| | | | | | | | | | | | | ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΟΥ ΣΦΑΙΡΙΚΟΥ ΦΛΟΙΟΥ SPHERICAL SHELL PROBLEM, (SSP) ΠΕΡΙΛΗΨΗ Το πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού (SSP) είναι, ένα απλό και πολύ σημαντικό πείραμα της Κλασικής Φυσικής. Το πρόβλημα (SSP) είναι μία ειδική (και απλή) περίπτωση του προβλήματος των «τριών σωμάτων». Η επίλυση του προβλήματος (SSP),
η οποία γίνεται αποκλειστικά με βάση τη Νευτώνεια Μηχανική και θεωρώντας ορθό το αξίωμα του Νεύτωνα για την ισότητα της αδρανειακής μάζας mi και της βαρυτικής μάζας mg, (mi = mg), διατυπώνεται ο θεμελιώδης νόμο της ελεύθερης πτώσης των σωμάτων. Με βάση το θεμελιώδη νόμο της ελεύθερης πτώσης των σωμάτων, αποδεικνύεται ότι: Τα βαρυτικά πεδία δεν έχουν ποτέ την αξιοσημείωτη ιδιότητα να προσδίδουν σε όλα τα σώματα την
ίδια επιτάχυνση, ανεξάρτητα από τη μάζα τους και την υλική τους σύσταση, όπως λανθασμένα ισχυρίζεται ο Γαλιλαίος και ο Αϊνστάιν. βλέπε: http://www.tsolkas.gr/forums/tga6.jpg (Book: THE PRINCIPLE OF RELATIVITY, by A. EINSTEIN, H.A. LORENTZ, H. WEYL, H. MINKOWSKI). Δηλαδή με απλά λόγια, με βάση το θεμελιώδη νόμο της ελεύθερης πτώσης των σωμάτων αποδεικνύεται, ότι: 1) Τα αποτελέσματα του πειράματος του Γαλιλαίου
(πείραμα του πύργου της Πίζας) δεν είναι θεωρητικώς ορθά αλλά είναι, εμπειρικά και προσεγγιστικά. 2) Η «αρχή της ισοδυναμίας» (ασθενής και ισχυρή) της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, είναι μια απολύτως λανθασμένη αρχή της Φυσικής. Η ΕΠΙΛΥΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΤΟΥ ΣΦΑΙΡΙΚΟΥ ΦΛΟΙΟΥ (SSP) Ας υποθέσουμε σχ. 1, ότι έχουμε ένα ομογενή σφαιρικό φλοιό, μάζας m1 και ακτίνας Ro. | | | | | | | σχ. 1
Στο κέντρο του σφαιρικού φλοιού m1, τοποθετούμε μία σημειακή μάζα m2. Σε μία απόσταση h από το κέντρο του σφαιρικού φλοιού m1, βρίσκεται ένα σώμα μάζας Μ. Σημείωση: Η κάθε μία από τις μάζες m1, m2, M θεωρείται ως απολύτως στερεό σώμα (δηλαδή δεν υφίσταται καμία παραμόρφωση) από τις βαρυτικές δυνάμεις που ασκούνται μεταξύ τους. Προφανώς, το σύστημα των δύο μαζών m1
και m2 (ήτοι του σφαιρικού φλοιού m1 και της σημειακής μάζας m2) δεν συμπεριφέρεται, ως ένα απολύτως στερεό σώμα μάζας m1 + m2. Εκτελούμε τώρα σχ. 1 το πείραμα μας σε δυο φάσεις (Φάση Ι και Φάση ΙΙ), ως εξής: ΦΑΣΗ Ι: Στη Φάση αυτή και κατά την χρονική στιγμή to = 0, η σημειακή μάζα m2 βρίσκεται στο κέντρο του σφαιρικού φλοιού m1 και το κέντρο του σφαιρικού φλοιού
m1 απέχει απόσταση h από τη μάζα Μ. Επίσης στη φάση αυτή (to = 0), ο σφαιρικός φλοιός m1 η σημειακή μάζα m2 και η μάζα Μ είναι ακίνητες ως προς το αδρανειακό σύστημα αναφοράς S. Δηλαδή κατά την χρονική στιγμή to = 0, είναι υ1 = 0, υ2 = 0 και V = 0, όπου υ1 είναι η ταχύτητα της μάζας m1, υ2 είναι η ταχύτητα της σημειακής μάζας m2 και
V είναι η ταχύτητα της μάζας Μ. Οι ταχύτητες υ1 = 0, υ2 = 0, V = 0 αναφέρονται προφανώς, ως προς το αδρανειακό σύστημα αναφοράς S. ΦΑΣΗ ΙΙ: Στη Φάση αυτή αφήνουμε από το ύψος h το σφαιρικό φλοιό m1 (με τη σημειακή μάζα m2 που βρίσκεται στο κέντρο του) να κινηθούν ελεύθερα υπό την επίδραση της δύναμης της παγκόσμιας έλξης που ασκείται μεταξύ των μαζών m1, m2
και Μ. Ας υποθέσουμε τώρα ότι, μετά από ένα χρόνο t1 > 0 της ελεύθερης πτώσης η ταχύτητα της μάζας m1 είναι υ1 > 0, η ταχύτητα της σημειακής μάζας m2 είναι υ2 > 0 και η ταχύτητα της μάζας Μ είναι V > 0. Μετά λοιπόν από αυτά που αναφέραμε παραπάνω, το κρίσιμο ερώτημα που γεννιέται τώρα, είναι το εξής: ΕΡΩΤΗΜΑ: Κατά την εκτέλεση του πειράματος του σφαιρικού φλοιού σχ. 1 και κατά την χρονική στιγμή t1 > 0 (Φάση ΙΙ) της ελεύθερης πτώσης η σημειακή μάζα m2 θα παραμένει στο κέντρο του σφαιρικού φλοιού m1 όπου αρχικά (to = 0) τοποθετήθηκε ή θα μετακινηθεί από το κέντρο του σφαιρικού φλοιού m1;
Σύμφωνα λοιπόν με την απόδειξη (η οποία ακολουθεί αμέσως παρακάτω) η απάντηση στο παραπάνω αυτό ερώτημα, είναι η εξής: Στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού σχ. 1: Όταν οι δυο μάζες m1 και m2 είναι ίσες (m1 = m2), τότε κατά τη χρονική στιγμή t1 > 0 η σημειακή μάζα m2 θα βρίσκεται στο κέντρο του σφαιρικού φλοιού m1. -
Αντίθετα τώρα, εάν οι δυο μάζες m1 και m2 είναι άνισες (m1 ≠ m2), τότε κατά την χρονική στιγμή t1 > 0 η σημειακή μάζα m2 θα μετακινηθεί από το κέντρο του σφαιρικού φλοιού m1.
