Столкновения метеоритов

[Кенгуру]

...Кстати, недавно видел по Дискавери замедленные съёмки, передача специальная. Среди прочего был сюжет, где скейтбордист прыгает, и скейт под ним переворачивается задом наперёд (вращаясь вокруг вертикальной оси). Было хорошо видно, что скейт при этом совершает ещё и оборот вокруг продольной оси, на что и обратили внимание авторы сюжета. Они даже подивились, как хитро спортсмену удаётся закручивать скейт. Но из съёмки было сразу очевидно, что поворот вокруг продольной оси скейт совершал "самостоятельно", без специальной закрутки.

По-моему там закрутка была из-за удара ногой по задней части скейта не совсем по центру, а немного сбоку.

То есть центр тяжести находится между колёсами, если ударить по задней части, за колёсами, то он начнёт движение вверх, и потянет за собой всё остальное вместе с задними колёсами, таким образом получается подпрыгивание. А если ударить не по центру, а немного со стороны, то центр тяжести начнёт двигаться не только вверх, но и при этом закручиваться.

В прочем, надо будет ещё раз повнимательнее посмотреть, когда покажут.

[Вадим Лукашевич]

Задачка такая. Допустим столкнулись два метеорита А и В прямоугольной формы летящих друг навстречу другу и наклонённых под некоторым углом. Вектора скоростей лежат на линии соединяющей центры масс.

Вопрос: куда будут направлены векторы скоростей после удара и появятся ли вращения? Если да, то в какую сторону и насколько сильные?
Коэффициент трения может меняться от нуля до максимума.

Что мне нравится в Кенгуру - все его вопросы имеют сугубо практический смысл. Человек твердо стоит на ногах...

[Бродяга]

В общем случае вращение будет.

В какую сторону и почему?

Ну прикиньте, если один кирпич лишь краешком заденет другой, что будет?
 Естественно, я рассматриваю случай когда во время удара кирпичи не слипаются.

 В момент удара сила действующая на кирпичи в общем случае будет не направлена в центр масс, значит возникнет вращение.

[El Selenita]

А куда в этом случае будет направлена противодействующая сила? Если она будет приложена в той же точке, и направлена противоположено, то получается, что она должна будет начать разворачивать брусок А по часовой стрелке. Но если момент инерции бруска А будет слишком мал, или в теоретическом случае, вообще равен нулю, то и противодействующая сила тогда будет недостаточна для того, чтобы брусок В отрикошетил. А значит и отскок будет не зеркальный, а значит и сила будет приложена не так.

Не понял вопроса. Какая противодействующая сила? Скорости брусков раскладываются на две составляющие: перпендикулярную их поверхности и параллельную. Столкновение не изменяет параллельную составляющую скорости, но обращает перпендикулярную (меняет вектор на противоположный). Векторы импульсов при движении лежат на прямой, соединяющей центры масс. В момент столкновения ситуация симметрична, и ни перпендикулярное, ни параллельное движение тел не может породить вращение ни одного из них.

Величины скоростей по модулю определяются из законов сохранения импульса и энергии точно так же, как определяются скорости шариков при центральном абсолютно упругом ударе.

ОК?

Но тут как вы описываете вектор силы, то получается, что при ударе он приложен не центрально, а значит должны быть вращения и аналогия с задачей про шарики не подходит.

Какой силы? Я вообще не говорю о силах. Моменты импульсов лежат на оси, соединяющей центры масс. В момент столкновения ситуация полностью симметрична. Значит, преимущественного направления нет, и нет причин считать, что хоть одно из тел получит вращение в любую сторону.

[Бродяга]

Какой силы? Я вообще не говорю о силах. Моменты импульсов лежат на оси, соединяющей центры масс. В момент столкновения ситуация полностью симметрична. Значит, преимущественного направления нет, и нет причин считать, что хоть одно из тел получит вращение в любую сторону.

7-40 вам не приходило в голову, что одно тело закрутится в одну сторону, другое в другую и суммарный момент вращения будет равен нулю как и до столкновения?

[Кенгуру]

А куда в этом случае будет направлена противодействующая сила? Если она будет приложена в той же точке, и направлена противоположено, то получается, что она должна будет начать разворачивать брусок А по часовой стрелке. Но если момент инерции бруска А будет слишком мал, или в теоретическом случае, вообще равен нулю, то и противодействующая сила тогда будет недостаточна для того, чтобы брусок В отрикошетил. А значит и отскок будет не зеркальный, а значит и сила будет приложена не так.

