Полет к Луне как часть большой перспективы

[Caleb]

вопрос здесь с позиции самой теормеханики

да и вы ее не знаете.
вы не отличаете поступательное от вращательного движения.

Если к вращающемуся ротору перпендикулярно прицепить палку и на конце палки прикрепить арбуз
арбуз будет вращаться, повернутым к ротору одной стороной и ротор будет для арбуза осью вращения
и никаких других осей вращения у арбуза не существует

У арбуза есть центр масс, свободный арбуз может вращаться только вокруг своего центра масс.
вот когда этот арбуз будет вращаться тогда у него и появиться ось вращения.

А палка с арбузом, это единое тело, которое, как говорил ранее как движется и поступательно так и вращается.
т.е. вокруг ротора движется тело палка-арбуз.
с точки зрения динамики нужно смотреть на центр масс тела палка-арбуз.
ибо при вращении ЦЕНТР МАСС остается на месте, и не движется, то это вращение вокруг оси.
а центр масс "палка-арбуз" ДВИЖЕТСЯ
значит это и поступательное движение тоже

[elektricity]

У арбуза есть центр масс, свободный арбуз может вращаться только вокруг своего центра масс.
вот когда этот арбуз будет вращаться тогда у него и появиться ось вращения.

А палка с арбузом, это единое тело, которое, как говорил ранее как движется и поступательно так и вращается.
т.е. вокруг ротора движется тело палка-арбуз.
с точки зрения динамики нужно смотреть на центр масс тела палка-арбуз.
ибо при вращении ЦЕНТР МАСС остается на месте, и не движется, то это вращение вокруг оси.
а центр масс "палка-арбуз" ДВИЖЕТСЯ
значит это и поступательное движение тоже

палка, в данном случае, то, что удерживает арбуз(можно представить как шнурок)
в случае луны, это баланс между гравитационным притяжением земли и орбитальной скоростью луны
как луна привязанная притяжением вращается вокруг земли, повёрнутая к неё одной стороной
так и арбуз на палке(шнурке) вращается вокруг ротора, повернутый к нему одной стороной
и ни о каких собственных осях вращения у арбуза и у луны, с позиции теормеханики речи идти не может

[Caleb]

палка, в данном случае, то, что удерживает арбуз(можно представить как шнурок)

это разные разделы механики " твердого тела" и механика "гибкой нити".
но суть в данном случае не изменится, если арбуз вращать на нити, то его центр масс будет двигаться, а это уже поступательное движение тоже.

в случае луны, это баланс между гравитационным притяжением земли и орбитальной скоростью луны
как луна привязанная притяжением вращается вокруг земли

В случае Луны, гравитация действует на каждую частицу независимо, и поэтому Луна, в отличии от арбуза на нити, будет совершать ТОЛЬКО поступательное движение, а вращаться не будет.
А арбуз скорее всего будет И вращаться тоже
Или мяч

это очень интересный эксперимент, который наглядно демонстрирует разницу между поступательным и вращательным движением.

Если вы привяжете мяч к верёвке и начнёте его вращать, в большинстве случаев мяч будет вращаться вокруг своей оси — из-за трения, неидеальности верёвки и случайных толчков. Но теоретически и практически можно добиться почти чистого поступательного движения. Вот как.

🎯 Теоретический способ: "привязать" так, чтобы верёвка не передавала вращение

В идеализированной модели, если верёвка прикреплена к мячу абсолютно неупруго и ровно в его центре масс, и если нет никаких боковых сил, то при закручивании верёвки мяч будет поступательно двигаться по кругу, оставаясь в одной и той же ориентации в пространстве.

Как это представить: Мяч — это космический аппарат, а верёвка — трос. Если прикрепить трос к центру масс объекта, то при раскручивании аппарат не будет вращаться. Он будет совершать движение, как Луна в несинхронном случае (если бы она не вращалась).

Но в реальной жизни есть два серьёзных препятствия.

🧪 Практическое решение: "шарнир" вместо жёсткой привязки

Если просто привязать верёвку к мячу узлом, мяч почти всегда будет немного вращаться из-за асимметрии приложения силы.