ΑΠΟΔΕΙΞΗ Ας υποθέσουμε σχ. 1, ότι κατά τη χρονική στιγμή t1 > 0 η σημειακή μάζα m2 βρίσκεται εντός του σφαιρικού φλοιού m1 και η απόσταση της μάζας m1
(δηλαδή του κέντρου του σφαιρικού φλοιού m1) από το κέντρο της μάζας Μ είναι h1 και η απόσταση της σημειακής μάζας m2 από το κέντρο της μάζας Μ είναι h2. Εφαρμόζοντας τώρα στο σύστημα των τριών μαζών m1, m2, M κατά τη χρονική στιγμή t1 > 0: Την αρχή της διατήρησης της ενέργειας, και
Την αρχή της διατήρησης της ορμής,
έχουμε τις σχέσεις: | | | | | | |
| Στις σχέσεις (1) οι αριθμοί υ1, υ2, V, h1, h2, h θεωρούνται, όλοι θετικοί αριθμοί. Επίσης, οι σχέσεις (1), μπορούν να γραφούν και ως εξής: | | | | | |
| | | Θέτοντας τώρα: |
| | | και
Β = ΜV οι σχέσεις (2) γράφονται, ως εξής: |
| | | Στις σχέσεις (4) και (4.1), είναι προφανώς: |
| | | όπου, |
| |
| | | Εφεξής τις σχέσεις (4) και (4.1) θα τις ονομάζουμε, βασικές σχέσεις του προβλήματος του σφαιρικού φλοιού (SSP). Όπως αναφέραμε παραπάνω στις σχέσεις (4) και (4.1), το Κ δύναται να λάβει
δύο μόνο τιμές, ήτοι: |
| και τελικώς προκύπτει: |
| | | Με βάση λοιπόν τη σχέση (8), μπορούμε τώρα να διατυπώσουμε το παρακάτω βασικό νόμο. |
| | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | ΝΟΜΟΣ Ι
Στη σχέση (8): Όταν είναι Κ = 0, τότε είναι υ1 = υ2 και αντιστρόφως, όταν είναι υ1 = υ2, τότε είναι Κ = 0. Όταν είναι Κ > 0, τότε είναι υ1 > υ2 και αντιστρόφως, όταν είναι υ1 > υ2, τότε είναι Κ > 0.
|
| | | | Ο νόμος Ι που αναφέραμε παραπάνω, παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στην έρευνα του προβλήματος του σφαιρικού φλοιού και ειδικότερα στις βασικές σχέσεις (4) και (4.1). Ι. ΙΣΕΣ ΜΑΖΕΣ
Στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού σχ. 1 και στην περίπτωση κατά την οποία οι μάζες m1 και m2 είναι ίσες, (m1 = m2) θα αποδείξουμε, ότι: a) Στις σχέσεις (4), όταν δίδονται οι μάζες m1 και m2, (m1 = m2), τότε δεν μπορεί ποτέ να ισχύει, υ1 ≠ υ2. Απόδειξη
Σύμφωνα με το πρόβλημα, επειδή όταν δίδονται οι μάζες m1 και m2, (m1 = m2) δεν μπορεί ποτέ να ισχύει υ1 ≠ υ2, αυτό σημαίνει (ισοδύναμα), ότι: Όταν δίδονται οι μάζες m1 και m2, m1 = m2 (9)
τότε θα πρέπει, υποχρεωτικά να ισχύει μόνον η σχέση: υ1 = υ2 (10) διότι, τα υ1 ≠ υ2 και υ1 = υ2 αποκλείει το ένα το άλλο, (ή θα ισχύει το ένα ή θα ισχύει το άλλο). Υπόθεση: Ας υποθέσουμε, ότι ισχύει η σχέση (10), τότε από τις σχέσεις (9) και (10), έχουμε: m1υ1 = m2υ2
(11) m1υ1 – m2υ2 = 0 (12) Επίσης, από τις σχέσεις (4), είναι: | | | | | |
| | Από τις σχέσεις (13), προκύπτει: | | | | | | | | Επίσης από τις σχέσεις (12) και (14), έχουμε: | | | | | | | | Επειδή σύμφωνα με τα δεδομένα του προβλήματος είναι m1 = m2, τότε με βάση τη σχέση (9) η σχέση (15) μας δίδει: |
| | | | | | |
Με βάση τη σχέση (16) η σχέση (8) μας δίδει: | | | | | | | | Η σχέση (17), συμφωνεί με την υπόθεση (υ1 = υ2) που κάναμε. Συνεπώς η υπόθεση που κάναμε, είναι αληθής. Άρα αποδείχθηκε το πρόβλημά μας. Αποδείχθηκε δηλαδή, ότι: Στις σχέσεις (4), όταν δίδονται οι μάζες m1 και m2, (m1 = m2), τότε δεν μπορεί ποτέ να ισχύει
υ1 ≠ υ2, διότι αποδείχθηκε, ότι ισχύει πάντοτε η σχέση υ1 = υ2. Συνεπώς θα ισχύει πάντοτε η σχέση: | | | | | | | | όπου, στη σχέση (18) τα m1 και m2, (m1 = m2) είναι τα δεδομένα του προβλήματος, και υ1, υ2 (υ1 = υ2) είναι το συμπέρασμα.
