|
| Fysik på en ringverden Fra : James D |
Dato : 18-03-08 21:58 |
|
Jeg overvejer lidt at lave nogle demoer, små 3d spil, hvor man kan lege med
fysikken, og udsynet, forskellige alternative steder.
Et eksempel er en ringverden som beskrevet af Larry Nieven, eller en
roterende cylinder som Rama beskrevet af Arthur C clarke, eller helt
generelt en stor rumstation der roterer omkring sin egen akse for at
simulere tyngdekraft.
Nogle af de effekter jeg kan komme i tanke om man bør kune forvente er ting
som at
hvis man står på "gulvet" og kaster en bold langs bevægelsesretningen så vil
den se ud til at dykke skråt ned mod gulvet, men med en konstant hastighed.
kaster man bolden modsat bevægelsesretningen og med samme hastighed som man
toterer med, så vil den, hvis mans er bort fra friktion mod atmosfære, se ud
til at flyve i konstant højde over gulvet/jorden rundt og rundt, så man
efter en rotationsperiode får den i nakken.
Man bemærker naturligvis at "tyngdekraften" falder efterhånde som man hæver
sig fra gulvet, men yderligere ser man at hvis man lader en genstand falde
lige ned mod gulvet, så vil den ikke falde i en lige linie (jo, den vil, men
det ser ikke sådan ud) men i bane der buer svagt bagud mod
bevægelsesretningen (så vidt jeg lige i farten kan se).
Skal man kaste en bold langt, så skal man ikke forvente at kunne lave en pæn
parabel, da der ingen tyngdeacceleration er, så hvordan kaster man bedst til
hinanden?
Opstigende røg/damp og ligende vil godt nok stige op, men luften højere oppe
bevæger sig langsommere, så den opstigende luft vil modsat på en planen ikke
rotere omkring en lodret akse, men vil rotere omkring en vandret der er
parallel med rotationsaksen.
Denne slags iagttagelser vil man kunne gøre selv med en demo, da fysikken
gerne skulle simuleres korrekt på makroskopisk skala, men er der andre sjove
effekter man skal forvente at iagttage?
| |
Carsten Svaneborg (18-03-2008)
| Kommentar Fra : Carsten Svaneborg |
Dato : 18-03-08 23:27 |
|
James D wrote:
> Denne slags iagttagelser vil man kunne gøre selv med en demo, da fysikken
> gerne skulle simuleres korrekt på makroskopisk skala, men er der andre
> sjove effekter man skal forvente at iagttage?
Du har faktisk ikke brug for andet end Newtons anden lov til at simulerer
det. Den beskriver fysikken i en initial frame.
Hvis du så /bagefter/ tager transformerer de koordinater til et rotererende/
accelerende koordinatsystem vil du automatisk få effekten af alle de fiktive
krafter. Netop fordi de er fiktive og derfor er en tilsyneladende effekt
af et accelerende koordinatsystem.
Det er noget lettere end at simulerer bevægelsen som set fra det roterende
koordinatsystem, hvor du skal adderer centrifugal, coriolis og to krafter
flere til bevægelsen.
Newtons anden lov i to roterende koordinatsystem findes her:
http://www.mathpages.com/home/kmath633/kmath633.htm
--
Mvh. Carsten Svaneborg
http://gauss.ffii.org softwarepatent database
| |
James D (18-03-2008)
| Kommentar Fra : James D |
Dato : 18-03-08 23:52 |
|
> Det er noget lettere end at simulerer bevægelsen som set fra det roterende
> koordinatsystem, hvor du skal adderer centrifugal, coriolis og to krafter
> flere til bevægelsen.
Jeg har ikke personlig erfaring med at simulere noget roterende med et
ikke-roterende koordinatsystem og så tillægge de fiktive kræfter... andet
end helt simpel centerfugal kraft, men jeg synes ikke helt jeg ser effekten
af kurvet bane for objekt som man lader falde "lodret" ned?
Jeg har dog ikke nærlæst dit link endnu.
Det er nok mere beregningskrævende at regne på de virkelige krafter, men det
er generelt også lettere at overskue da man så bare kan steppe derudaf med
de virkelige variable.
| |
Carsten Svaneborg (19-03-2008)
| Kommentar Fra : Carsten Svaneborg |
Dato : 19-03-08 01:47 |
|
James D wrote:
> Jeg har ikke personlig erfaring med at simulere noget roterende med et
> ikke-roterende koordinatsystem og så tillægge de fiktive kræfter...
Pointen er
At du kan se verden i et initial system, simulerer med Newtons anden lov
uden fiktive krafter, og så lave en koordinat transformation bagefter.
Eller
Du kan se verden fra et roterende/accelerende system, simulerer
Newtons anden lov med fiktive krafter, og så direkte plotte resultatet.
Den første simulation er den simpleste, fordi i den anden har du endnu
flere krafter at tage med, og du kan lave en vilkårlig koordinat
transformation.