Лучший способ: Использовать верёвку, которая прикреплена не к поверхности, а проходит сквозь ось мяча (как верёвка через шарик для пинг-понга на нитке). Тогда:

· Мяч может свободно вращаться вокруг этой оси или оставаться неподвижным.
· Тяга верёвки приложена к центру масс, создавая только центростремительное ускорение, но не момент сил.

Такой фокус легко проделать с пластиковым шаром, проткнув его спицей, а верёвку привязав к этой спице. При вращении шар не будет вращаться вокруг своей оси (если не закрутить его отдельно).

🛰️ Реальный пример из космонавтики: гравитационный маневр без вращения

В космосе спутники иногда «нанизывают» на трос (эффект «орбитального лифта», системы «тросовые связки»). Если трос прикреплён к центру масс, спутник может двигаться по орбите, не вращаясь (условно говоря, поступательно), и показывать Земле разные стороны. Это используется в проектах типа YES (Young Engineers' Satellite) и экспериментах с тросовыми системами на МКС.

Однако из-за градиента гравитации (приливных сил) такой спутник через некоторое время самопроизвольно начнёт вращаться, стремясь к синхронному положению. Это одна из проблем при проектировании тросовых систем.

💡 Так почему же Луна вращается синхронно, а не поступательно?

Именно потому, что Луна не привязана верёвкой к центру масс. Она «привязана» гравитацией, которая приложена ко всем её частям одновременно, но из-за приливного воздействия Земли несимметрично. В результате возник вращающий момент, который за миллиарды лет «раскрутил» Луну до синхронного вращения. Поступательное движение без вращения в поле центральной силы — крайне неустойчиво для неточечного (имеющего размер) тела. Малейшая асимметрия порождает вращение.


Таким образом, вы можете привязать мяч так, чтобы он не вращался (эксперимент с верёвкой через ось).
Но в космосе, на орбите, без постоянной коррекции такое состояние быстро разрушится из-за приливных сил. Природа «выбирает» синхронное вращение как энергетически минимум для спутников на близких орбитах. Именно поэтому Луна показывает нам одно лицо, а не поступательно проносится разными боками.

,

повёрнутая к неё одной стороной
так и арбуз на палке(шнурке) вращается вокруг ротора, повернутый к нему одной стороной
и ни о каких собственных осях вращения у арбуза и у луны, с позиции теормеханики речи идти не может

Естественно ось вращения тел это воображаемая линия, а не материальная.

[elektricity]

это разные разделы механики " твердого тела" и механика "гибкой нити".
но суть в данном случае не изменится, если арбуз вращать на нити, то его центр масс будет двигаться, а это уже поступательное движение тоже.

В случае Луны, гравитация действует на каждую частицу независимо, и поэтому Луна, в отличии от арбуза на нити, будет совершать ТОЛЬКО поступательное движение, а вращаться не будет.
А арбуз скорее всего будет И вращаться тоже
Или мяч

нету разницы между вращательным движением арбуза привязанного на нитке к ротору
и вращательным движением луны по своей орбите вокруг земли
в данном случае все точки как и земли, так и арбуза движутся по окружностям
центры которых лежат на оси вращения
для арбуза это ротор, вокруг которого он вращается
а для луны сама земля, через которую и проходит её луны ось вращения
при чем ось вращения луны не совпадает с осью вращения земли
наклонённой на 24 градуса к перпендикуляру эклиптики
но перпендикулярна орбите, по которой вращается сама луна
о поступательном движении в обеих случаях речь не идёт
так как точки обеих тел не движутся по прямой линии, а описывают круговое движение

[Caleb]

нету разницы между вращательным движением арбуза привязанного на нитке к ротору
и вращательным движением луны по своей орбите вокруг земли

как уже сказал три раза, у нити с арбузом прежде всего есть ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ.
поймите разницу между поступательным и вращательном движении

о поступательном движении в обеих случаях речь не идёт

Идет, ибо движется центр масс

[elektricity]

как уже сказал три раза, у нити с арбузом прежде всего есть ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ.
поймите разницу между поступательным и вращательном движении

Идет, ибо движется центр масс

при чём тут центр масс, почитайте хотя бы определения:

Вращательное движение — это вид механического движения, при котором все точки твёрдого тела описывают окружности, центры которых лежат на одной прямой — оси вращения

Поступательное движение — это такой вид механического движения твердого тела, при котором любая прямая линия, проведенная внутри этого тела, остается параллельной своему начальному положению

при движении арбуза или луны такой параллельной линии не проведёшь, так как объект движется по кругу
что ж тут не понятного ..