b) Αντιστρόφως: Στις σχέσεις (4), όταν δίδονται οι ταχύτητες υ1 και υ2, (υ1 = υ2), τότε δεν μπορεί ποτέ να ισχύει m1 ≠ m2. Απόδειξη Σύμφωνα με το πρόβλημα, επειδή όταν δίδονται οι ταχύτητες υ1 και υ2, (υ1 = υ2) δεν μπορεί ποτέ να ισχύει m1 ≠ m2
αυτό σημαίνει (ισοδύναμα), ότι: Όταν δίδονται οι ταχύτητες υ1 και υ2, υ1 = υ2 (18.1) τότε θα πρέπει, υποχρεωτικά να ισχύει μόνον η σχέση: m1 = m2 (18.2) διότι, τα m1 ≠ m2 και m1 = m2
αποκλείει το ένα το άλλο, (ή θα ισχύει το ένα ή θα ισχύει το άλλο). Υπόθεση: Ας υποθέσουμε, ότι ισχύει η σχέση (18.2), τότε από σχέσεις (18.1) και (18.2), έχουμε: m1υ1 = m2υ2 (18.3) m1υ1 – m2υ2 = 0 (18.4) Επειδή όμως από τις σχέσεις (4), είναι: | | | | | | | | τότε (όπως και στη περίπτωση
(a) που αναφέραμε παραπάνω) από τις σχέσεις (18.4) και (19), προκύπτει: | | | | | | | | Επίσης, επειδή σύμφωνα με τα δεδομένα του προβλήματος, είναι υ1 = υ2 η σχέση (8) μας δίδει: Κ = 0 (21) Με βάση τη σχέση (21) η σχέση (20) μας δίδει: | | |
| | | | Η σχέση (22), συμφωνεί με την υπόθεση (m1 = m2) που κάναμε. Συνεπώς η υπόθεση που κάναμε, είναι αληθής.
Άρα αποδείχθηκε το πρόβλημά μας. Αποδείχθηκε δηλαδή, ότι: Στις σχέσεις (4), όταν δίδονται οι ταχύτητες υ1 και υ2 (υ1 = υ2), τότε δεν μπορεί ποτέ να ισχύει m1 ≠ m2 , διότι αποδείχθηκε, ότι ισχύει πάντοτε η σχέση m1 = m2. Συνεπώς θα ισχύει πάντοτε η σχέση: | | |
| | | | | όπου, στη σχέση (23) τα υ1 και υ2
, (υ1 = υ2) είναι τα δεδομένα του προβλήματος και m1, m2 (m1 = m2) είναι το συμπέρασμα. Μετά από αυτά που αναφέραμε παραπάνω, καταλήγουμε στο παρακάτω βασικό συμπέρασμα. | | | | ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Ι Στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού σχ. 1 και στις σχέσεις (4): a) Όταν δίδονται οι μάζες m1 και m2 (m1 = m2), τότε, οι ταχύτητες υ1 και υ2 είναι πάντοτε ίσες, (υ1 = υ2) και αντιστρόφως, b) Όταν δίδονται οι ταχύτητες υ1 και υ2
, (υ1 = υ2) τότε οι μάζες m1 και m2 είναι πάντοτε ίσες, (m1 = m2).
