σε μια ταλάντωση που γίνεται υπό την επίδραση δύναμης της γενικής μορφής F(x) αλλά δεν είναι αρμονική, από ποιά σχέση δίνεται το πλάτος της ταλάντωσης; και ποιά σχέση μας δίνει την περίοδό της; Ισχύει η σχέση T=2π/ω και η Τ=1/f όπως στον αρμονικό ταλαντωτή;
Για να μην ξεστρατίσουμε πάλι στη συζήτηση, ας οριοθετήσουμε από την αρχή για ποιο πράγμα μιλάμε. Να υποθέσω ότι μιλάμε για ένα βαθμό ελευθερίας; Δηλ. αυτό το χ δείχνει π.χ. την απομάκρυνση από τη μέση θέση ισορροπίας ενός σωματίου πάνω σε μια ευθεία είτε π.χ. τη γωνία που σχηματίζει με την κατακόρυφο ένα εκκρεμές; Να υποθέσω επίσης ότι μιλάμε για απλή αρμονική ταλάντωση με μια μόνο συχνότητα; Μιλάμε επίσης επίσης για εκπεφρασμένη εξάρτηση της δύναμης από τον χρόνο ή μόνο από την θέση ή και από την ταχύτητα; Η δύναμη F είναι συντηρητική και συνεπώς διατηρεί την ενέργεια ή όχι; Οι γενικότητες στην προσέγγιση του θέματος σταματούν στην αρχική διαφορική εξίσωση md^2(x)/dt^2 = F(x,t). από κει και πέρα οι λύσεις της και η μορφή για το πλάτος εξαρτώνται από την συγκεκριμένη F(x,t).
Οι σχέσεις ω=2π/Τ ή f=1/T είναι απλά ταυτολογίες, δεν έχουν να κάνουν με τη φυσική της δύναμης F.
Οι σχέσεις ω=2π/Τ ή f=1/T είναι απλά ταυτολογίες, δεν έχουν να κάνουν με τη φυσική της δύναμης F.
Gia arxh, ayto poy leei o Nikos einai apolyta sosto. Oi sxeseis aytes isxyoyn panta.
nik-athenian wrote:
Να υποθέσω ότι μιλάμε για ένα βαθμό ελευθερίας; Δηλ. αυτό το χ δείχνει π.χ. την απομάκρυνση από τη μέση θέση ισορροπίας ενός σωματίου πάνω σε μια ευθεία είτε π.χ. τη γωνία που σχηματίζει με την κατακόρυφο ένα εκκρεμές;
Etsi opos to exei diatyposei o kostas to problhma milame gia ayto akribos to pragma.
nik-athenian wrote:
Να υποθέσω επίσης ότι μιλάμε για απλή αρμονική ταλάντωση με μια μόνο συχνότητα; Μιλάμε επίσης επίσης για εκπεφρασμένη εξάρτηση της δύναμης από τον χρόνο ή μόνο από την θέση ή και από την ταχύτητα; Η δύναμη F είναι συντηρητική και συνεπώς διατηρεί την ενέργεια ή όχι; Οι γενικότητες στην προσέγγιση του θέματος σταματούν στην αρχική διαφορική εξίσωση md^2(x)/dt^2 = F(x,t). από κει και πέρα οι λύσεις της και η μορφή για το πλάτος εξαρτώνται από την συγκεκριμένη F(x,t).
Sthn sygkekrimenh erotish toy kosta, anaferomaste se dynamh poy einai synarthsh mono ths 8eshs, dhladh mia F(x) h opoia sth genikh ths morfh mporei na dosei kai mh armonikh talantosh. Apo thn stigmh poy to problhma einai monodiastato kai h dynamh einai synarthsh ths 8eshs mono, tote h dynamh ayth einai syntiritikh kai prokiptei apo dynamiko V(x)=-int{F(x) dx} poy einai apla to oloklhroma ths synarthshs F(x). Ayto shmenei oti mporoyme na oloklhrosoyme ton nomo toy neytona m d^2 (x)/dt^2 = F(x) => m du/dt = F(x) => m u du/dt dt/dx = F(x) => mu du/dx = F(x) => 1/2 mu^2 = -V(x) + Eo => 1/2 mu^2 + V(x) = Eo poy einai to oloklhroma ths energeias.
