Skoči do sadržaja

DEFINICIJA GRAVIFUGALNE SILE

15.09.2020.

Petar Bosnić Petrus

DEFINICIJA GRAVIFUGALNE SILE

Gravifugalna sila, Fgf  je jedna od centrifugalnih sila koja nastaje tamo gdje, u procesu rotacije ili orbitiranja, gravitacija ima funkciju centripetalne sile. Gravifugalna sila nastaje kod rotacije nebeskih tijela oko vlastite osi, kod orbitiranja jednih nebeskih tijela oko drugih, kod orbitiranja umjetnih tijela (raketa, satelita ili svemirskih stanica) oko Zemlje, a i kod rotacije prstena u gravitacijskom polju.

U slučajevima u kojima gravitacija ima funkciju centripetalne sile, gravitaciju zovemo gravipetalnom silom, Fgp.

Druga važna stvar.

Gravifugalna sila nastaje u slučajevima tzv. „normalne akceleracije“, tj. takve kod koje gravipetalna sila djeluje okomito na pravac kretanja orbitirajućeg tijela i ne mijenja mu brzinu, nego samo pravac njegovog kretanja, kojeg zakrivljuje i zatvara u kružnicu (ili elipsu). Masa orbitirajućeg tijela opire se promjeni pravca kretanja, a njen otpor manifestira se kao gravifugalna sila. Gravifugalna sila je, dakle, manifestacija inercije rotirajuće ili orbitirajuće mase, koja se očituja kao otpor promjeni pravca kretanja, kojeg uzrokuje gravipetalna sila.

Dalje

Budući da je gravifugalna sila, Fgf reakcija na djelovanje gravipetalne sile, Fgp, (Newton 3), onda je o gravifugalnoj sili nužno govoriti kao o pseudosili, koja uvijek ima isti pravac djelovanja kao fundamentalna, gravipetalna sila, ali suprotan smjer.

Korak unatrag.

Kod rotacije čvrstog tijela (solid body, ili, lat. corpus solidum i soliditas – čvrstoća), obje sile: centrifugalna i centripetalna (koje mi zovemo solidofugalnom i solidopetalnom) su pseudosile i uvijek su jednako velike i proporcionalne su brzini rotacije, v.

Jednadžba za izračunavanje veličine solidopetalne i solidofugalne sile je Huygensova jednadžba:

F = mv2/r

Dalje.

Kod rotacije nebeskog tijela ili kod orbitiranja neke mase u gravitacijskom polju nekog nebeskog tijela, a i kod rotiranja prstena u gravitacijskom polju postoje neke sličnosti, ali i neke bitne razlike u odnosu na rotaciju čvrstog tijela.

Evo tih sličnosti i razlika:

Gravifugalna i gravipetalna sila također su uvijek jednake veličine, kao i solidopetalna i solidofugalna kod rotacije čvrstog tijela (Newton 3), ali je njihova veličina obrnuto proporcionalna brzini rotacije, ili orbitiranja, što se vidi iz Newton-Huygensove jednadžbe koja otkriva njihovu veličinu.

F = GMm/R2 – mv2/R

Gdje je G gravitacijska konstanta, M masa nebeskog tijela; m masa orbitirajućeg tijela; R udaljenost od središta ili težišta Zemlje; a v je brzina orbitirajuće mase.

Jednadžba pokazuje da se s povećavanjem brzine rotacije, v, veličina obiju sila, Fgf i Fgpsmanjuje. Smanjenje se najprije očituje kao smanjenje težine tijela, odnosno promatrane mase m, sve do bestežinskog stanja, a nakon daljnjeg povećavanja brzine, v, povećavanje visine ili radiusa orbitiranja, tj. R, udaljavanje od nebeskog tijela.

Jednadžba za izračunavanje brzine v, koja omogućuje bestežinsko stanje i stabilnu orbitu je:

GMm/R2 = mv2/R, odakle proizlazi da je tražena brzina, za određeni, zadani radijus,R

v = √GM/R        

Gdje je znak za korijen; G gravitacijska konstanta; M masa nebeskog tijela; a R udaljenost od središta, tj. težišta nebeskog tijela.

To je brzina koja se zove brzina levitacije ili brzina satelizacije. U najnižim Zemljinim orbitama ova brzina iznosi 7, 902km/sec.

Drugi način stvaranja gravifugalne sile

Rotacija prstena

Rotacija prstena na dolnjoj Slici, 1, koji bi rotirao pri površini Zemlje tako da mu os rotacije bude koaksijalna s pravcem djelovanja gravitacije bio bi slučaj normalne gravipetalne akceleracije, za kojega bi , kako ćemo kasnije pokazati, važile iste (gornje) jednadžbe i isti zakoni kao i za orbitiranje neke mase oko nebeskog tijela.