Με βάση τα συμπεράσματα (a) και (b), προκύπτει η σχέση:όπου, στη σχέση (24), είναι m1 = m2 και υ1 = υ2. Συνεπώς, σύμφωνα με τη σχέση (23.1), προκύπτει, ότι: c) Όταν δίδονται οι μάζες m1 και m2,
(m1 ≠ m2) τότε, οι ταχύτητες υ1 και υ2 είναι πάντοτε υ1 ≠ υ2 και αντιστρόφως, d) Όταν δίδονται οι ταχύτητες υ1 και υ2, (υ1 ≠ υ2), τότε οι μάζες m1 και m2 είναι πάντοτε, m1 ≠ m2.
|
| | |
| | Με βάση το παραπάνω συμπέρασμα, μπορούμε τώρα να διατυπώσουμε τον παρακάτω νόμο. |
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | ΝΟΜΟΣ ΙΙ
Στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού σχ. 1, όταν οι δύο μάζες m1 και m2, είναι ίσες, (m1 = m2), τότε: Κατά την ελεύθερη πτώση των ίσων αυτών μαζών m1 και m2
μέσα στο πεδίο βαρύτητας της μάζας Μ και οι δύο μάζες m1 και m2, πέφτουν πάντοτε με τις ίδιες ταχύτητες υ1 και υ2, (υ1 = υ2) ως προς το αδρανειακό σύστημα αναφοράς S. m1 = m2 , υ1 = υ2 |
| | | | ΙΙ. ΑΝΙΣΕΣ ΜΑΖΕΣ Σύμφωνα με το συμπέρασμα I (παράγραφος ( c ) ) που αναφέραμε παραπάνω, όταν είναι m1 ≠ m2, τότε είναι υ1 ≠ υ2. Στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού σχ. 1 θα αποδείξουμε, ότι: Όταν μας δίδονται οι μάζες m1 και m2, (m1 < m2), τότε δεν μπορεί ποτέ να ισχύει υ1 < υ2.
Απόδειξη Σύμφωνα με το πρόβλημα, επειδή όταν δίδονται οι μάζες m1 και m2, (m1 < m2) δεν μπορεί να ισχύει υ1 < υ2, αυτό σημαίνει (ισοδύναμα), ότι : Όταν δίδονται οι μάζες m1 και m2, m1 < m2 (24.1) τότε θα πρέπει υποχρεωτικά να ισχύει μόνο η σχέση: υ1 > υ2 (24.2) διότι, τα υ1 < υ2 και υ1 > υ2 αποκλείει το ένα το άλλο, (ή θα ισχύει το ένα ή θα ισχύει το άλλο). Υπόθεση: Ας υποθέσουμε, ότι ισχύει η σχέση (24.2). Λύνοντας το σύστημα των εξισώσεων (3), ως προς m1
και m2, έχουμε: | | | | | | | |
Επειδή, σύμφωνα με τα δεδομένα του προβλήματος είναι: m1 < m2 (26) από τις σχέσεις (25) και (26), έχουμε: | | | | | | Επίσης, επειδή σύμφωνα με το συμπέρασμα Ι, όταν είναι m1 ≠ m2, τότε είναι υ1 ≠ υ2, αυτό σημαίνει ότι: Στις σχέσεις (25), όταν είναι m1 < m2 τότε θα είναι: υ1 ≠ υ2 (27.1) Συνεπώς στη σχέση (27), (η οποία προκύπτει από τις σχέσεις (25)) θα είναι πάντοτε υ1 ≠ υ2, ήτοι: υ1 - υ2 > 0 (27.2) συμφωνα με την υπόθεση. Με βάση λοιπόν τη σχέση (27.2) η σχέση (27) μας δίδει: | | |
| | | | | Στη σχέση (27.3), αντικαθιστώντας τα Α και Β
που δίδονται από τις σχέσεις (3), έχουμε: | | | | | | | | Στη σχέση (27.4), επειδή σύμφωνα με τα δεδομένα, του προβλήματος, είναι: m1 < m2 ήτοι: m2 – m1 > 0 (27.5) η σχέση (27.4), επαληθεύεται, μόνον όταν είναι: υ1 – υ2 > 0 ήτοι: υ1 > υ2
(27.6) Η σχέση (27.6), συμφωνεί με την υπόθεση υ1 > υ2 που κάναμε. Συνεπώς η υπόθεση που κάναμε, είναι αληθής. Άρα, αποδείχθηκε το πρόβλημά μας. Αποδείχθηκε δηλαδή, ότι: Στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού σχ. 1, όταν μας δίδονται οι μάζες m1 και m2, (m1 < m2) τότε δεν μπορεί ποτέ να ισχύει υ1 < υ2,διότι αποδείχθηκε, ότι ισχύει πάντοτε η σχέση υ1 > υ2.
Συνεπώς θα ισχύουν πάντοτε οι σχέσεις : | | | | | |
| | | όπου, στις σχέσεις (27.7) το m1 < m2 είναι τα δεδομένα του προβλήματος και υ1>υ2 , είναι το
συμπέρασμα. Αντιστρόφως: Με βάση τις σχέσεις (21) και με τον ίδιο τρόπο που αναφέραμε παραπάνω, αποδεικνύεται ότι: Όταν τα δεδομένα είναι υ1 > υ2, τότε δεν μπορεί ποτέ να ισχύει η σχέση m1 > m2. Συνεπώς θα ισχύει υποχρεωτικά η σχέση m1 < m2, διότι τα m1 > m2 και m1 < m2, αποκλείει το ένα το άλλο.
