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

[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.

[dna2.livejournal.com]

У автора в вопросе сталь особая, недеформирующаяся. Поскольку такая сталь несовместима с СТО (на что автор вопроса, как мне кажется, и намекает), можно сделать вывод, что дело происходит в очень альтернативной вселенной. Поскольку физические законы той вселенной никто из присутствующих, полагаю, не исследовал и даже не изучал, ответить на вопрос однозначно не представляется возможным.

[j-sheridan.livejournal.com]

> несовместима с СТО
Можно немножко подробнее? То что такого быть не может - понятно. Любой материал деформируется, но почему оно несовместимо со СТО?

[dna2.livejournal.com]

Потому что из СТО следует, что скорость распространения информации ограничена скоростью света. А звук в недеформирующемся материале имеет бесконечно большую скорость и передаётся мгновенно на любые расстояния.

Вы же буквально про это и спросили, нет?

[j-sheridan.livejournal.com]

Абсолютно верно. Насколько я понял - если изобретут некий сверхпрочный материал, то все равно предел скорости его деформации будет с. Ну как то так, я не знаю как описать :)

[dna2.livejournal.com]

Это не "прочный", это "твёрдый". Прочность - немножко про другое. Но я вас понял.

Да, по сути, получается, мы с вами обнаружили теоретический предел твёрдости для материалов, которые могут реально существовать.

Вы в задаче помянули абсолютно твёрдый стержень (или трубку, тут без разницы). Говоря о таких вещах, надо понимать, что "абсолютно твёрдое тело", "идеальный газ", "абсолютно чёрное тело" и всякие такие штуки из физики - это абстракции, в природе не существующие и вводимые исключительно для упрощения формул. В реальных экспериментах вместо них используют что-то с конечной твёрдостью (чернотой, "газовостью"), но используют так, чтобы эта конечность не вылезала за пределы погрешности измерений.

А у вас, по сути, описан эксперимент по измерению скорости звука в материале стержня. То есть ну, как "звука"... Вот эта вот волна напряжения, когда атомы самого торца стержня, который вы пнули ногой, толкают атомы, которые прямо под ними, они толкают атомы ещё глубже, бла-бла-бла, атомы с другого конца стержня толкают то, что к стержню прислонено на другом конце, и оно падает - в бытовом смысле это не звук, конечно. Но в стержне при её распространении происходят ровно те же процессы, что при передаче звука, только не периодические, а в одну сторону. Так что скорость прохождения толчка по материалу - это буквально скорость звука в материале и есть.

А для скорости звука твёрдость среды - определяющий параметр. Поэтому измерять скорость звука в абсолютно твёрдом теле бессмысленно.

[j-sheridan.livejournal.com]

Всё окончательно понял. Спасибо большое.

[crackjack00.livejournal.com]

Самый прочный, возможный материал нейтронное вещество плотность около 1015 г/см3 - наполненный этим веществом наперсток должен весить миллиард тонн. Но и это вещество имеет упругую деформацию.

[sanitareugen.livejournal.com]

Так и с классической механикой не очень-то. Если масса распределена, и взаимодействуют близко расположенные атомы, то при перемещении энергии толчка от одного конца к другому развивается бесконечная мощность.
Если считать, что взаимодействие сколь угодно отдалённых тел мгновенно - то этого, разумеется, не требуется, но стержень в этом случае нужен менее, чем топор в солдатском супе.

[dna2.livejournal.com]

Ну, тут автор сам себе противоречит в постановке задачи. С одной стороны "абсолютно твёрдое тело", а с другой - сталь с атомами и всем остальным, что в стали бывает. Лодка разбилась о быт ещё до начала эксперимента.

[sanitareugen.livejournal.com]

ну, это обычный источник парадоксов. Берут упрощение, сделанное для возможности решения задачи в частном случае, и переносят его на общий. "Абсолютно твёрдое тело" можно рассматривать в кинематике, поскольку поправки для реального случая меньше погрешности, но тут берётся случай, когда ими пренебречь нельзя. Но пренебрегаем и приходим к бредовому выводу.

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

Наличие недеформируемой стали означает возможность мгновенного взаимодействия.

Так что вопрос только в том, какая там скорость света :). Может, она конечная. Может, даже маленькая :).

А вдруг свет там прилетает раньше, чем был испущен? :)