Спор о гаечном ключе в космосе

Приветствую всех. Возник у меня спор с коллегой на работе по следующему вопросу. Космонавт, находясь в открытом космосе на околоземной орбите "висит" в пространстве около корабля (ни за что не держится). В руке у него гаечный ключ, который он бросает. Мой коллега утверждает, что ключ и космонавт в этом случае полетят в противоположные стороны, в чем я с ним согласен, и с одинаковыми скоростями, в чем я не согласен. Я говорю, что космонавт полетит со скоростью во столько же раз меньшей, чем ключ, во сколько раз масса космонавта больше, чем ключ. Коллега не согласен. Как мне ему доказать что я прав (если я прав )?

0

Закон сохранения импульса посмотрите.

2

И задачку на абсолютно неупругое соударение (в данном случае обратный процесс - космонавт затрачивает энергию для придания скорости себе и гаечному ключу)

0

Возьмите в руки гаечный ключ (побольше). Думаю, что коллега сразу согласится с вами. Мда, среднее образование даёт сбои - без гаечного ключа тут никак.

Не понял.

0

Мне кажется космонавта просто начнет медленно слегка крутить вокруг центра масс корпуса после броска…

0

был космонавт с ключом единым целым - а после взаимодействия стали отдельно два тела - космонавт и ключ. Т.е. всё то же что в задаче о неупругом соударении, только в обратном порядке и векторы скорости в противоположную сторону (на разлетание друг от друга, точнее от общего центра масс)

0

Это наиболее правильно. Сила броска будет иметь плечо по отношению к центру тяжести космонавта, да и ключ тоже скорее всего будет лететь и вращаться.
Чтобы космонавт и ключ после броска не вращались, это надо сильно постараться ( надо чтобы точка броска располагалась строго на линии между центрами тяжести ключа и космонавта, и направление броска было строго по этой линии.

0

Такое возможно и при абсолютно упругом взаимодействии (без диссипации энергии). Например, на поясе у космонавта закреплена пружина и к ней приставлен ключ и космонавт сжал пружину и отпускает её. Пах! И ключ полетел. Всё упруго)

0

titan4ik, в моём, и в описанном тобой случае идёт высвобождение потенциальной энергии в кинетическую, в противоположность диссипации (поглощению) кинетической в случае неупругого соударения.

Добавлено через 1 минуту
имеется в виду при рассмотрении течения времени в обратном направлении

0

Ок,
это я наверное к тому, что сам термин "упругий (неупругий) удар (взаимодействие)" может ввести в заблуждение.
Упругий - кинетическая энергия сохраняется
Неупругий - не сохраняется, но при этом может быть или не быть диссипация. То есть, вообще говоря, неупругий удар имеет два подвида - с диссипацией и без (например, с "пружинкой с защелкой").
Обычная модель абсолютно неупругого удара - столкновение со слипанием двух кусков пластилина. Хорошо бы и "пружинку с защелкою" иногда вспомнить - для разнообразия и расширения кругозора).
Правилен ли практический вывод из этого обсуждения?!
А именно - если кто-то сильно замёрз на морозе, то его можно отогреть за счет неупругого взаимодействия - хорошенько побить кулаками.
Есть такой старый способ согреться - двое замерзших толкаются плечо в плечо. Вопрос. За счет чего идёт основной согрев? За счет диссипации кинетической энергии или за счет того, что при работе мышц выделяется тепло?
КПД мышц 25-35% значит, основной сугрев идёт за счет низкого КПД мышц. Но и эти 25-35%, ушедшие в кинетическую энергию, хорошо бы добрать - вернуть в полезное (в данном случае) тепло толканием. Это возможно?
За минусом, естественно, естественных потерь тепла, в том числе - с интенсивным дыханием.

0

titan4ik, в старину кузнецы разогревали заготовку, в основном, ударами молота - печи с мехами давали около 1200 градусов, что недостаточно для плавления стали. Так что удары в качестве источника теплоты используются с древности. А если нагрев нужен локальный, то трением, и тоже с древности (добыча огня и т.д.).

0

Во дает коллега (он что - ни разу молотком гвозди не забивал и ни разу не стрелял и даже не видел?) Тогда распилите ключ на тысячу маленьких ключиков и бросайте по одному. Раз скорость космонавта не зависит то массы ключиков, то космонавт ого-го как разгонится. Вместо космонавта можно взять ракету и разгонять ее, выбрасывая песчинки по одной.

0

При наличии достаточного (по длительности непрерывной работы) источника энергии и ускорителя частиц идея была бы вполне рабочей.

0

Если расширить задачу до космонавта, стоящего на луне. Кинув ключ, перпендикулярно поверхности, коллега будет утверждать, что луна и ключ с одинаковой скоростью полетят в противоположные стороны? То есть, каждый раз, бросая снежки вверх, я сталкиваю Землю с орбиты вполне себе не хило

0

забыли о моменте импульса

0

Вы бы сначала почитали, о чем речь, а уж потом высказывались... А то получается "пальцем в небо"

0

читаю:
ну и почему при бросании гаечного ключа надо забыть про момент импульса?
Обоснуйте ...

0

Скорость космонавта (т.е. скорость его центра масс) и скорость ц.м. ключа находятся в соотношении, как написал ТС. Про то, что будет вращение тоже писалось в обсуждениях (т.е. не забыли), но оно не относится к основному вопросу - одинаковые скорости или нет..

0

ошибаетесь.
Вращательное движение - полноценная часть процесса. А в некоторых случаях - основная.
Законы сохранения надо уважать в их полноте, а не избирательно.
И потом, в любой момент времени в любом системном множестве всегда можно найти такую систему отсчета:
Может коллега d7d1cd знает физику чуть лучше - он же не говорит о центре масс.
А я вообще сомневаюсь в существовании движения, в том числе и на экране монитора. Сколько бы минусов мне ни ставили, их ставят дилетанты.

0

Здравствуйте, уважаемые форумчане! Буквально накануне я читал в инете на одном сайте литературу по физике и наткнулся на знакомую со школы книгу Петра Маковецкого "Смотри в корень!". В ней как раз есть задача с разъяснениями, где и содержится ответ на ваш вопрос: http://www.smekalka.pp.ru/node/1864. Поздравляю,d7d1cd, вы правы.

0