Στην περίπτωση αυτή, καταλήγουμε πάλι στην ίδια σχέση: (υ1 – υ2) (m2 – m1) > 0 (a) όπου, τα δεδομένα στη σχέση (a), είναι υ1 > υ2, ήτοι υ1 – υ2 > 0. ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ 1. Σύμφωνα με την παραπάνω απόδειξη: Όταν τα δεδομένα είναι m1 < m2, τότε είναι υ1 > υ2 και αντιστρόφως, όταν τα δεδομένα είναι υ1 > υ2, τότε είναι m1 < m2, ήτοι ισχύει η σχέση:
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
2. Συνεπώς, σύμφωνα με τη σχέση (b): Όταν τα δεδομένα είναι m1 > m2, τότε θα ισχύει υ1 < υ2 και αντιστρόφως, όταν τα δεδομένα είναι υ1 < υ2, τότε είναι m1 > m2, ήτοι ισχύει η σχέση: | | |
| | | | |
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ ΙΙ Στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού σχ. 1: a. Όταν έχουμε δεδομένα m1 < m2, τότε είναι υ1 > υ2 (σύμφωνα με τη σχέση (b), που αναφέραμε παραπάνω). b. Όταν έχουμε δεδομένα m1 > m2, τότε είναι υ1 < υ2 (σύμφωνα με τη σχέση (c), που αναφέραμε παραπάνω). Δηλαδή, όπως παρατηρούμε από τις
παραπάνω περιπτώσεις (a) και (b) στη μικρότερη μάζα αντιστοιχεί μεγαλύτερη ταχύτητα και στη μεγαλύτερη μάζα αντιστοιχεί μικρότερη ταχύτητα. |
| | | | Μετά από αυτά που αναφέραμε παραπάνω, μπορούμε τώρα να διατυπώσουμε το παρακάτω βασικό νόμο. | | | | ΝΟΜΟΣ ΙΙΙ Στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού σχ. 1, όταν οι δυο μάζες m1 και m2 είναι άνισες (m1 < m2), τότε:
Κατά την ελεύθερη πτώση των άνισων αυτών μαζών m1 και m2 μέσα στο πεδίο βαρύτητας της μάζας Μ, η μικρότερη μάζα m1 πέφτει με μεγαλύτερη ταχύτητα υ1, ενώ αντίθετα η μεγαλύτερη μάζα m2, πέφτει με μικρότερη ταχύτητα υ2, (υ1 > υ2), ως προς το αδρανειακό σύστημα αναφοράς S. m1 < m2 , υ1 > υ2
|
| | | | Αξιόλογη παρατήρηση Όπως διαπιστώνουμε οι νόμοι Ι, ΙΙ, ΙΙΙ καθώς και το συμπέρασμα Ι, που αναφέραμε παραπάνω, αποτελούν πολύ σημαντικά συμπεράσματα της έρευνας του προβλήματος του σφαιρικού φλοιού σχ. 1.
Οι νόμοι Ι, ΙΙ, ΙΙΙ ισχύουν για κάθε χρονική στιγμή t1 (t1 > t0 = 0) της ελεύθερης πτώσης των μαζών m1 και m2, μέσα στο πεδίο βαρύτητας της μάζας Μ. Σημείωση: Μετά από αυτά που αναφέραμε στα προηγούμενα, στις βασικές σχέσεις (4) και (4.1), εύκολα διαπιστώνουμε, ότι: Στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού σχ. 1: Όταν οι μάζες m1 και m2 είναι m1 < m2
, τότε ισχύουν οι σχέσεις (4) και οι σχέσεις (4.1), απορρίπτονται. Στην περίπτωση αυτή στις σχέσεις (4), είναι m1 < m2, υ1 > υ2 και Κ > 0. Όταν οι μάζες m1 και m2 είναι m1 > m2, τότε ισχύουν οι σχέσεις (4.1) και οι σχέσεις (4), απορρίπτονται.
Στην περίπτωση αυτή στις σχέσεις (4.1) είναι m1 > m2, υ1 < υ2 και Κ > 0. Όταν οι μάζες m1 και m2 είναι m1 = m2, τότε ισχύουν οι σχέσεις (4) ή οι σχέσεις (4.1). Στην περίπτωση αυτή στις σχέσεις (4) ή στις σχέσεις (4.1) είναι m1 = m2, υ1 = υ2 και Κ = 0.
Τέλος, θα πρέπει να τονίσουμε ότι: Στους ίδιους ακριβώς νόμους Ι, ΙΙ, ΙΙΙ καθώς και στο ίδιο συμπέρασμα Ι καταλήγουμε, εάν στις βασικές σχέσεις (4) και (4.1) αντί των σχέσεων (4) που χρησιμοποιήσαμε στην εργασία μας αυτή, χρησιμοποιήσουμε τις σχέσεις (4.1). Ο τρόπος είναι ακριβώς ο ίδιος, όπως αυτός που εφαρμόσαμε στα προηγούμενα για τις σχέσεις (4).