[Caleb]

при чём тут центр масс,

При том, это главный ориентир.
если сила проходит через центр масс движение будет только поступательным

Если линия действия внешней силы (или равнодействующей всех внешних сил) проходит через центр масс (ЦМ) твердого тела, то такое тело движется исключительно поступательно.

Почему так происходит?

1. Отсутствие вращательного момента: Момент силы
   . Если сила проходит через центр масс, плечо равно нулю
   
   следовательно, момент силы равен нулю. Нет момента — нет углового ускорения, тело не вращается.
2. Движение как материальной точки: Согласно теореме о движении центра масс, тело движется так, как двигалась бы материальная точка с массой всего тела, к которой приложена эта сила.
3. Поступательное движение: При поступательном движении все точки тела двигаются одинаково (по одинаковым траекториям с одинаковыми скоростями).

почитайте хотя бы определения:

Вот вы и почитайте и думайте

Вращательное движение — это вид механического движения, при котором все точки твёрдого тела описывают окружности, центры которых лежат на одной прямой — оси вращения

Поступательное движение — это такой вид механического движения твердого тела, при котором любая прямая линия, проведенная внутри этого тела, остается параллельной своему начальному положению

при движении арбуза или луны такой параллельной линии не проведёшь, так как объект движется по кругу
что ж тут не понятного ..

Как ты вообще веревку к арбузу присобачишь ?
или у тебя деревянный арбуз ?
если привязать, тем не менее веревку к центру арбуза, то все точки арбуза будут двигаться ОДИНАКОВО.
а вот если к краю.
то линии разных точек будут РАЗНЫЕ, разные окружности, разного радиуса.
это будет смешанное движение И поступательное ( движется центр арбуза) и вращательное вокруг центра арбуза его периферийной части.

[elektricity]

При том, это главный ориентир.
если сила проходит через центр масс движение будет только поступательным

Если линия действия внешней силы (или равнодействующей всех внешних сил) проходит через центр масс (ЦМ) твердого тела, то такое тело движется исключительно поступательно.

Почему так происходит?.
Отсутствие вращательного момента: Момент силы
Если сила проходит через центр масс, плечо равно нулю
следовательно, момент силы равен нулю. Нет момента — нет углового ускорения, тело не вращается.
Движение как материальной точки: Согласно теореме о движении центра масс, тело движется так, как двигалась бы материальная точка с массой всего тела, к которой приложена эта сила.
Поступательное движение: При поступательном движении все точки тела двигаются одинаково (по одинаковым траекториям с одинаковыми скоростями)

так ведь вращательный момент присутствует, арбуз то вращается по кругу

Как ты вообще веревку к арбузу присобачишь ?
или у тебя деревянный арбуз ?
если привязать, тем не менее веревку к центру арбуза, то все точки арбуза будут двигаться ОДИНАКОВО.
а вот если к краю.
то линии разных точек будут РАЗНЫЕ, разные окружности, разного радиуса.
это будет смешанное движение И поступательное ( движется центр арбуза) и вращательное вокруг центра арбуза его периферийной части.

веревка, в данном случае то, что не дает арбузу оторваться и улететь
а для луны веревкой служит земное притяжение
мы же здесь говорим о вращении тела по кругу, всегда одной стороной обращенного к центру
такой центр и будет осью вращения этого тела
но никоим образом не ось вращения в самом теле
и это очень просто доказать

[Caleb]

так ведь вращательный момент присутствует, арбуз то вращается по кругу

Арбуз движется поступательно по кругу, а не вращается.

