuottamalla voimalla ei ole merkitystä. Avaruudellisissa törmäyksissä kappaleen liike-energia on lähes aina paljon suurempi kuin gravitaation tuottama liike-energian lisäys.
Ok, no mikä energia sitten VÄHENEE samassa suhteessa tuon liike-energian lisääntymisen kanssa? Jos se kerran EI ole potentiaalienergiaa, jota ei 10000 vv päässä gravitaation lähteestä olevalla kappaleella ole sen lähteen suhteen.
1000 vv:n päässä kappaleella on vain sen oma liike-energia. Jos kappale jatkaa matkaansa ilman, että sen liikkeeseen vaikutetaan, ei sen liike-energia muutu mihinkään.
Mikä energia vähenee, kappaleen kiihtyessä gravitaatiossa? No maapallon liike-energia. Samalla voimalla kuin maapallo vetää kappaletta puoleensa, kappale vetää maapalloa vaikuttaen maapallon liikemäärään. Kyllä rekkakin hidastuu, kun kärpänen törmää siihen. Ei tosin kovin paljoa.
Ihan perusfysiikkaa.
Voipi olla perus, mutta se tapa millä se esitetään peruskoulussa on niin sekava, ettei se jää mieleen. Kun Newton tämän sääntönsä kehitti, niin hän ei tiennyt mitään termodynamiikan laeista. Ja vastaavasti termodynamiikan kehittäjät joutuivat miettimään, kumoaako heidän keksintönsä Newtonin kaksintöjä. On huonotasoista opetusta, että nämä aiheet esitellään toisistaan erillään aivan kuten ne eivät liittyisi toisiinsa mitenkään. Se sitten johtaa siihen että peruskoulusta valmistunut voi ihmetellä "miten energia säilyy siinä kun meteori putoaa maahan", kun tätä nimenomaista asiaa ei koskaan selvennetty, vaikka kuinka perusasia onkin. Vähän kyseenalaista olettaa että se pitäisi itse osata päätellä, kun tiedemiehet ovat itsekin käyneet asiasta varmaan intensiivisiä keskusteluja ennen kuin vallalla olevat ratkaisut hyväksyttiin.
Asia on niin yksinkertainen, että se on helposti pääteltävissä jos on edes lukion lyhyen fyssan omaksunut. Tiedemiehet eivät varmasti ole käyneet noin Aku Ankka tason jutusta intensiivisiä keskusteluja. Asia on ihan selvää pässinlihaa.
Peruskoulussa ei tällaisia asioita voi selittää, sillä oletus on etteivät oppilaat siellä osaa riittävästi matematiikkaa ymmärtääkseen oikean fysikaalisen selityksen vaatimaa matematiikkaa koordinaatisto muunnoksineen ja derivaattoineen.
Siispä peruskouluissa ei tällaisia tehtäviä lasketa eikä niitä oleteta osattavan!
Mutta jos uskot itse oppivasi niin googlaa galilein muunnos ja derivaatta ja aloita oppiminen niistä. Jatka sitten gravitaatiolakiin ja integraaleihin, jotta osaat sen gravitaatiovoiman kaavan integroida matkan suhteen oikein laskiessasi voiman tekemää työtä.
http://abitreenit.yle.fi/treenaa
Tuosta linkistä voisi olla apuja myös matematiikan ja fysiikan itseopiskeluun, kuten kunnan kirjastosta löytyvistä lukion oppikirjoistakin.
Noilla etäisyyksillä analyysisi on jo pahasti pielessä:
> Mikä energia vähenee, kappaleen kiihtyessä gravitaatiossa? No maapallon liike-energia.
Maapallon, liikemäärä muuttuu vedon suntaan, sen liike-energian muutos voi olla kumpaan suuntaan tahansa riippuen siitä kumpaan suuntaan se oli ennestään menossa verrattuna nopeuden muutoksen suuntaan. Maapallon like-energia voi siis aivan hyvin kasvaa, ja koska putoamisaika sadan valovuoden päästä on valtava, ehtii maapallon suunuta muuttua moneen kertaan putoamisaikana, maapallon liike-energia keskimäärin ei siis muutu juuri mihinkään auringon havaintokoordinaatistossa.
