Достижение сверхсветовых скоростей

Question

В данном эксперименте рассматривается сферический объект, катящийся по плоскости, на которой действует сила плиты (сверху) . Плита опускается под определенной силой, сила должна быть больше трения о воздух ( Fсв. > Fтр. в. ). Масса плиты значительно велика, для того, чтобы пренебречь силой трения о сферический объект.

За то время когда начало и конец плиты коснутся объекта, объект пройдет расстояние "S" за то же самое время. Напоминает принцип ножниц, но в данном случае на плиту должна равномерно действовать сила.

Можно составить формулу для скорости:

o - сферический объект.

Vo = S / t // ускорение будет очень быстрым и коротким, по этому можем пренебречь

t = t(L1) - t(L0) // разница времени прохождения конца и начала плиты, равно времени прохождения объекта расстояния "S"

l = l0 + V0t + (at^2 / 2) // так как плита будет двигаться равноускоренно (для нашего эксперимента) , то выразим время из этой формулы, нет начальной скорости, упрощаем вид

t = sqrt(2l / a) // sqrt - корень

t = sqrt( 2L1 / a ) - sqrt( 2L0 / a )

Находим Vo !

******

Величины которые действуют на скорость объекта:

Угол A, чем меньше угол (но больше 90 градусов) , тем быстрее двигается объект, сила действующая на плиту, чем больше сила, тем быстрее двигается объект. Расстояние S - не влияет на скорость объекта, расстояние лишь увеличивает время перемещения объекта, после преодоления расстояния "S".

Затраты сил на данный эксперимент довольно таки не велики, почему же до сих пор такого не сделали? Может быть есть какая логическая ошибка? Спасибо заранее за ответы.

P.S. отрезки L должны быть не до плоскости, а до линии прикосновения с объектом.

Марина Варбанская · Accepted Answer

Для начала, нельзя применять формулы из ньютоновской физики для скоростей, сопоставимых со световой.
Кинетическая энергия шара с массой покоя m и двигающегося со скоростью v будет равна m*c^2 / sqrt[ 1 - (v^2/c^2)]
из этой формулы видно, что кинетическая энергия шара стремится к бесконечности при скоростях, близких к световой.
Единственный источник энергии здесь - потенциальная энергия плиты, грубо говоря у
поверхности Земли она равна M плиты * g * (L0+L1)/2 (если плита будет из
космоса падать, там уже по-другому будет вычисляться) соответственно, нужна бесконечная масса плиты, чтобы достигнуть просто световой скорости у шара.

Ну а на практике, угол A для достижения большой скорости будет настолько
мал, что шар вообще никуда не покатится, плита будет неотличима от
горизонтальной (затем прогнётся слева и справа от шара и ляжет на землю)
Не говоря о том, что из-за трения о воздух на околосветовой скорости и шар, и плита аннигилируют, а все люди на планете умрут (http://what-if.xkcd.com/1/)

Ирина Можаева · Answer

Если всем, что не устраивает, пренебречь, то можно получить ЛЮБОЙ результат. НО, только "в уме".

Артём Ташкинов · Answer

постоянная сила будет придавать постоянное изменение импульса и энергии.
Но это будет давать все меньшую и меньшую прибавку к скорости. Для достижения световой скорости надо придать бесконечный импульс и бесконечную энергию. Так что потребуется бесконечное время.

как говорят в популярных книжках, при разгоне шарик будет увеличивать массу до бесконечности, так что постоянная сила будет все меньше и меньше влиять на его разгон. Попросту, ваш шарик может стать тяжелее и плиты, и земли и всез галактик вместе взятых :) 
Говорить растущую массу не правильно, но по формулам - именно так, это вопрос только терминологии.

Kirk Masaloff · Answer

Оригинальная идея: рассматривать динамическую задачу, не используя формулы динамики.

Владимир · Answer

Бред №1: «Масса плиты значительно велика, для того, чтобы пренебречь силой трения о сферический объект» . Сила трения пропорциональна реакции. Чем тяжелее плита, тем больше сила трения в месте контакта плиты и шара.

Бред №2. Откуда вывод о сверхсветовой скорости шара? С потолка?

Бред №2. Откуда вывод о сверхсветовой скорости шара? С потолка?

Игорь Мишин · Answer

Да не парь уши, скорость света–предельная величина, лучше вечный двигатель поизабретай…

Светлана Комова · Answer

автор, как только ты начинаешь говорить о скорости света, то выбрасывай все классические формулы и пользуйся релятивистскими

Николай · Answer

Идею понял, но есть много нюансов, во-первых крайне маловероятно что шар превысит скорость света (невозможно) даже при идеальных свойствах тел и обстоятельств, не то что не превысит, но и не дойдет до с, как может тело имеющее массу покоя достичь с! Немножко наивно, без обид)))

Макс Рухманов · Answer

Еще надо не забывать про энерцию. При большой скорости твой объект не успеет набрать нужную величину и тупо сплющится.

Наталья · Answer

Есть значительно более простой метод: просто раскрутить как следует центрифугу в вакууме (в космосе например)

Другой вопрос, что скорость света всё равно не превисится...

Другой вопрос, что скорость света всё равно не превисится...

Maxim Belyakov · Answer

Подобные задачи и их решения не имеют практического значения. Есть факты, противоречащие Закону Всемирного Тяготения и СТО Эйнштейна. Например, вращающийся волчок меньше весит; чем больше скорость тела, тем меньше среда оказывает ему сопротивление (в Космосе аналогично) ; свет от реального тела распространяется в одной среде в разных направлениях с разной скоростью. И т. д. Всё это может проверить каждый легко и без материальных затрат. Только желающих почему-то нет, потому что этого Ньютон и Эйнштейн не говорили.