Apo to oloklhroma ths energeias 8a paroyme to oloklhroma dt ={(2/m) (Eo-V(x))}^(-1/2) dx => T = 2 Int[{(2/m) (Eo-V(x))}^(-1/2) dx] me oria oloklhroshs apo to ena akreo shmeio ths talantoshs os to allo (endexomenos na xriazete kai katallilh prosarmogh to proshmo mprosta apo thn ekfrash giati kseforto8ika atsala to tetragono ths taxythtas).
Βασικά nik_athenian ο Vagelford πιστεύω ότι κατάλαβε που το πηγαίνω από προηγούμενή μας συζήτηση. Αναρωτήθηκα τί είδους κίνηση θα έκανε ένα σωματίδιο μέσα σε ένα μή περιστρεφόμενο άστρο που καταρρέει υπό την επίδραση της βαρύτητας του αλλά θεωρητικά μπορεί να κινείται ελεύθερα κατά μήκος του άξονα y ας πούμε (δηλ. με έναν βαθμό ελευθερίας) κατά μήκος του ενός πόλου του άστρου προς τον άλλο.
Πρώτα θεώρησα: α)(συζητώντας με τον Vagelford) ότι το σωματίδιο αυτό θα εκτελεί μή αρμονική κίνηση επειδή θα κινείται μόνο υπό την επίδραση του βάρους του. Συνεπώς F=1/r^2.
Επομένως η περιοδός του θα δίνεται από την σχέση:
T = 2 Int[{(2/m) (Eo-V(x))}^(-1/2) dx] όπως μου ανέφερες σωστά;
το πλάτος της ταλάντωσης όμως;
και τέλος ποιά θα είναι η θέση ισορροπίας του σωματιδίου σε μια τέτοια περίπτωση; στο κέντρο του άστρου έτσι;
Αν όμως θεωρήσουμε ότι β) το άστρο καταρρέει υπότην συνισταμένη της επίδρασης του βάρους του, την πίεση της βαρύτητας των υπερκείμενων στρωμάτων και μιάς αρνητικής πίεσης (λόγω της αρχής της απροσδιοριστίας) τότε σε αυτή την περίπτωση ποιά θα ήταν η περίοδος της μή αρμονικής ταλάντωσης και ποιό το πλάτος της;
Kosta, afoy h dynamh einai syntiritikh to platos ths talantoshs 8a eksartate apo thn arxikh 8esh toy somatidioy kai tipota allo (8eorontas oti ksekiname me mhdenikh arxikh taxythta). Apo ekei kai pera h periodos ths talantoshs mporei na ypologistei apo th sxesh T = 2 Int[{(2/m) (Eo-V(r))}^(-1/2) dr] opoy to dynamiko 8a einai ths morfhs 1/r. Gia paradeigma an 8eorisoyme to aplo montelo ths katareyshs mias sfairikhs katanomhs skonhs me omogenh pyknothta ρ kai kapoias arxikhs aktinas Ro, tote to platos ths talantoshs 8a einai profanos Ro kai opos mporei na ypologistei apo ton parapano typo o xronos katareyshs (na ftasoyn ola ta somatidia sto r=0) 8a einai t=(3π/32Gρ)^(1/2) kai h periodos ths talantoshs 8a einai T=2t=(3π/8Gρ)^(1/2) . Dhladh mesa se mia periodo ola ta somatidia 8a exoyn katareysei kai to astro (h epifaneia toy) apo thn aktina r=Ro 8a exei ftasei se aktina r=0 kai ta somatidia 8a exoyn arxisei pali na apomakrinonte logo adranias apo to r=0 mexri se xrono t=T na exoyn ftasei pali se aktina r=Ro (prosoxh 8elei edo to gegonos oti ston xrono poy ypologisame to astro exei ektelesei mia periodo, eno to ka8e somatidio mish, afoy briskete sthn diametrika anti8eth 8esh apo aythn poy ksekinise). (Edo kano pali mia paren8esh na 8imiso oti se periptosh poy to astro einai statiko, ta somatidia gia kapoio logo dhladh krationte akinhta sth 8esh toys, kai mas endiaferei na doyme ti talantosh 8a kanei ena somatidio poy afinete na pesei eley8ero apo thn epifaneia toy astroy pros to kentro, tote h talantos h 8a einai gramikh armonikh talantosh giati h dynamh 8a einai ths morfhs F(r)=-kr gia toys logoys poy anafer8ika kai alloy - klino thn paren8esh).