Ako bi masa rotirajućeg prstena imala obodnu brzinu 7902m/sec., on bi, nasuprot predrasudama, razvijao gravifugalnu silu koja bi bila jednaka gravipetalnoj, pa bi bio u bestežinskom stanju. tj. levitirao bi, a pri još većoj brzini dizao bi se okomito uvis. Prsten izrađen od ugljičnih nanocijevi može dosegnuti obodnu brzinu od 13,760km/sec. ii gravifugalnu akceleraciju ggf od 29, 78 m/sec2, što je tri puta veće od gravitacijske akceleracije, g.

Zašto bi rotirajući prsten generirao gravifugalnu silu?

Gravifugalna sila nastaje zato jer putanja mase rotirajućeg prstena nije pravocrtna ni tangencijalna u odnosu na središte Zemlje, kao što se čini, nego je zakrivljena, a radijus njene zakrivljenosti prema središtu Zemlje je radijus Zemlje, R, koji iznosi 6 356,752km.

Slika 1 prikazuje rotaciju prstena u blizini površine nekog nebeskog tijela. Ista slika pokazuje da prsten, osim koplanarnog centra C0 ,može imati još beskonačno mnogo zamišljenih ekstraplanarnih centara, C smještenih na osi rotacije i isto toliko radijusa, r, ali da su stvarni, fizikalni samo centri C0 i C1 i radijusi r0i r1, jer spajaju masu prstena sa hvatištima solidopetalne i gravipetalne sile.

Ekstraplanarni centar C1, koji je hvatište gravipetalne sile i radijus r1 su jedini elementi koji, uz obodnu brzinu prstena, v, imaju važnost za pojavu gravifugalne akceleracije i sile, Fgf .

Centar Cje hvatište horizontalne, solidopetalne sile. Veličina vertikalnog derivata solidopetalne i solidofugalne sile, Cos 900 uvijek je jednaka  nuli, pa one nemaju nikakvog utjecaja na veličinu gravifugalne sile.

Eksperimenti sa žiroskopima, koji su rotirali vrlo malim brzinama, pokazali su vrlo maleno smanjenje težine žiroskopa, koje je proizišlo iz djelovanja gravifugalne sile, a koje dobro odgovara predviđanjima Teorije gravifugalne sile, ali je zbog nepoznavanja te teorije bilo pogrešno pripisano sistemskim greškama experimenata, utjecaju Zemljinog magnetizma ili vibracijama. Postignuti uspjeh bio je shvaćen kao neuspjeh.(Vidi eksperimente: Hayasaka, Takeushi, Faller, Taymar i drugi)

***

Radi što veće jasnoće htio bih dati još jedno slikovito objašnjenje gornje tvrdnje; da putanja mase prstena nije ravna, ni tangencijalna u odnosu na centar nebeskog tijela, C1 ili S na slici 2, nego da, za vrijeme rotacije, stalno skreće prema njemu te da se tu, zbog toga, radi o slučaju normalne gravipetalne akceleracije iz koje nužno nastaje i gravifugalna sila.

Čitatelja molim da napravi jedan papirnati stožac, te da na njegovom vanjskom plaštu nacrta ravne linije od vrha do ruba baze, kao na slici 3. Zatim, neka stožac bazom postavi na stol, knjigu ili neku drugu ravnu površinu. Rub baze učinit će mu se ravnim isto kao i površina na kojoj stoji. Ali, kad otvorimo plašt stošca i razvijemo ga vidjet ćemo da rub baze nije ravan, nego zakrivljen, kružan, te da rubna linija stalno skreće prema “bivšem” vrhu stošca. Prije nego razvijemo plašt, doista je teško vidjeti, tj. shvatiti da se rubna linija njegove baze, koja predstavlja putanju mase prstena, stalno zakrivljuje prema njegovu vrhu.

Slika 2

Slika 3

Slična poteškoća prati i uočavanje stvarnog oblika putanje mase prstena. Bez podrobne analize, nitko ne bi rekao da čestice njegove mase stalno skreću prema centru nebeskog tijela – hvatištu gravipetalne sile. Masa se, naravno, opire tom skretanju, tj. promjeni pravca kretanja. Posljedica tog njenog opiranja, tj. inercije jest gravifugalna sila. Smjer njenog djelovanja označen je strelicama. (Slika 2 i 3)

_______________

Detaljnije u knjizi NEW PHYSICS, by Petar Bosnic Petrus, ISBN-13:978-0759653252, Authorhouse, Bloomington, Indiana, USA, January 1 2002.

From → Nekategorizirano

Napiši komentar

Komentiraj

Popunite niže tražene podatke ili kliknite na neku od ikona za prijavu:

WordPress.com Logo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš WordPress.com račun. Odjava /  Izmijeni )

Google photo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Google račun. Odjava /  Izmijeni )

Twitter picture

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Twitter račun. Odjava /  Izmijeni )

Facebook slika

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Facebook račun. Odjava /  Izmijeni )

Spajanje na %s

%d blogeri kao ovaj: