¿Cómo funciona exactamente la gravedad artificial?

Question

Una nave espacial que utiliza centrípeta de rotación para crear gravedad artificial.

1. Debe estar siempre acelerando? (La tasa de rotación para que funcione?)

2. Si no, e incluso si sí, si se colocan a la derecha en el centro de esta rotación de la estructura, sería uno de los que no sienten la gravedad?

3. Si uno se mueve de una parte de la nave sin centrípeta de rotación y por lo tanto 0 gravedad a la parte con él de lo que sería la experiencia de la transición? Uno de ellos tendría que ser técnicamente capaz de volar sobre la totalidad de la rotación cosa? Si nunca has tocado en el primer lugar?

Imagen: (Lo siento por los pobres dibujo :(, debo mencionar que la apertura está conectado sólo a la orilla de la hilatura sección de vida para que esta ventana es casi perfectamente centrada alrededor de esta girando espacio de vida) Si usted piensa de este espacio de vida como un círculo que está en el centro (la puerta).

Descripción: Persona que viene de la 0-gravedad de la nave a punto de entrar en la centrípeta rotación gran espacio de vida. Pero lo hace desde un punto alto... Tendría que ser Superman?

Answer 1

Si usted está en gravedad cero entorno (por ejemplo, en la órbita de la tierra o en una trayectoria de cabotaje en el camino a Marte), solo en su traje espacial, se sentiría sin gravedad.

Si un gran tubo se coloca alrededor de usted en su zero-g de medio ambiente, que aún no sienten la gravedad. La tubería tendría ningún efecto en usted en todo.

Si el tubo se girará con usted dentro de ella, pero no en contacto con ella, que aún no sienten la gravedad, debido a que usted y el tubo no sería la interacción. No hace ninguna diferencia si la tubería de la velocidad de giro es constante o acelerando.

Sin embargo, si usted se mudó a los que gira la tubería de superficie interior y se apoderó de ella, la que usted se siente a sí mismo primero, dio un tirón por lo que agarrarse (porque después de todo se está moviendo con respecto a ti), y que te sientes presionado contra la superficie interior de la tubería. Esto es por la misma razón que una roca de balanceo alrededor en un círculo en el extremo de una cadena que hace que la cuerda tensa: la fuerza centrípeta ejercida sobre la roca por la tensión de la cuerda hace que la roca se mueva en un círculo en lugar de volar en una tangente.

De lo anterior se puede ver la respuesta a la tercera parte de tu pregunta: Si usted está flotando en gravedad cero y entrar en una cámara giratoria, que no son atraídos a las paredes de la cámara. A alguien se fija a la pared por la fuerza centrípeta, viendo entrar en la cámara,) parecen estar girando, y b) flotan como Superman.

Answer 2

Funciona exactamente igual que una de merry-go-round. En una de merry-go-round sentir una fuerza externa. Si usted se acueste con su cabeza hacia el centro, sientes una fuerza hacia abajo, hacia los pies. Que es exactamente lo artificial de la gravedad.

1) Un objeto que gira es acelerado. Cada punto en el merry-go-round de girar la nave se acelera hacia el centro, haciendo que el punto de viajar en un círculo. Sin aceleración, cada punto de viajes en línea recta a una velocidad constante.

2) En el centro, se sentiría sin aceleración, no de la fuerza centrífuga.

3) cuanto más lejos del centro, más fuerte es la fuerza centrífuga. Crece sin complicaciones a medida que se mueven hacia afuera.

Usted puede volar sobre el barco o merry-go-round sin sentir la fuerza centrífuga si usted no está girando o volando en círculos. Usted puede estar de pie junto a una de merry-go-round o ejecutar por ella sin sentir una fuerza centrífuga. Si a lomos de una bicicleta alrededor de la merry-go-round, tendría que inclinarse porque estaría continuamente girando. Usted podría sentir una fuerza centrífuga.

Answer 3

Un montón de buenas respuestas para el título pero no el enumerado preguntas.

1. Debe estar siempre acelerando? (La tasa de rotación para que funcione?)

La rotación angular puede ser constante, pero incluso a una velocidad constante, se sigue acelerando.

2. Si no, e incluso si sí, si se colocan a la derecha en el centro de esta rotación de la estructura, sería uno de los que no sienten la gravedad?

Ellos no sienten la gravedad en el centro.

3. Si uno se mueve de una parte de la nave sin centrípeta de rotación y por lo tanto 0 gravedad a la parte con él de lo que sería la experiencia de la transición? Uno de ellos tendría que ser técnicamente capaz de volar sobre la totalidad de la rotación cosa? Si nunca has tocado en el primer lugar?