Yksinkertaisempi esimerkki, kaksi 1 kg kappaletta metrin päässä toisistaan vapautetaan paikaltaan, jolloin keskinäinen gravitaatio saa ne törmäämään toisiinsa. Toisen kappaleen saama liike-energia yhteisen massakeskipisteen havaintokoordinaatistossa ei suinkaan tule toiselta kappaleelta, vaan molempien liike-energia kasvaa ihan samalla vauhdilla.
No tämä taas on täyttä hevonpaskaa. Noin toimivat tiedemiehet ovat dogmaattisia eivätkä siis tieteellisen metodin käyttäjiä.
Tosi tyhmä aloitus. Kyllä kai kaikki avaruudessa leijuvat kivet liikkuvat sen verran lujaa vauhtia että ne palavat maan ilmakehään törmäyksessä koska mikään ei ole jarruttanut niitä avaruudessa ja niillä on ollut paljon aikaa saavuttaa liikenopeutensa gravitaatiossa jota on siellä kaikkialla.
F(r) = G * m1 * m2 * r ^-2
dr * F(r) = F = G * m1 * m2 * r ^-2 * dr
W = integraali r1:stä r2:teen F(r) * dr = -G * m1 * m2 * r1 ^-1 G * m1 * m2 * r2 ^-1
W = G * m1 * m2 * ( r2 ^-1 - r1^-1)
Kun meteoroidi tulee äärettömän kaukaa r1 on ääretön, joten r1^-1 = 0
Silloin gravitaatiovoiman tekemä työ W = G * m1 * m2 * r2 ^-1
ja r2 on maapallon keskisäde, eli noin 6371 km = 6371000 m
https://en.wikipedia.org/wiki/Earth_radius
m2 = 5.9736×10^24 kg http://en.wikipedia.org/wiki/Earth
G = 6.67384 * 10*-11 m^3*kg^-1*s^-2
G*m2 = 398600.4418 km^3*s^-2
Kilogramman meteoroidin saama energian lisäys on siis äärettömän kaukaa maan pinnalle saapuessaan 1 kg * 398600.4418 km^3*s^-2 / 6371 km = 62.5648 kg*km^2 / s^2 = 62 564 800 J
Sama liike-energia kilon massalla olisi silloin jos sen nopeus olisi 11 186 m/s
Todellisuudessa meteoroidilla on liike-energiaa usein kymmenkertainen määrä maahan törmätessään, sehän saa liike-energiaa maan havaintokoordinaatistossa myös auringon gravitaatiosta kaukaa tullessaan.
Lasku on muutenkin vain suuntaa antava, sillä maan havaintokoordinaatisto ei todellakaan ole inertiaalinen tällaisessa tilanteessa, auringon havaintokoordinaatisto olisi jo huomattavasti parempi, mutta törmäyksessä vapautuva energiahan riippuu nopeudesta maan suhteen eikä auringon suhteen, joten koordinaatistomuunnoksessa vaihtuvat sekä nopeudet että liike-energiat, jos maan havaintokoordinaatistoon siirrytään kesken laskelman. Lopputulos riippuu huomattavasti siitä mihin suuntaan maa on matkalla aurinkoa kiertäessään verrattuna siihen mistä suunnasta törmääjä on tulossa. Maan rata nopeus voi suurentaa tai pienentää törmääjän vauhtia koordinaatistoa vaihdettaessa noin 30 000 m/s
Eli huomattavasti enemmän kuin maan gravitaation aikaansama lisänopeus äärettömän kaukaa 11 186 m/s
Newtonin laieilla ei ole mitään tekemistä energian kanssa, joten tietenkään ne eivät selitä mistä energia tulee.
Oikeasti liike-energia on havaintokoordinaatistosta riippuvaa, samoin kuin sen muutoksetkin.
Yhdessä havaintokoordinaatistossa kappaleen vauhti ja liike-energia kasvavat , toisessa pienenevät, ja kolmannessa säilyvät keskimäärin ennallaan. Ja kaikki kolme havaintokoordinaatistoa ovat inertiaalisia. Siispä energia on puhtaasti abstrakti käsite, jolle yrität virheellisesti antaa jotain konkreettista merkitystä jollaista sillä ei fysiikassa todellakaan ole.