Δηλαδή Vagelford η σχέση T = 2 Int[{(2/m) (Eo-V(r))}^(-1/2) dr] ισχύει για την περίπτωση όπου ο αστέρας καταρρέι (κάθε σωματίδιο του αστέρα) μόνο και μόνο υπό την επίδραση του βάρους του έτσι; Θεωρούμε ότι σ'αυτή την περίπτωση η συνισταμένη πίεση (των υπερκείμενων στρωμάτων και οποιασδήποτε άλλης αρνητικής πίεσης είναι μηδέν Δp=0).
Συγγνώμη που επιμένω αλλά στην περίπτωση που θεωρήσουμε ότι ο αστέρας καταρρέει υπό την επίδραση του βάρους του κάθε φλοιού, τη βαρυτική πίεση των υπερκείμενων στρωμάτων και κάποιας μορφής αρνητικής πίεση -p (λόγω της αρχής της απροσδιοριστίας) τότε τί μορφή παίρνει η παραπάνω σχέση για την περίοδο; ποιά θα είναι σ'αυτή την περίπτωση η περίοδος της ταλάντωσης Τ=2π/ω και ποιό το πλάτος της α;
Την εργασία την έριξα μια ματιά αλλά απ'ότι κατάλαβα είναι αρκετά εξειδικευμένη. Εγώ όμως ενδιαφέρομαι για μια πιο χονδρική ματιά αυτής της περίπτωσης. Ίσως με κάποιες σχέσεις πιο γενιικής μορφής (όπως αυτές που διατύπωσες για την περίπτωση του αστέρα που καταρρέει μόνο υπό την επίδραση του βάρους των στρωμάτων του).
Εν τέλει θα προτιμούσα μια πιο απλουστευμένη νευτώνεια προσέγγιση του θέματος (αν είναι δυνατόν) για να καταλάβω σε γενικότερες γραμμές ποιά είναι η λογική με την οποία θα εξάγονται σ'αυτή την περίπτωση οι σχέσεις για την περίοδο και το πλάτος της ταλάντωσης.
Λοιπόν Vagelford το διάβασα και έχω μερικές απορίες (ίσως και ανόητες)
1. Η μικρές παύλες πάνω από το σύμβολο της πυκνότητας και της δύναμης για παράδειγμα σημαίνουν μέση πυκνότητα και μέση δύναμη για παράδειγμα;
2. Τί είναι ο μέσος αδιαβατικός εκθέτης;
3. Με την άνωση εννοείται στην εργασία κάθε είδους αρνητική πίεση;
4. Στην σελίδα 12 το R με τις δύο τελείες από πάνω του τί σημαίνει;
5. Το ω^2 δεν είναι η γωνιακή ταχύτητα της ταλάντωσης στη σχέση (2.2);
6. Την περίοδο ταλάντωσης του καταρρέοντος άστρου (του κάθε σωματιδίου του από R=Ro σε R=0 και επιστροφή σε R=Ro) θα την βρώ αν αντικαταστήσω στον τύπο 2π/ω το ω^2 της σχέσης (2.2);
7. ποιό θα είναι το πλάτος της ταλάντωσης όμως σ'αυτή την περίπτωση;
Μάλλον Vagelford θα πρέπει να αρχίσεις να με χρεώνεις για τα διαδικτυακά μαθήματα φυσικής που μου παραδίδεις.
Στην περίπτωση που εξετάζουμε Vagelford (άστρο που καταρρέει υπό την επίδραση μιας συνιστάμενης δύναμης ΣF, δηλ το βάρος του κάθε φλοιού, την πίεση των υπερκείμενων στρωμάτων και τυχόν αρνητικές πιέσεις (δυνάμεις άνωσεις)) ο μέσος αδιαβατικός εκθέτης είναι μικρότερος από 4/3 έτσι;
και οδηγούμαστε σε μια ταλάντωση με εκθετική αύξηση διαταραχών.
αυτό το παλλόμενο αστρικό μοντέλο μας θα πάλλεται επ'άπειρον;
με όλο και μεγαλύτερο πλάτος;
Σου θυμίζω ότι συνεχίζω να έχω ως σημείο αναφοράς την συζήτηση που κάναμε σε προηγούμενο θέμα σχετικά με το τελείως υποθετικό αστρικό μοντέλο που τα σωματιδιά του περνάν "σα φαντάσματα" όπως είπες και εσύ απ΄το κέντρο του άστρου κατά τη διάρκεια της ταλάντωσης. οι σχέσεις στην σελίδα 11,12 της εργασίας ισχύουν σε μια τέτοια περίπτωση έτσι;
Προσπαθώ να βάλω σε τάξη μέσα στο μυαλό μου αυτά που αναφέρεις.