| | | | Συμπέρασμα Στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού σχ. 1, όταν είναι m1 < m2 με βάση τη σχέση (27.4) οι ταχύτητες υ1 και υ2 δίδονται από τις σχέσεις (4), όπου (στις σχέσεις (4)) είναι m1 < m2, υ1 > υ2 και Κ > 0. Προφανώς, για m1 < m2 με βάση τη σχέση (27.4) οι σχέσεις (4.1)
απορρίπτονται, διότι από τις σχέσεις (4.1) για Κ > 0, προκύπτει: | | | | | | |
| ήτοι: υ1 < υ2 γεγονός το οποίο, είναι σε αντίθεση με τη σχέση (27.4). ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ II Τις αναφέραμε παραπάνω τη συλλογιστική (τα βήματα) που χρησιμοποιήσαμε για την επίλυση του προβλήματος του σφαιρικού φλοιού σχ. 1, έχουν ως εξής: Ι. ΙΣΕΣ ΜΑΖΕΣ
Βήμα 1: Σύμφωνα με το πρόβλημα, με δεδομένα m1 = m2 δεν μπορεί ποτέ να ισχύει υ1≠υ2. Απόδειξη Συνεπώς, με δεδομένα m1 = m2 θα πρέπει πάντοτε να ισχύει υ1 = υ2, γεγονός το οποίο αποδείχθηκε, ήτοι: Βήμα 2: Αντιστρόφως: Σύμφωνα με το πρόβλημα, με δεδομένα υ1 = υ2 δεν μπορεί ποτέ να ισχύει m1 ≠ m2. Απόδειξη Συνεπώς, με δεδομένα υ1 = υ2 θα πρέπει πάντοτε να ισχύει m1 = m2, γεγονός το οποίο αποδείχθηκε, ήτοι:
Συμπέρασμα Άρα λοιπόν, από τις σχέσεις (Α.1) και (Α.2), έχουμε: ΙΙ. ΑΝΙΣΕΣ ΜΑΖΕΣ Βήμα 3: Συνεπώς, με βάση τη σχέση (Α.3) προκύπτει, ότι: Βήμα 4: Σύμφωνα με το πρόβλημα και με βάση τη σχέση (Α.4), με δεδομένα m1< m2 δεν μπορεί ποτέ να ισχύει υ1 < υ2. Απόδειξη Συνεπώς, με δεδομένα m1< m2 θα πρέπει πάντοτε να ισχύει υ1 > υ2, γεγονός το οποίο αποδείχθηκε, ήτοι: Βήμα 5: Αντιστρόφως: Σύμφωνα με το πρόβλημα και με βάση τη σχέση (Α.4), με δεδομένα υ1 > υ2 δεν μπορεί ποτέ να ισχύει m1 > m2.
Απόδειξη Συνεπώς, με δεδομένα υ1 > υ2 θα πρέπει πάντοτε να ισχύει m1 < m2, γεγονός το οποίο αποδείχθηκε, ήτοι: Συμπέρασμα
Άρα λοιπόν, από τις σχέσεις (Α.5) και (Α.6), έχουμε: Βήμα 6: Συνεπώς, με βάση τη σχέση (Α.7) προκύπτει, ότι: Απόδειξη Η σχέση (Α.8) αποδεικνύεται πολύ εύκολα με τον ίδιο ακριβώς τρόπο που αποδείξαμε και τη σχέση (Α.7), όπως αναφέραμε παραπάνω. Αυτά είναι λοιπόν τα (6) βήματα τα οποία χρησιμοποιήσαμε για την επίλυση του προβλήματος του σφαιρικού φλοιού σχ. 1, ήτοι του πολύ σημαντικού αυτού προβλήματος της Φυσικής. | | |
ΔΕΥΤΕΡΗ ΛΥΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΤΟΥ ΣΦΑΙΡΙΚΟΥ ΦΛΟΙΟΥ (Ένα σημαντικό πρόβλημα φυσικής, προς Καθηγητές Πανεπιστημίων, φοιτητές, κ.λπ. οι οποίοι πιστεύουν ακόμη, ότι η Θεωρία της Σχετικότητας είναι ορθή!!!) Μία ενδιαφέρουσα, δεύτερη λύση του προβλήματος του σφαιρικού φλοιού, σχ. 1, είναι η εξής:
Με δεδομένες τις μάζες m1, m2, Μ (m1< m2) και την απόσταση h να βρεθούν οι τρεις συναρτήσεις: | | | | | | | | οι οποίες μας δίδουν συναρτήσει του χρόνου t τις ταχύτητες υ1, υ2, V των μαζών m1, m2, Μ ως προς το αδρανειακό σύστημα αναφοράς S, σχ. 1. Σημείωση: Θεωρούμε ότι, ο λόγος k, ήτοι: |
| | | |
| | | είναι, σχετικά μικρός. Η δεύτερη αυτή λύση, ήτοι η εύρεση των συναρτήσεων (27.1), είναι μία πάρα πολύ ενδιαφέρουσα λύση του προβλήματος του σφαιρικού φλοιού σχ. 1. Προφανώς, η δεύτερη αυτή λύση θα πρέπει να συμφωνεί υποχρεωτικά με το νόμο ΙΙΙ που αναφέραμε
παραπάνω και αποτελεί μία επαλήθευση του νόμου αυτού. Πρόβλημα Ελευθερη πτωση της Σελήνης στη Γη Σύμφωνα με τη Νευτώνεια Μηχανική: Ας υποθέσουμε, ότι η Γη και η Σελήνη δεν περιστρέφονται γύρω από τον άξονά τους και γύρω από τον Ήλιο και είναι ακίνητες, ως προς ένα αδρανειακό σύστημα αναφοράς S. Επίσης, ας υποθέσουμε σχ. 1, ότι η Σελήνη έχει τη μορφή σφαιρικού φλοιού μάζας m1 και ακτίνας Ro.