Esimerkki, bussi liikkuu suoraa tietä pitkin tasaisella vauhdilla 10 m/s. Nousen etupenkiltä ylös ja kävelen takapenkille, jolle istun alas. keskellä käytävää vauhtini on bussin suhteen vakio 1 m/s. Siispä vauhtini tien suhteen on vakio 11 m/s.
Kuinka paljon liike-energiani kasvoi istumistilanteesta kävelyyn siirtyessäni, kun massani on 80 kg?
delta E_k = 0.5 * 80 kg * (v2^2 - v1^2)
, jossa v2 on nopeuteni kävellessä ja v1 nopeuteni istuessa.
Bussin havaintokoordinaatistossa v2=1 m/s ja v1= 0 m/s, joten delta E_k = 40 Joulea
Tienpinnan havaintokoordinaatistossa v2 = 11 m/s ja v1 = 10 m/s, joten delta E_k = 40 * ( 121 -100) = 840 Joulea.
Sekä 40J että 840 J ovat molemmat täysin oikein laskettu ja vastaavat massalleni voimien tilanteessa tekemää työtä.
Edellisessä laskelmassa lihakseni tekivät koko 40 J työn, jälkimmäisessä laskelmassa taas suurimman osan 840 J työstä teki bussin lattiasta kengän pohjiini kohdistuva kitkavoima. Energia tähän työhön tuli bussin moottorista. Todellakin moottori kulutti kiihdyttäessäni vauhtiani hieman enemmän polttoainetta kuin aiemmin, jos bussi tarkalleen kulki vakio vauhdilla. Lihakseni tekivät tietenkin ihan saman työn molemmissa laskelmissa, 40 J mekaanista ja loppu lämmöksi hyötysuhteen määräämällä tavalla, vaikka minun saama kokonaisenergian lisäys vaihteli tuon 800 J laskelmien välillä.
Tien havaintokoordinaatistoissa lihasvoimani tekemä työ vain jakaantui eri tavalla.
840 J minulle ja -800 J bussille, yhteensä tuon samat 40 J
Kengän pohjistani bussin lattiaan kohdistuva kitkavoima ei tee työtä lainkaan bussin havaintokoordinaatistossa, koska matka on nolla, mutta tien koordinaatistossa bussi liikkuu 10 m/s, joka sekunti matka on metrin, ja voima tekee negatiivista työtä lattialle sillä vaikuttaa vastakkaiseen suuntaan kuin bussi liikkuu.
Fysiikassa työ, energia ja energian muutos voivat kaikki olla negatiivisia yhdessä tai erikseen. Sinä ymmärrät niille jonkin olemattoman konkreettisuuden, jota niillä ei ole.
Hups, meni väärinpäin, laskelmissa nousen takapenkiltä ja kävelen etupenkille, vaikka sanoin juuri päinvastoin.
Mutta E=MC2:han sanoo että kaikkea olemassaolevaa massaa vastaa tietty määrä energiaa. Eikö tämä energia sitten ole "absoluuttisesti olemassa"? Eikö gravitaation (joka siis aiheutuu massasta) ja energian (jota siis gravitaatio lisää kiihdyttäessään kappaleita) välillä ole E=MC2 mukaan joku fundamentaalinen yhteys?
Miksi tähän ei ole vastattu? Kukaan ei osaa? Hienoja "ammattifyysikoita"
Bumb
Oletan että kappaleen energiatiheys on sidoksissa aika-avaruuden rakenteeseen niin, että gravitaation lisääntyessä ja aika-avaruuden venyessä sen sisältämän kappaleen maksimi-energiatiheys vähenee samassa suhteessa kuin gravitaatio lisääntyy. Maata kohti syöksyvän meteoriitin energiatiheys vähenee ja Maapallon kasvaa, lopputuloksena törmäyksessä vapautuva energia johtuu siitä että meteoriitin gravitaatiokenttä häviää sen hajotessa hiekaksi ja Maapallon muuttuneen gravitaatiokentän on palauduttava takaisin, vapauttaen energiaa.