Κατέληξα στα ακόλουθα συμπεράσματα και θα ήθελα αν σου είναι εύκολο να επιβεβαιώσεις του λόγου το αληθές.
1. Οι σχέσεις, T=2t=(3π/8Gρ)^(1/2),T = 2 Int[{(2/m) (Eo-V(r))}^(-1/2) dr] ισχύουν ανεξάρτητα του τρόπου κατάρρευσης του άστρου, εννοώντας ότι είτε το άστρο καταρρεύσει μόνο και μόνο λόγω του βάρους του κάθε φλοιού (Δp=0) είτε και λόγω μιάς συνισταμένης δύναμης θετικών και αρνητικών δυνάμεων οι παραπάνω σχέσεις ισχύουν.
2. Το πλάτος ταλάντωσης όπως μου ανέφερες για την πρώτη περίπτωση είναι α=Ro αλλά δεν μου ανέφερες ποιό θα είναι το πλάτος της ταλάντωσης στην δεύτερη περίπτωση και από ποιόν τύπο δίνεται (στην δεύτερη περίπτωση).
3. Το μέσο βάρος στη σελίδα 11 της εργασίας εννοείται η συνισταμένη όλων των δυνάμεων που τείνουν να συρρικνώσουν το άστρο σε ένα σημείο;
α. Αν ο αστέρας καταρρεύσει βαρυτικά εκτελώντας ελεύθερη πτώση (τα σωματίδιά του) δηλαδή αν θεωρήσουμε όπως λες και συ ότι δεν υφίσταται καμμιά άλλη πίεση, τότε η περίοδος του άστρου δίνεται από τον τύπο T=2t=(3π/8Gρ)^(1/2) και το πλάτος της ταλάντωσης είναι α=Ro όπως έγραψες και σύ. Ο κάθε φλοιός του αστέρα σ'αυτή την περίπτωση θα κινηθεί αυστηρά και μόνο υπό την επίδραση του βάρους του.
β. Αν ο αστέρας καταρρεύσει βαρυτικά κάτω υπό την επίδραση μιας συνολικής δύναμης F(r) λαμβάνοντας όμως αυτή την φορά υπόψην τις πιέσεις προς τα κάτω και προς τα άνω (δυνάμεις άνωσεις) τότε η περίοδος δίνεται από την σχέση Τ=2π/sqrt4πG[Γ-(4/3)]ρ. Το πλάτος της ταλάντωσης υποθέτω ότι θα είναι και πάλι α=Ro.
Πάντως και στις δύο περίπτώσεις θα έχουμε μη αρμονική ταλάντωση των σωματιδίων του αστέρα.
ακόμη περιμένω την απάντησή σου vagelford. η ερώτησή μου είναι:
στην περίπτωση που θεωρήσουμε ότι ο αστέρας καταρρέει υπό την επίδραση του βάρους του κάθε φλοιού, τη βαρυτική πίεση των υπερκείμενων στρωμάτων και κάποιας μορφής αρνητικής πίεση -p (λόγω της αρχής της απροσδιοριστίας) τότε τί μορφή παίρνει η παραπάνω σχέση για την περίοδο; ποιά θα είναι σ'αυτή την περίπτωση η περίοδος της ταλάντωσης Τ=2π/ω και ποιό το πλάτος της α;
nik_athenian αν μπορείς βοήθα και συ.
Όταν η πίεση είναι μηδέν, δηλαδή τα στρώματα του άστρου καταρρεύσουν υπό την επίδραση του βάρους τους και εκτελέσουν ελεύθερη πτώση τότε η περίοδος μου διευκρίνισες ότι είναι:
αυτή την περίπτωση την ξεκαθάρισες. Όμως θα σου ήμουν ευγνώμον αν μπορούσες να μου απαντήσεις και στην παραπάνω ερώτηση. η εργασία που με παρέπεμψες δεν με βοήθησε και πολύ δυστυχώς στο ερώτημά μου. Υπάρχει λόγος που σου κάνω αυτή την ερώτηση!