Sve je započeo Neđo koji je povodom članka Zašto se Zemlja okreće? Postavio ovo pitanje:

#1 Neđo 03-10-2020 20:36

….Sad, ne znam kako gravitacija utice na tijelo koje recimo rotira oko njega sa nula sopstvene rotacije? Da li ga bar malo neka sila primorava da pocne sopstvenu rotaciju? 

Ispostavilo se da pitanje nije toliko naivno i jednostavno kako mi se učinilo u prvi mah. Problem je što treba zamisliti telo koje ne rotira, ali koje je ušlo u orbitu oko zvezde te se kreće oko nje. Još jednom, telo obilazi zvezdu, ali ne rotira (mada posmatrač sa zvezde ima utisak da ono ipak rotira, jer vidi njegovu površinu u pokretu) i ta dva kretanja treba zamisliti, ali uz to još imati na umu i gravitacioni uticaj zvezde na telo. Već i sa Mesecem bilo je teško objasniti da on rotira premda nam se ne čini tako jer Zemlji okreće jednu istu stranu (nekima je to bilo nemoguće da zamisle), a ovo je, čini mi se, još teže. 

Nego da ne dužim. Nakon kratke rasprave putem komentara na pomenuti tekst, za problem sam se obratio nekim našim fizičarima i astronomima i oni su rekli svoje. Ali i tu je ispao problem, jer sam ih našao u sred njihovog posla te je veliko pitanje koliko sam uspešno telefonom mogao da objasnim šta me interesuje. Isprava sam dobio kratak odgovor: Neće, kako su kazali jedni, ili hoće kako su rekli drugi. Za pouzdan odgovor bilo je potrebno lepo sesti, uzeti olovku i računati, a za tako nešto nije bilo zgodne prilike. I zato je svaki od mojih sagovornika rekao otprilike ovako nešto: „Ovako, na brzinu meni se čini (…) ali treba videti formule, matematiku“ itd. i usput su nudili literaturu koju treba za rešenje problema da koristim. Recimo: „Pogledaj kod Milankovića: Nebeska mehanika, udžbenik iz 1935. ili u njegovom Kanonu“. Nije čudo što mi posle svega ništa nije bilo jasno. 

Ali dobro, posle više ponovnih razgovora došao sam do konačnog odgovora s kojim su se anketirani fizičari i astronomi složili. On otprilike ovako glasi: 

„Onako bez gledanja u formule, rekao bih da hoće (rotiriraće se). Brzina rotacije satelita se menja pod uticajem plimskih efekata centralnog tela, tako da teži da se rotacija sinhronizuje sa revolucijom. Da li to podrazumeva povećanje (uključujući nultu brzinu kao početni uslov) ili smanjenje brzine rotacije, mislim da bi trebalo da bude svejedno. Inače teoriju plimskih efekata razvio je još u XIX veku Darvin (sin čuvenog Čarlsa).“

Da razjasnim ovo kako sam ja shvatio: 

ilustracija

Sferno telo koje ne rotira, uđe u orbitu oko zvezde i neko vreme nastavi da obilazi zvezdu bez rotiranja. Dakle, zadržava nultu rotaciju. Ali, gravitacija zvezde nije bez uticaja na dato telo te ga posle nekog vremena ona deformiše tako da telo postane malo spljeskano, sa ispupčenjem u pravcu zvezde. Ali pošto telo ne rotira to ispupčenje se kreće po njemu, tokom obilaska oko zvezde. To kretanje ispupčenja stvara unutrašnje trenje koje teži da fiksira ispupčenje na jednom mestu tela – čime se pokreće rotacija tela. Konačno, nakon nekog vremena telo sinhronizuje svoju rotaciju sa revolucijom (obilaskom oko zvezde). 

I to je odgovor.  Zadovoljni? Je l se to tamo čuju opet neke primedbe? Hajde, i mene interesuje.

 


Da li se svemir okreće?

Zašto Mesec beži od nas?


 

 


Komentari   

Laslo
0 #3 Laslo 15-10-2020 10:54
Neđo:
"Moze li generalni zakljucak biti da svi gravitacioni parovi (veliko i malo gravitaciono tijelo koje je u dometu gravitacije veceg) teze sinhronoj rotaciji? Ako im se da dovoljno dugo vremena i eliminisu se spoljni uticaju (gravitacije drugih tijela, sudari, potrosnja goriva zvijezde i slicno) ona ce u jednom momentu uvijek doci u stanje sinhrone rotacije manjeg oko veceg?"

Pozdrav Neđo,
Za opisani sistem u tekstu, telo ne rotira a samim tim je i isključeno i pitanje inklinacije sfernog tela. Uopšteno razmatrano, kada je kružna orbita u pitanju, potrebno je da je inklinacija približno jednaka nuli, odnosno može se zanemariti. Već iz navedenog, nemože se izvesti nekakav uopšteni zaključak da će obavezno doći do sinhronizma.

Za više informacija:
https://www.centauri-dreams.org/2020/01/20/a-deep-dive-into-tidal-lock/
Neđo
0 #2 Neđo 13-10-2020 14:41
Moze li generalni zakljucak biti da svi gravitacioni parovi (veliko i malo gravitaciono tijelo koje je u dometu gravitacije veceg) teze sinhronoj rotaciji? Ako im se da dovoljno dugo vremena i eliminisu se spoljni uticaju (gravitacije drugih tijela, sudari, potrosnja goriva zvijezde i slicno) ona ce u jednom momentu uvijek doci u stanje sinhrone rotacije manjeg oko veceg?
Laslo
0 #1 Laslo 13-10-2020 14:11
Pozdrav Saša,
Ne ulazeći u problem kako se telo našlo u sistemu opisanom u tekstu, valjalo bi naglasiti da su u pitanju materijalne tačke od kojih je sferno telo koje ne rotira mnogo manje mase od zvezde i kreće se po kružnici što je specijalan slučaj elipse (kretanje u skladu sa Prvim Keplerovim zakonom) a zvezda je zamenjena svojim gravitacionim uticajem sa masom smeštenom baš u baricentru sistema (dužina od centra zvezde do baricentra sistema je zanemarljivo rastojanje).

U tom slučaju, posmatrano sa stanovišta sfere koja ne rotira, tačno je da ona nema rotaciju oko svoje ose zbog težnje da zadrži takvo stanje usled inercije. Sfera je deformabilna i pojaviće se ispupčenje usled nehomogenog gravitacionog polja u celom prostoru koji sfera ispunjava (plimske sile razvlače sferu u pravcu zvezde).

E, sada bih dodao sledeće što po meni baš i nije vidljivo u tekstu a smatram da je važno da se naglasi za sinhronizaciju rotacije. Viskoznost sfernog tela je velika i nedozvoljava da se sfera trenutno preoblikuje u pravac zvezde već tako deformisana sfera napravi otklon zarotiravši se u odnosu na svoj centar kao posledica inercije same sfere. Javlja se krak sile, obrtni momenat u odnosu na centar sfere i sfera malo zarotira kontra stanju rotacionog mirovanja. Materijal sfere se iz ispupčenja vraća u ravnotežni položaj ali gravitacija zvezde i dalje deluje stvarajući nova ispupčenja a sa njm i krak sile i rotacioni momenat je kontinualan tokom obilaska sfere oko zvezde, odnosno kako je u tekstu navedeno, ispupčenje se kreće po obodu sfere.

Deformacije su relativno male u odnosu na prečnik sfere i obrtni momenat je niskog intenziteta a samim tim je potreban dug vremenski period kako bi se konačno uspostavio sinhronizam.

Dodaj komentar


Sigurnosni kod
Osveži