10 votos

Puede un ratón de rotación de una rueda de violar la conservación del momento angular?

He estado pensando en el problema siguiente.

Parte I. Imagina que tenemos un ratón encerrado en una caja rígida. Se colocó la caja sobre una superficie sin fricción (ice podría ser un buen ejemplo). Puede que el cuadro de inicio de movimiento a causa de algo que el ratón está haciendo en el interior? Mi respuesta a esta pregunta es: El centro de masa del sistema combinado (ratón + caja) NO se mueve porque no hay fuerzas externas y las fuerzas internas en satisfacer al menos la forma débil de Newton Tercera Ley. Así, el Momentum se conserva para el sistema.

La parte II. Ahora ponemos el ratón en una rígida de la rueda y ponemos la rueda sobre una superficie sin fricción o suspender la rueda de su centro sobre cojinetes sin fricción. Puede el inicio de la rueda giratoria, porque de algo que el ratón está haciendo en el interior? Mi intuición me va a decir que SÍ va a mover porque he visto este sistema en varias tiendas de mascotas y los ratones en realidad puede girar las ruedas. Pero yo me formé en la mecánica clásica es así, sé que el sistema debe conservar el momento angular si no hay pares externos y los internos de las fuerzas de satisfacer la versión fuerte de la tercera ley de Newton. Así que, ¿Cómo funciona en este caso, me encontré con diferentes ideas acerca de cómo conciliar el experimento con la teoría, pero no me gusta mucho. Quiero obtener nuevos conocimientos.

24voto

Jim Puntos 16080

En este caso, la gravedad es aún una fuerza externa. En un zero-g de medio ambiente, el ratón también comenzaría a moverse por el interior de la rueda, opuesta a la rotación que provoca en la rueda, lo que mantendría el momento angular en cero. Esto ocurriría porque la única manera para que el ratón para ejercer una fuerza sobre el volante y girar es para empujar a sí mismo en la opuesta dirección angular, con lo que ambos girar sobre el eje central del sistema.

Sin embargo, en un entorno con gravedad, el ratón puede hacer que la rueda gire moviendo un poco lejos de el nadir de la rueda y permitiendo que la gravedad de traer de vuelta; lave, enjuague y repita. De esta manera, se utiliza la gravedad como una fuerza externa para traer momento angular en el sistema. El momento angular añadido a la rueda del ratón del sistema se extrae de la Tierra misma. Sin embargo, el cambio en el momento angular de la Tierra sería tan pequeño que en este caso sería medible por cualquier equipo que tenemos. Con todo, no se infringen las leyes.

2voto

Guffa Puntos 308133

El momento angular de la tierra && rueda del ratón del sistema no cambia. Cuando la tierra tira en el ratón, el ratón se pone en la tierra, así que no hay neto momento es visto cualquier punto arbitrario en el universo. enter image description here

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X