Про длинные трубы

[j-sheridan.livejournal.com]

Допустим у нас есть например стальная труба (или пруток, без разницы) длинной, допустим, 10 световых минут. Материал - очень прочный и не подвергающийся деформациям.
Располагаем трубу в космосе. Размещаем с одной стороны наблюдателя, с другой - толкающий трубу механизм. Механизм трубу толкает, время - 0.
Когда наблюдатель увидит перемещение трубы? Во время 0 или 0+10 минут?

зы. Смысл вопроса - превысит ли подобное "распространение информации" скорость света?

В итоге:
1. Так как речь о релятивистских эффектах, то "не подвергающийся деформациям" в данном случае неприменимо, ибо в таком случае разговор автоматически превращается в тыкву, ибо про другую физику.
2. Скорость света при подобном распространении информации превышена не будет. Все дело в том, что речь идет о упругой деформации, которая по сути о распространении звука в среде. В реальных, доступных сейчас материалах, скорость деформации будет на порядки ниже скорости света. Следовательно если мы даже возьмем алмазный прут длиной в 10 световых минут, то толкнув его в один конец перемещение второго конца в идеальном случае мы увидим этак через 6 дней
3. Теоретический предел твердости вещества: это такое вещество, скорость упругой деформации которого равна скорости света.

Comments

[chlorian.livejournal.com]

Если труба состоит из атомов и молекул, то связь между ними - электромагнитной природы. А возмущения в электромагнитных полях распространяются с предельной скоростью c.

Если же труба сделана из чего-то волшебного, то и результаты будут волшебными.

[j-sheridan.livejournal.com]

Ок, высокоуглеродистая сталь. Или например вообще алмаз.

[chlorian.livejournal.com]

Перемещения алмазной трубы такого размера наблюдатель с того конца будет ждать 9 944 444 секунды или 115 суток. Такой же трубы, но из углеродистой стали - чуть меньше земного года. Нержавейки - как раз год.

[sanitareugen.livejournal.com]

Считая скорость звука в металле 1500 м/с, получим, что оконечная часть трубы получит перемещение через 200 000 минут, или приблизительно 139 суток.

[j-sheridan.livejournal.com]

Не звук, перемещение трубы. Скажем, на 1м

[sanitareugen.livejournal.com]

Ещё раз. Упругая деформация распространяется со скоростью звука (собственно, звук и есть распространение деформации). А переместить что-либо не деформируя - невозможно.

[alex-brab.livejournal.com]

непонятно при чем тут звук. он увидит, а не услышит перемещение

[sanitareugen.livejournal.com]

Потому, что скорость звука это скорость распространения энергии в металле.

[dna2.livejournal.com]

В материале, не подверженном деформациям, звук не распространяется :)

[sanitareugen.livejournal.com]

Да. В силу того, что такого материала не существует или, по крайней мере, он не имеет атомную природу. Впрочем, в нейтронном веществе звук тоже распространяется.

[mooseyaka.livejournal.com]

правильный контр вопрос будет - как далеко наблюдатель находится от противоположнного конца трубки\стержня?

Если наблюдатель просто находится на противоположном конце, при прочих условиях - время 0.

[magryba.livejournal.com]

Это если труба волшебная

[dagdbog.livejournal.com]

Почувствует - сразу

[crackjack00.livejournal.com]

Точно не раньше чем через 10 минут, скорее всего много позже.

[http://users.livejournal.com/_bigbrother_/]

Материал - очень прочный и не подвергающийся деформациям.

Всё. Такого в нашем мире уже нет. Какой есть - Вам уже рассказали: упругая деформация распространяется со скоростью ЗВУКА в материале, а эта скорость меньше на 5 порядков, чем скорость света.

Это, кстати, вообще очень частая ошибка - рассматривая релятивистские эффекты, оперировать концепцией "абсолютно твёрдого тела". С точки зрения теории относительности, твёрдых тел нет. Есть атомные сгустки разной концентрации - на релятивистской скорости почти не связанные друг с другом. Если, например, мы разогнали алмазный стержень до 0,99c, а затем остановили об стенку - "хвост" его почувствует это совсем не сразу. Точнее - вообще не успеет почувствовать, раньше впилится в голову или ту же стенку :).

Знаете, при роторном бурении скважин трубы бурильной колонны закручиваются винтом. На 3 километрах - успевают закрутиться оборота на 2. Именно потому, что когда верх колонны уже крутится, низ её об этом ещё не знает :).

[magryba.livejournal.com]

Точно всего лишь на 2 оборота? это какая-то неимоверно жесткая труба. Двухметровый торсион закручивается градусов на 20.

[melbu.livejournal.com]

Если предположить прут из абсолютно неупругого материала не молекулярной природы, то наблюдатель (в фантастически замедленной съемке) сначала увидит перемещение шеста на ближайшей точке, а потом одиночную волну волну, уходящую в космос.

[potan.livejournal.com]

Либо "длинный", либо "не подвергающийся деформациям". Иначе условие лишено физического смысла.

[mjol1nir.livejournal.com]

Если выстроить стопицот дисциплинированных солдат в шеренгу длиной десять световых минут в затылок друг другу, а потом космический сержант скомандует «Ать-два!», то получится, что первый солдат шагнёт одновременно с последним.

Выходит, что распространение информации армейским способом происходит мгновенно, в случае если солдат соблюдает устав и слушает командира.

[dna2.livejournal.com]

Так это армейские технологии-то. Учёные про них могли и не знать.

[nishi-miller.livejournal.com]

напоминает задачку про фонари на экваторе и огонек, бегающий вокруг планеты со скоростью выше скорости света :) :)

[berrymorr.livejournal.com]

спасибо за вопрос - с интересом и наслаждением курил каменты)

[j-sheridan.livejournal.com]

Да не за что. Сам с неделю в голове вынашивал. Из-зи слабых знаний физики не мог сам разрешить эту, сложную для себя, задачу и поэтому спросил тут.

[dibr.livejournal.com]

> Материал - очень прочный и не подвергающийся деформациям

Ваще совсем не поддающийся, с учётом того, что речь идёт о релятивистских эффектах?
Скорее всего, вообще не почувствует: поскольку смещение - это волна деформации, её скорость конечна (в частности, не может превышать "цэ") - а значит, пруток просто разрушится в момент начала перемещения :-)

[hmelevsk.livejournal.com]

Не читавшим в детстве Яна Перельмана — срочно восполнять сий недостаток :) Мульён вопросов как рукой снимет :)