веревка, в данном случае то, что не дает арбузу оторваться и улететь
а для луны веревкой служит земное притяжение

Притяжение действует на каждую точку тела, а веревка может быть привязана одному месту.
и от этого места зависит какое будет движение.
при гравитации -только поступательное, а от веревки и плюс вращательное вокруг центра масс тела.

[elektricity]

Арбуз движется поступательно по кругу, а не вращается.

почему же не вращается, если им вращают
и что тогда вообще вращается ..

Притяжение действует на каждую точку тела, а веревка может быть привязана одному месту.

а почему нельзя привязать сразу к нескольким местам ?.

[Werty1383]

мух дрессируете ?
Зачем мухе облетать апельсин ? Что бы стать бессмертной ? Стала ?
апельсин меньше Земли, но дело тут в ином принципе полета, в космосе полет за счет инерции и гравитации.
а в атмосфере благодаря крыльям ( двигателям)

Нет, не дрессирую
речь о пропорциональности радиусу земли, и высоте МКС
Что такое 300 км в сравнении с 6 тыс км радиуса?
Что такое достижение человечества?
Полеты до сих пор затратны и опасны.
соотношение груза к топливу растет по экспоненте
смысл?
Бог уже предложил жительство на небесах, и указал Путь

[Caleb]

почему же не вращается, если им вращают
и что тогда вообще вращается ..

Им не врашают, а едят.

а почему нельзя привязать сразу к нескольким местам ?.

Как ? Всё равно будет играть главную роль первое крепление близкое к человеку

[Caleb]

Нет, не дрессирую
речь о пропорциональности радиусу земли, и высоте МКС
Что такое 300 км в сравнении с 6 тыс км радиуса?

О том и речь, сила гравитации одна и та же.
что на поверхности Земли, что на высоте плюс 300 км.
поэтому ни от какой земной гравитации спутник Земли не освобождается.
тем не менее, это пусть ближний, земной космос, но космос.
поэтому возможно движение по принципам небесной механики.
Искуственный спутник Земли, это именно что спутник что вращается вокруг Земли так же как естественный спутник Луна.
на высоте 300 км, спутник немного будет тормозиться остатками атмосферы, но вот выше, полет более свободный.
вот 2 спутник США летает по сей день

В отличие от первых советских спутников, быстро сгоревших в атмосфере, «Авангард-1» продолжает находиться на высокой эллиптической орбите: от 650 до 3800 км от Земли. По прогнозам специалистов, спутник будет оставаться на орбите ещё многие сотни, если не тысячи лет^[4].

Первый КК Ссср имел орбиту 300 км, Восток-1
Восток 2-6 200 км, Восход 1 повыше 400, Восход -2 в апогее около 500 км.
Спейс шаттл США летал на 500 км.
некоторые космические корабли КК Джемини на высоту в апогее 750 км и 1350.
беспилотный КК Аполон 4 и 6 летали на высоту около 20 000 км

Есть однако высотные спутники, на высоте 36 000, что бы вращаться вместе с Землей

Геостационарные спутники (ГСС) — это искусственные спутники, вращающиеся вокруг Земли над экватором на высоте около 35 786 км, оставаясь неподвижными относительно поверхности Земли. Их угловая скорость совпадает со скоростью вращения Земли (период 23 часа 56 минут 4 секунды). Они используются для постоянного спутникового телевидения, связи и мониторинга погоды

Но, заметьте разницу между высокой башней и спутником.
дело не только в том, что высокую башню выше 1 км не построишь, а ином принципе.
высотные этажи башни держатся опорой, что являются ранние этажи, первый этаж фундаментом башни, а он держится поверхностью Земли.
а спутник Земли ничего не держит.

но КК не летают высоко еще и из-за радиации

Радиационный пояс в первом приближении представляет собой тороид, в котором выделяются две области:

• внутренний радиационный пояс на высоте ≈ 4000 км, состоящий преимущественно из протонов с энергией в десятки МэВ;
• внешний радиационный пояс на высоте ≈ 17 000 км, состоящий преимущественно из электронов с энергией в десятки кэВ.

Поэтому оказалось что такой мощный корабль как Аполлон и не нужен, ибо долго летать высоко и нельзя из-за радиации.