SIIS ONKO TODELLA NIIN, TTÄ KUKAN IHMINEN MAAILMASSA EI TIEDÄ, MITÄ SE E SIINÄ E=MC2:SSA OIKEASTI TARKOITTAA???
Yritätkö vedättää vai näytellä tyhmää ?
Asia on monella tavalla jo edellä selitetty mutta olkoon vielä kerran.
Maakeskeisesti aivan Newtonin peruslakien mukaan kappaleella on sekä liike-että potentiaalienergiaa.
Riittävän kaukana maan vetovoimakentässä kappaleen potentiaalienergia on suuruudeltaan sama kuin ns. pakonopeutta ( 11.2 km/s) vastaava liike-energia ja liike-energiaa, kappaleen ja maan nopeuksien eroa vastaava.
Nämä realisoituvat ja muuttuvat toiseen muotoon kappaleen maanpintaan törmättyään (huomioiden tietysti myös ilmakehän osuus), joten mitään ylimääräistä tai ilmaista energiaa ei liikkeestä ja törmäyksestä löydy.
Kappaleen sisäisen energiatason muutosta tuskin kysymykselläsi hait, joten aineen hajoamisesta tai fuusioitumisesta törmäyksessä mahdollisesti vapautuva energia voitanee jättää ulkopuolelle.
Älä huuva. Energiaa se tarkoittaa.
Ei siinä mitään tyhmää tarvitse näytellä, kun ketjussa on esitetty sellaisenaan keskenään ristiriidassa olevia väittämiä. Ymmärsin nyt mistä on perimmiltään kysymys, mutta miksi sitten aiemmin väitettiin ettei energiaa ole "oikeasti" olemassa? Totta kai jos sanotaan että energian määrä/olemassaolo riippuu havaitsijasta mutta että kaikki aine on kuitenkin pohjimmiltaan energiaa se hämmentää jokaista. Aine kun ei tuosta vaan katoa havaitsijoiden positioista riippuen. Silloin vain aineena oleva energia olisi oikeasti olemassa ja energiaksi muututtuaan aine saattaisi kadota. Olisi todella mukavaa, jos tällaiset asiat viitsittäisiin käsitellä peruskoulussa, niin ei tarvitsisi hämmentyä ja ahdistua ymmärryksensä puutteesta. Käytännössä peruskoulun fysiikanopetukseen käytetyt resurssit menee nykyään täysin hukkaan, koska asiat käsitellään niin yliyksinkertaistetusti, ettei niiden avulla voi juui ymmärtää maailmankaikkeuden toimintaa täysin kouluttamatonta ihmistä paremmin (kouluttamattomatkin ihmiset osaavat käyttää esim. vipuvartta!). Kun asiat käsiteltäisiin painopisteenä maailmankaikkeuden&todellisuuden rakenteen, logiikan ja olemuksen ymmärtäminen, jäisivät asiat hyvin mieleen, nyt ne unohtuvat nopeasti fiksummaltakin. Itselläni oli vielä n. 22-vuotiaana niin että minulle jos joku puhui jotain jostain Newtonin mekaniikasta tai sähkömagneettisesta induktiosta niin jouduin sanomaan että sori mutta aihe ei ole minulle tuttu. Vaikka niistä puhuttiin yläasteella, ne olivat unohtuneet jo muutaman kuukauden päästä peruskoulun loppumisesta, kun ei ollut mitään kiintopistettä, mihin ne suhteuttaa ja yhdistää.
Voiman ja vastavoiman laista... wikipedian mukaan sen on todistettu pätevän "kaikissa vuorovaikutusilmiöissä", kysyisin vaan, miten sen on voitu todistaa pätevän heikon ja vahvan vuorovaikutusvoiman kohdalla? Minkälaisella kokeella se voidaan osoittaa, ja, miten se ylipäänsä ilmenee niissä, kun nämä voimat ovat luonteeltaan ihan erilaisia kuin gravitaatio tai sähkömagnetismi?