Pitanje:
Kolika bi trebala biti veličina i rotacija stanice da bi se stvorila gravitacija od 1 g od glave do pete?
Jack B Nimble
2013-07-17 21:33:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Struktura s radijusom od 224 m koja se okreće pri 2 rotacije u minuti generirat će 1g sile iznutra ( spincalc). Stvorit će tu silu na stopalima, ali dok putujete tijelom, primijenjena sila smanjuje se.

Prema Wikipediji (potreban navod), veći radijus i sporija rotacija trebali bi učiniti učinak dosljednijim za stojećeg čovjeka.

Igrajući se s spincalc govori mi da je s radijusom od 1000 metara i rotacijom od 0,95 rotacija u minuti također 1g, ali nemam pojma kako će to utjecati na smanjenje inercije osjeća se dok se udaljavate od vanjskog ruba.

Koji bi radijus i rotacija bili potrebni da se 1g dosljedno proizvodi od poda do visine od oko 2 metra u toleranciji od nekoliko postotnih bodova (možda 5%)?

Definirajte svoju granicu točnosti. Nikada ne možete imati točno 1g centrifugalne sile za dvije točke odvojene kako je opisano.
Prvo biste trebali navesti svoju toleranciju (koja je varijacija uočljiva / dezorijentira ljudsko tijelo?). Inače bi to bilo nemoguće. Sila će uvijek varirati proporcionalno udaljenosti od središta rotacije.
Dodao sam toleranciju od 5%
Predložite da se umjetna tolerancija od 5% zamijeni kvalitativnijom mjerom, poput dovoljno male da bude općenito neprimjetna, gdje bi idealan odgovor tada definirao što je ta vrijednost i podržao izvor.
Citat iz donekle povezanog članka: "U različitim točkama na Zemlji objekti padaju ubrzanjem između 9,78 i 9,83 m / s2, ovisno o nadmorskoj visini i širini" http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_acceleration
Jedan odgovor:
#1
+35
AlanSE
2013-07-17 22:09:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Koji bi radijus i rotacija bili potrebni da se 1g dosljedno proizvodi od poda do visine od oko 2 metra?

Beskonačnost. Tehnički će uvijek postojati vertikalni gradijent umjetne gravitacije. Realno, ljude to neće zanimati. Čak i s radijusom od 224 m razlika nije velika. Ubrzanje za sve što je pričvršćeno na strukturu bit će:

a = ω²r

To čini problem jednostavnim jer je brzina rotacije (omega) konstantna, pa je razlika između vaše glave i glave stopala je r1 / r2. Za osobu koja stoji u strukturi radijusa 224 m, to je 2/224 = 0,9%.

Za referencu, plimne sile na Zemlji uzrokuju razliku u gravitaciji od 0,00006% od vaše glave do nožnog prsta. Zemlja ima izuzetno konstantno gravitacijsko polje. Ako želite, možete izračunati radijus potreban za postizanje ovog stupnja dosljednosti. Otprilike je polovica polumjera Zemlje.

Postotak razlike u ubrzanju od glave do pete nekome ne bi trebao previše smetati. Glavna briga zbog nelagode u umjetnoj gravitaciji su dinamičke Coriolisove (lažne) sile. Oni nisu statični poput učinka koji ste spomenuli. Izrazi ovise o brzini, a ne o položaju, pa ih netko tko stoji mirno neće osjetiti (popuštajući tekućinu u pokretu u tijelu). Za normalno kretanje ovo je mnogo značajnije.

Evo nekoliko je slika ispuštanja predmeta u umjetnoj gravitaciji. Za slučaj 2 okretaja u minuti postoji značajno primjetno skretanje. Ali opet, zbog sila koje se javljaju samo kada se nešto kreće u odnosu na tlo. Dakle, mogli biste imati 1% razlike u gravitaciji zbog radijalnog smještaja, ali pomak od nekoliko centimetara od pada nečega. Ovo potonje bit će uočljivije.

Nije da je važno, ali moglo bi se raspravljati o argumentu beskonačnosti, jer na površini zemlje postoji i vertikalni gravitacijski gradijent.
Ali mislim da je ispravna interpretacija tehničke činjenice da zemlja ne proizvodi 1g dosljedno od glave do pete. Morate ovo razdvojiti na dva različita pitanja i shvatiti na koje želite odgovoriti: je li, kako se postiže _tačno ista gravitacija_ u svim točkama (beskrajno velik radijus rotacije ili gravitacija potiska) ili je, kako približavate li se gravitaciji toliko blizu da ljudski mozak ne može razlikovati i misli da je dosljedna (kao što je to empirijski kad stojimo na površini planeta)?


Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...