Андрій Новосьолов (andrzejn) wrote,
Андрій Новосьолов
andrzejn

Categories:

Центробежная сила

Сотни, если не тысячи фантастов вслед за Циолковским изображали в своих произведениях гигантские космические корабли и орбитальные станции, в которых подобие тяготения создаётся центробежными силами за счёт вращения корпуса корабля. И почти все допускали в своих описаниях одну и ту же ошибку.

Вот один из классических примеров (А. Кларк. "Свидание с Рамой"):
Сначала она шла строго по прямой, постепенно перемещаясь вдоль оси Рамы. Отдалившись на двести-триста метров, Джимми бросил педали; странно было видеть аппарат явно аэродинамических форм недвижно висящим в воздухе Такое случилось, пожалуй, впервые за всю историю авиации, разве что в ограниченных масштабах тот же эффект наблюдался на самых крупных космических станциях.

- Ну и как, слушается? - осведомился Нортон.

- Маневренность неплохая, устойчивость так себе. Но я догадался, в чем дело, - здесь "Стрекоза" ничего не весит. Лучше спуститься километром ниже...

- Постой, постой, а не опасно ли это?

Потеряв высоту, Джимми утратит главное свое преимущество. Пока он держится точно на оси, он - и "Стрекоза" вместе с ним - остаются полностью невесомыми. Он может зависнуть на месте, не затрачивая усилий, может при желании даже поспать. Но едва он сдвинется с оси вращения Рамы, вновь неизбежно проявится действие центробежной силы. И потому, если он не сумеет держаться на заданной высоте, он будет падать - и в то же время набирать вес. Процесс пойдет с нарастающей скоростью и закончится скорее всего катастрофой.
Заметили, в чём дело? Нет?

Центробежная сила отличается от гравитации тем, что это не поле, действующее по всему пространству. Искусственное центробежное "тяготение" действует только на предметы, каким-то образом увлекаемые вращающимся корпусом и движущиеся по окружности вместе с ним. Только так! Иными словами, пока вы стоите на внутренней поверхности Рамы (или подпрыгиваете, но не очень высоко) - вас прижимает к ней. Когда вы висите во внутреннем пространстве - не важно, возле оси или вдали от неё - вы находитесь в невесомости. Вращение корпуса влияет на вас только опосредованно, через движение слоёв воздуха, увлекаемых корпусом. Но воспринимать вы это будете просто как ветер в невесомости, а не как тяготение. Да и на поверхности, кстати, ощущение будет отличаться от гравитационного - не равномерное притяжение к поверхности всех частей тела, а всего лишь давление поверхности на подошвы.

Кстати, в сооружениях типа Рамы - одна большая вращающаяся полость - будут постоянно дуть кориолисовы ветры из-за того, что при одинаковой угловой скорости вращения линейная скорость воздуха на разном расстоянии от центра должна быть разной, а в газовой среде добиться подобной равномерности нереально. Возле оси будет крутиться непрерывный продольный вихрь.

Когда же фантасты начинают рассказывать о медленно растущей центробежной силе в вакууме, это вообще не поддаётся научному обоснованию.
Subscribe

  • Последовательный материализм

    Одиннадцать лет назад я прочитал в посте https://rikki-t-tavi.livejournal.com/732805.html об интересном эксперименте: тщательно отслеживать у себя…

  • О нишевых ароматах

    Хранитель Запахов наклонился к шкафу и сунул большой чёрный ключ в замочную скважину. Он несколько раз повернул ключ. Дверцы шкафа длинно заскрипели…

  • Они не со зла

    Наблюдение организатора событий (я их сейчас организую сразу несколько разных, а ещё есть другие знакомые организаторы). Люди сейчас очень…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 10 comments

  • Последовательный материализм

    Одиннадцать лет назад я прочитал в посте https://rikki-t-tavi.livejournal.com/732805.html об интересном эксперименте: тщательно отслеживать у себя…

  • О нишевых ароматах

    Хранитель Запахов наклонился к шкафу и сунул большой чёрный ключ в замочную скважину. Он несколько раз повернул ключ. Дверцы шкафа длинно заскрипели…

  • Они не со зла

    Наблюдение организатора событий (я их сейчас организую сразу несколько разных, а ещё есть другие знакомые организаторы). Люди сейчас очень…