Не понял вопроса. Какая противодействующая сила?

У нас сила действия равна силе противодействия. Так принято. Вот я и спрашиваю, где она?

Скорости брусков раскладываются на две составляющие: перпендикулярную их поверхности и параллельную. Столкновение не изменяет параллельную составляющую скорости, но обращает перпендикулярную (меняет вектор на противоположный).

Изменение вектора скорости означает ускорение, ускорение означает наличие силы. Если приложена сила, то должна быть и противодействующая сила. В какой точке она приложена, куда направлена, и что производит с противоположенным бруском?

Векторы импульсов при движении лежат на прямой, соединяющей центры масс. В момент столкновения ситуация симметрична, и ни перпендикулярное, ни параллельное движение тел не может породить вращение ни одного из них.

А сила трения между брусками? На одну поверхность бруска действует сила трения, от соприкосновения со вторым бруском, на другую поверхность - не действует. Разве из-за этого не должен возникнуть вращающий момент?

[Кенгуру]

Да, как точно выглядит уравнение моментов всей системы? Чтобы учесть вращение системы вокруг общего центра масс, линейные скорости движения объектов относительно общего центра масс, плюс скорости вращения объектов вокруг собственных осей вращения. В общем, как вся эта байда правильно записывается, особенно с учётом знаков?

Чтоб не изобретать велосипед.

[Бродяга]

Кенгуру, в общем случае они закрутятся, а конкретно надо смотреть модель удара.

[El Selenita]

Какой силы? Я вообще не говорю о силах. Моменты импульсов лежат на оси, соединяющей центры масс. В момент столкновения ситуация полностью симметрична. Значит, преимущественного направления нет, и нет причин считать, что хоть одно из тел получит вращение в любую сторону.

7-40 вам не приходило в голову, что одно тело закрутится в одну сторону, другое в другую и суммарный момент вращения будет равен нулю как и до столкновения?

Закрутка возможна лишь в случае, если при столкновении кирпичи на картинке не сложатся "край к краю", а края будут свешиваться. Если края свешиваются (а судя по сделанному рисунку, это произойдёт) - тогда да, закрутка в общем случае может произойти, согласен. Тогда нужны дополнительные данные.

[El Selenita]

У нас сила действия равна силе противодействия. Так принято. Вот я и спрашиваю, где она?

Всё равно не понял. В любом случае, она там же, где сила действия, только приложена к другому телу и направлена противоположна.

Скорости брусков раскладываются на две составляющие: перпендикулярную их поверхности и параллельную. Столкновение не изменяет параллельную составляющую скорости, но обращает перпендикулярную (меняет вектор на противоположный).

Изменение вектора скорости означает ускорение, ускорение означает наличие силы. Если приложена сила, то должна быть и противодействующая сила. В какой точке она приложена, куда направлена, и что производит с противоположенным бруском?

Если рассматривать удар как мгновенный - то о силах надо просто забыть и исходить из законов сохранения энергии, импульса, момента импульса. Если хотите рассматривать физику удара - то тогда действительно придётся заботиться о точках приложения сил, а также о тензоре деформаций, о затухающих колебаниях внутри тел и проч. Что предпочитаете?

А сила трения между брусками? На одну поверхность бруска действует сила трения, от соприкосновения со вторым бруском, на другую поверхность - не действует. Разве из-за этого не должен возникнуть вращающий момент?

Вращающий момент может возникнуть если, как я согласился с Бродягой, при соударении края тел свешиваются друг с друга (т. е. если они не складываются краями точь в точь). Рисунок такого не исключает (скорее, подразумевает), так что вращение действительно может возникнуть. Даже безо всяких тангенциальных сил (сил трения). Но в этом случае есть два варианта: либо рассматривать задачу полностью - с коэффициентами упругости, с тензорами деформаций и проч.; либо рассматривать удар как мгновенный и просто задаться некоторыми коэффициентами.

[suibianni4]

как никрути эту задачку до меня все равно не доходит как такое может быть столкновение метеоритов, чего то здесь не хватает мне кажется

[Tot Amon]

знаю,

что пролетать около нейтронной звезды опасно

RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR

[Tot Amon]

да,

извиняюсь! Конечно, я немного резковат. Хоть они и козлы, но не стоит им делать рекламы таким способом. Поэтому кликухи убрал.