Στο κέντρο της Σελήνης (ήτοι, του σφαιρικού φλοιού m1) τοποθετούμε μία σφαίρα αλουμινίου μάζας m2 (μεγέθους, περίπου μιας μπάλας ποδοσφαίρου). Αφήνουμε τώρα τη Σελήνη m1 και τη σφαίρα αλουμινίου m2 να πέσουν ελεύθερα από μία απόσταση h, μέσα στο πεδίο βαρύτητας της Γης Μ (όπου, h είναι η απόσταση μεταξύ Γης – Σελήνης), σχ. 1. Ζητείται να βρεθεί:
1. Μετά από πόσο χρόνο t1 (από την έναρξη to = 0 της ελεύθερης πτώσης των μαζών m1 και m2, μέσα στο πεδίο βαρύτητας της Γης Μ) η απόσταση
ho (μεταξύ των κέντρων c` της Σελήνης m1 και c της Γης Μ) θα είναι ; 2. Τη χρονική αυτή στιγμή t1, πόση είναι η τιμή των ταχυτήτων υ1, υ2, V των μαζών m1, m2, Μ ως προς το αδρανειακό σύστημα αναφοράς
S; Δίδονται: Μάζα Σελήνης, m1= 7,347.1022 kg Μάζα σφαίρας αλουμινίου, m2 = 10 kg Μάζα Γης, M = 5,973.1024 kg Απόσταση Γης – Σελήνης, h = 384.000 km
Ακτίνα Σελήνης, Ro = 1.738 km Ερώτηση Σε αυτό το πολύ σημαντικό πρόβλημα Φυσικής, ποιος Καθηγητής Φυσικής, φοιτητής κ.λπ. θα μας δώσει τη σωστή απάντηση; Αξιοσημείωτη παρατήρηση Με βάση την πρώτη και δεύτερη λύση του προβλήματος του σφαιρικού φλοιού που αναφέραμε
παραπάνω, αποδεικνύεται πλέον καθαρά και με το πιο αναμφισβήτητο τρόπο, ότι: α. Τα βαρυτικά πεδία δεν έχουν ποτέ την «αξιοσημείωτη» ιδιότητα να προσδίδουν σε όλα τα σώματα (ανεξάρτητα από τη μάζα τους) την ίδια πάντοτε επιτάχυνση, όπως λανθασμένα ισχυρίζεται ο Αϊνστάιν, σύμφωνα με την «αρχή της ισοδυναμίας». β. Η «αρχή της ισοδυναμίας» (ισχυρή και ασθενής), είναι μία απολύτως λανθασμένη αρχή της Φυσικής, όπως παρατηρούμε στα http://www.tsolkas.gr/forums/tga5.jpg, http://www.tsolkas.gr/forums/tga4.jpg και http://www.tsolkas.gr/forums/tga6.jpg, που αναφέραμε παραπάνω. |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΠΤΩΣΗ ΑΝΙΣΩΝ ΜΑΖΩΝ 1. Οι ορμές των μαζών m1 και m2
Με βάση τις σχέσεις (4) και σύμφωνα με το νόμο ΙΙΙ που αναφέραμε παραπάνω, αποδείξαμε ότι: Στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού σχ. 1 η μικρότερη μάζα m1, (m1 < m2) πέφτει με μεγαλύτερη ταχύτητα υ1 (συγκριτικά με τη μεγαλύτερη μάζα m2), η οποία πέφτει με μικρότερη ταχύτητα υ2, (υ1>υ2), μέσα στο πεδίο βαρύτητας της μάζας Μ. Δηλαδή,
καθ’ όλη τη διάρκεια της ελεύθερης πτώσης των άνισων μαζών m1 και m2, (m1< m2) η ταχύτητα υ1 της μάζας m1 είναι πάντοτε μεγαλύτερη από την ταχύτητα υ2 της μάζας m1, (υ1> υ2). Αντίθετα, με τις ορμές J1=m1 υ1 της μάζας m1 και J2=m2 υ2
της μάζας m2 δεν συμβαίνει το ίδιο. Συγκεκριμένα για τις ορμές J1 και J2, συμβαίνουν τα εξής: Από την έναρξη t0 = 0 της ελεύθερης πτώσης των άνισων μαζών m1 και m2, (m1 < m2), μέχρι κάποια χρονική στιγμή tp, (tp > t0 = 0) η ορμή J1 είναι μικρότερη από την ορμή J2, ήτοι είναι:
| | | | | | |
Κατά την χρονική στιγμή tp οι ορμές J1 και J2 είναι ίσες, ήτοι είναι: | | | | |
| | | Μετά την χρονική στιγμή tp η ορμή J1 είναι πάντοτε μεγαλύτερη από την ορμή J2, ήτοι είναι: | | | | | | | Σημείωση: Το γεγονός ότι, στη σχέση (28) είναι m1υ1 < m2υ2
και δεν είναι π.χ. m1υ1 > m2υ2, (βλέπε, αναλυτικά στην αρχή του link «Γαλιλαίος και Αϊνστάιν είναι λάθος» στο site, www.tsolkas.gr. Συνεπώς, η διατύπωση των διαφόρων σχέσεων, οι οποίες προκύπτουν από τις παραπάνω περιπτώσεις (a), (b), (c) έχει ως εξής: Σύμφωνα με τη σχέση (28) είναι:
| | | | | | | | και επειδή, σύμφωνα με το νόμο ΙΙΙ είναι: | |
| | | | | |