Sería similar a la que se bajó abajo en uno de los rápidos de hilado de carnaval (por ejemplo en la foto). Conectando sería una manera similar experiencia desagradable.

Answer 4

Has probado a girar un cubo por atar con una cuerda y llenado de agua en ella?

Si usted lo hace, usted encontrará que si usted abrió el cubo con la velocidad suficiente el agua no se derrame sobre usted, pero como deje de rotación de los derrames de agua (dependiendo de la posición de la cubeta).

Algo similar proceso que está pasando aquí.

Usted tendrá artificial de la gravedad hasta que la rueda está girando, tan pronto como se detiene el artificialmente inducida por la gravedad también cae a cero.

La fuerza centrípeta es usualmente denotado por $F=m\omega^2r$.

Se puede ver como el radio de $r$ aumenta, la fuerza en la que también se incrementará. Por lo tanto, cuando usted está en el centro de la rueda que no se enfrentan a la fuerza.

Pero como usted comienza a moverse hacia el exterior, la fuerza aumenta en términos de $r$ (radius) suponiendo que la velocidad angular de la $\omega$ de la rueda es constante.

Así, en el caso de que tuviese una escalera de mano para mover la rueda, la que usted se siente que la gravedad artificial que se enfrentan (que no es sino la fuerza centrífuga) también está aumentando a medida que se descendía por la escalera.

Por lo tanto, en este caso, el astronauta ( supongo que este es el espacio exterior) no siento nada cuando se va a partir de cero gravedad para la gira de la región.

Condición? Él entra desde el centro.

En caso de que él entra desde algún otro punto de la rueda que él no sienta nada, pero tan pronto como se toca la de la rotación de la rueda (que va a golpear duro) él siente la gravedad artificial.

Answer 5

Simulado de la gravedad se produce debido a una aceleración está siendo aplicada. Si usted está en contacto con la parte giratoria de una rotación del tambor de estilo de la gravedad artificial de la nave espacial, están siendo llevados a lo largo de una trayectoria circular, lo que significa que están constantemente hacia la aceleración de su eje de rotación, por lo que "siente la gravedad". Cuando no están en contacto con el tambor giratorio, sin ningún otro tipo de interacciones, se estaría en no acelerar el movimiento uniforme - que sería de ingravidez. Lo que ocurre a continuación depende de la relación entre el vector velocidad y el de la nave en la que están. Si los vectores de velocidad son idénticos, por lo que parece ser flotante de vuelo, dependiendo del observador, del marco de referencia; para alguien que se muda con el tambor, que parece ser ya sea volando en círculo o flotando en su eje. Si los vectores de velocidad no son idénticos, tendrás en algún punto de chocar con algo en la nave; en su camino va a ser lineal, pero no lo parece tanto a un observador de rotación con el tambor, porque su verdadero camino se curva debido a que el tambor de la rotación.

Si usted estuviera en la superficie interior de un tambor giratorio y comenzó a correr muy rápido en la dirección opuesta a la rotación, se reduciría a partir de la tasa de rotación y, en consecuencia, la aceleración radial y la simulación de la gravedad que actúa sobre usted. Usted se siente más ligero. Si usted corrió tan rápido como el tambor de la velocidad tangencial, que efectivamente llevar su tasa de rotación a cero y convertirse en ingravidez. Usted podría tomar de ad "volar" como Superman. Esto asume que usted puede correr tan rápido como la velocidad tangencial del tambor. Ver aquí para una calculadora. Para una gravedad artificial de la nave espacial para ser práctico y cómodo, te gustaría cerca de 1g y una baja tasa de rotación (a menos de 2 rpm). Que requeriría aproximadamente un 225m radio dando una velocidad tangencial de alrededor de 47m/s - ningún ser humano podría correr tan rápido.

Si estuviera de pie en el tambor de la superficie interior y saltó hacia "arriba" (hacia el eje), que sería momentáneamente de ingravidez, como si de un salto de la superficie de la Tierra. En la nave, en el instante en que romper el contacto con el tambor, usted tendrá un vector de uniforme de movimiento lineal, la cual permanecerá constante (aire en el interior podría afectar a su movimiento un poco, pero vamos a ignorar que, por ahora) hasta que haga contacto con algo. Usted tiene un pequeño componente radial de movimiento (de salto) y la velocidad tangencial que había en el momento en que se rompió el contacto con el tambor. Que la neta vector se cruzan con la superficie del tambor en algún momento. Desde la perspectiva de alguien de pie junto a usted en el momento en que saltó, se verá casi la misma que si se saltó sobre la superficie de la Tierra, excepto que usted no la tierra en el mismo punto en el tambor.