но из-за этого и возникает идея полета к Луне.
если нельзя долго летать выше 500 км, то можно полететь дальше, к Луне на краткое время, быстро пролететь радиационные пояса Земли, и в целом быть в космосе недолго,1-2 недели .

Что такое достижение человечества?

Они есть, особенно последние 300 лет.
но согласен, люди недостаточно умны для освоения мира.
и это показывает и данная тема, мы про арбуз не можем понять почему арбуз вращается.
однако, и сам мир имеет такое качество, в нем много хаоса, а не космоса ( порядка).

Полеты до сих пор затратны и опасны.
соотношение груза к топливу растет по экспоненте
смысл?

Жить на Земле вообще опасно.
есть авиакатастровы, дтп автомобилей.
Я выше приводил статистику космических катасроф.
Аполлон-1, Шаттл Челленджер, Колумбия, КК Союз-1,Союз-11
Они происходили на Земле или атмосфере Земли.
но в делом, после полета Аполон-1, серьезных аварий не было.
авария на Аполлоне-13 не привела к катастрофе.
корабли Союз и ракета Союз, после Союз-11 достаточно надежны.
есть аварийная система
Авария Союз 18

Союз-18-1» или «Союз-18А» — пилотируемый космический корабль. Ввиду аварии носителя корабль вынужденно выполнил суборбитальный полёт. В источниках стал упоминаться как «18-1» или «18А» много позже, после предания аварии гласности. Номер 18 был присвоен следующей успешной миссии.

Корабль «Союз-18-1» стартовал с космодрома Байконур 5 апреля 1975 года. Миссия — доставка экипажа на станцию «Салют-4» (второе посещение).

Из-за отказа третьей ступени полёт закончился в аварийном режиме. На 261-й секунде полёта по программе должно было произойти отделение второй ступени ракеты, однако это не случилось, ракету стало раскачивать^[1]. Сработала автоматическая система отделения возвращаемого аппарата от ракеты^[2].

Спейс шаттл 133 успешных полетов из 135.
меньше 1% катастрофы.
на автомобиле человек не ездил бы с такой вероятностью
Хотя если далеко ехать

Вероятность автомобильной аварии — это статистически высокий риск, составляющий примерно 1 случай на 1600 км пути, или около 0,29% на 1000 миль

Но США от Спейс шаттла после аварии Колумбии в 2003 и отказались.
шаттлы летали до 2011.
в пользу еще более безопасных проектов.

[Caleb]

Нет, не дрессирую
речь о пропорциональности радиусу земли, и высоте МКС
Что такое 300 км в сравнении с 6 тыс км радиуса?
Что такое достижение человечества?
Полеты до сих пор затратны и опасны.
соотношение груза к топливу растет по экспоненте
смысл?
Бог уже предложил жительство на небесах, и указал Путь

У вас три разные претензии
1. космические полеты низкие
2. Опасны
3. Не богоугодны


Но, и низкие космические полеты, это именно что космические полеты.
и полет к Луне, на расстоянии 400 000 км, это весьма высокий полет.
и достаточно безопасный, по форме траектории ( облет), по двигателям ( двигатели спейс шаттла).
и жить на Земле вообще опасно.
Бог изгнал людей из Рая, и на Земле полно естественных опасностей стих.бедствия, микробы, дикие звери.
но даже если человек построит цивилизацию на основе техники, опасность будет от самой техники.
Ибо несовершенство мира есть на уровне самой физики.
вы например на автомобилях разъезжаете, что опасно.
И к Богу есть разные пути, через искусство, философию, или вот через космонавтику.

[Caleb]

почему же не вращается, если им вращают
и что тогда вообще вращается ..



а почему нельзя привязать сразу к нескольким местам ?.

Вот кстати Земля, хотя и вращается вокруг своей оси, но 1 сутки, а ее "вращение" т.е. движение, вокруг Солнца 365 суток.
и от того, каким боком Земля обращена к Солнцу, будут разные сезоны, времена года на Земле.
при этом положении Земли не меняется с точки зрения ее центра.