--
Mvh. Carsten Svaneborg
http://gauss.ffii.org softwarepatent database
| |
Jeppe Seidelin Dam (20-03-2008)
| Kommentar Fra : Jeppe Seidelin Dam |
Dato : 20-03-08 14:40 |
|
James D skrev:
> Skal man kaste en bold langt, så skal man ikke forvente at kunne lave
> en pæn parabel, da der ingen tyngdeacceleration er, så hvordan kaster
> man bedst til hinanden?
Helt generelt set, så er det heller ikke fuldstændig korrekt, når vi kaster
ting her på Jorden, at objekterne følger parabelbaner (selv efter vi
korrigerer for vindmodstand, jordens rotation etc.). I virkeligheden er det
(udsnit af) ellipsebaner. Forskellen består blot i hvor langt man skal kaste
for at observere forskellen på parablen og ellipsen.
mvh
Jeppe Seidelin Dam
| |
Martin Larsen (20-03-2008)
| Kommentar Fra : Martin Larsen |
Dato : 20-03-08 23:45 |
|
"Jeppe Seidelin Dam" <jeppedam@SLETmailme.dk> skrev i meddelelsen
news:47e26944$0$90269$14726298@news.sunsite.dk...
> James D skrev:
>> Skal man kaste en bold langt, så skal man ikke forvente at kunne lave
>> en pæn parabel, da der ingen tyngdeacceleration er, så hvordan kaster
>> man bedst til hinanden?
>
> Helt generelt set, så er det heller ikke fuldstændig korrekt, når vi
> kaster ting her på Jorden, at objekterne følger parabelbaner (selv efter
> vi korrigerer for vindmodstand, jordens rotation etc.). I virkeligheden er
> det (udsnit af) ellipsebaner.
Mon ikke det er keglesnit du mener??
Mvh
Martin
| |
Torben Ægidius Mogen~ (25-03-2008)
| Kommentar Fra : Torben Ægidius Mogen~ |
Dato : 25-03-08 16:33 |
|
"Jeppe Seidelin Dam" <jeppedam@SLETmailme.dk> writes:
> Helt generelt set, så er det heller ikke fuldstændig korrekt, når vi kaster
> ting her på Jorden, at objekterne følger parabelbaner (selv efter vi
> korrigerer for vindmodstand, jordens rotation etc.). I virkeligheden er det
> (udsnit af) ellipsebaner. Forskellen består blot i hvor langt man skal kaste
> for at observere forskellen på parablen og ellipsen.
Det er korrekt, at parabelbanen forudsætter en konstant
accelerationsvektor, hvilket kun er tilnærmelsesvist rigtigt, da
retning og længde af accelerationsvektoren afhænger af positionen i
forhold til jordens midte.
Men det er ikke altid ellipsebevægelser: Hvis du kaster hårdt nok
(over undslippelseshastigheden), får du en hyperbolsk bevælgelse, og
hvis du lige akkurat kaster med undslippelseshastigheden er bevægelsen
faktisk en parabel. Alt dette forudsætter naturligvis fravær af
luftmodstand samt at jorden er en perfekt kugle (så man kan betragte
massen som punktformig).
Torben
| |
Bertel Lund Hansen (25-03-2008)
| Kommentar Fra : Bertel Lund Hansen |
Dato : 25-03-08 18:43 |
|
Torben Ægidius Mogensen skrev:
> Men det er ikke altid ellipsebevægelser: Hvis du kaster hårdt nok
> (over undslippelseshastigheden), får du en hyperbolsk bevælgelse, [...]
Man kan få en fornemmelse af slægtskabet mellem de tre
kurveformer ved at bruge en lommelygte på en væg.
cirkel:
lys lige ind på væggen
parabel:
hold lygten parallelt med væggen.
ellipse:
alle kurverne mellem cirklen og parablen
hyperbel:
alle kurver hvor lygtens akse peger væk fra væggen (i lysets
retning forstås).
--
Bertel
http://bertel.lundhansen.dk/ FIDUSO: http://fiduso.dk/
| |
Erik Olsen DK (25-03-2008)
| Kommentar Fra : Erik Olsen DK |
Dato : 25-03-08 19:01 |
|
Bertel Lund Hansen wrote:
> Torben Ægidius Mogensen skrev:
>
>> Men det er ikke altid ellipsebevægelser: Hvis du kaster hårdt nok
>> (over undslippelseshastigheden), får du en hyperbolsk bevælgelse,
>> [...]
>
> Man kan få en fornemmelse af slægtskabet mellem de tre
> kurveformer ved at bruge en lommelygte på en væg.
>
> cirkel:
> lys lige ind på væggen
>
> parabel:
> hold lygten parallelt med væggen.
>
> ellipse:
> alle kurverne mellem cirklen og parablen
>
> hyperbel:
> alle kurver hvor lygtens akse peger væk fra væggen (i lysets
> retning forstås).
Det er de såkaldte keglesnit som fremkommer når en plan flade skærer en
kegle.
--
Venlig hilsen/Best regards
Erik Olsen DK
http://www.modelbaneteknik.dk/
| |
|
|