από τις σχέσεις (31) και (32), προκύπτει: | | | | | | | | Προφανώς, η σχέση (33) ισχύει από την έναρξη t0 = 0 της ελεύθερης πτώσης των μαζών m1 και m2, (m1< m2) μέχρι τη χρονική στιγμή tp. 2. Σύμφωνα με τη σχέση (29), είναι:
| | |
| | | | και επειδή, σύμφωνα με το νόμο ΙΙΙ είναι: | | | | | | | | από τις σχέσεις (34) και (35), έχουμε: |
| | | | | | Προφανώς η σχέση (36) ισχύει, μόνο κατά τη χρονική στιγμή tp. 3.Σύμφωνα με τη σχέση (30), είναι:
| | | | | |
| | και επειδή, σύμφωνα με το νόμο ΙΙΙ είναι: | | | | | | | | από τις σχέσεις (37) και (38), προκύπτει: | | | |
| | | | Προφανώς η σχέση (39) ισχύει, μετά τη χρονική στιγμή tp. Τη χρονική στιγμή tp
θα την ονομάζουμε, χρονική στιγμή tp ίσων ορμών. Τις σχέσεις (33), (36), (39), εφεξής θα τις ονομάζουμε βασικές σχέσεις ορμών του προβλήματος του σφαιρικού φλοιού για άνισες μάζες m1 και m2, (m1< m2). Συγκεκριμένα, τη σχέση (33) θα την ονομάζουμε, πρώτη διαρκή σχέση άνισων ορμών και τη σχέση (39) θα την ονομάζουμε δεύτερη διαρκή σχέση άνισων ορμών. Αντίθετα τη σχέση (36) θα την ονομάζουμε, στιγμιαία
σχέση ίσων ορμών. Επίσης, όπως παρατηρούμε στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού σχ. 1, η κίνηση των άνισων μαζών m1 και m2, (m1< m2) κατά την ελεύθερη πτώση τους, μέσα στο πεδίο βαρύτητας της μάζας Μ, είναι προφανώς επιταχυνόμενη και συγκεκριμένα, είναι μη ομαλώς επιταχυνόμενη, σύμφωνα με τις σχέσεις (4). Τέλος, επειδή καθ’ όλη τη διάρκεια της ελεύθερης πτώσης η ταχύτητα υ1 της μικρότερης μάζας m1,
(m1< m2) είναι πάντοτε μεγαλύτερη από την ταχύτητα υ2 της μεγαλύτερης μάζας m2, αυτό σημαίνει ότι: Στο σχ. 2 η ταχύτητα υ1 της μάζας m1, αντιστοιχεί στη καμπύλη (υ΄1) και η ταχύτητα υ2 της μάζας m2, αντιστοιχεί στη καμπύλη (υ΄2). | | | | | | | | σχ. 2
Όταν τώρα κατά τη διάρκεια της ελεύθερης πτώσης των μαζών m1 και m2, (m1< m2) μέσα στο πεδίο βαρύτητας της μάζας Μ, συμβεί σε κάποια χρονική στγιμή tp, ο λόγος των ταχυτήτων να είναι ίσος με το λόγο των μαζών , σχ. 2 τότε, σύμφωνα με τη περίπτωση (b) της σχέσης (29) οι ορμές J1=m1υ1 της μάζας m1 και J2=m2υ2 της μάζας m2 θα είναι ίσες J1= J2, (m1υ1=m2υ2) και θα ισχύει, ως γνωστό η στιγμιαία σχέση (36).
Προφανώς πριν τη χρονική στιγμή tp θα ισχύει η πρώτη διαρκής σχέση (33) και μετά τη χρονική στιγμή tp θα ισχύει η δεύτερη διαρκής σχέση (39). Όπως αντιλαμβανόμαστε, όλα αυτά που αναφέραμε παραπάνω και παρίστανται γραφικώς στο σχ. 2, αποτελούν ένα πάρα πολύ ενδιαφέρον συμπέρασμα του σφαιρικού φλοιού. 2. Η κινητική ενέργεια των μαζών m1 και m2 Με τον ίδιο τρόπο που εργασθήκαμε στα προηγούμενα για τις ορμές
J1 και J2 των άνισων μαζών m1 και m2, (m1 < m2) εργαζόμαστε τώρα και για τις κινητικές ενέργειες Κ1 και Κ2 των μαζών αυτών. Έτσι λοιπόν η κινητική ενέργεια Κ1 της μάζας m1, θα είναι: | | | | | | | | και η κινητική ενέργεια Κ2 της μάζας m2, είναι: | | | | | | | | Στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού σχ. 1 κατά την ελεύθερη πτώση, των άνισων μαζών m1 και m2, (m1 < m2) σε κάποια χρονική στιγμή tk, σχ. 3.
| | | | | | | | σχ. 3 θα συμβεί η κινητική ενέργεια Κ1 της μάζας m1 να είναι ίση με την κινητική ενέργεια Κ2 της μάζας m2, ήτοι: | |
| | | | | |
και επειδή σύμφωνα με το νόμο ΙΙΙ είναι: | | | | | | | |
Από τις σχέσεις (42) και (43), έχουμε: | | | | | |
| | | Τη σχέση (44) θα την ονομάζουμε, στιγμιαία σχέση των ίσων κινητικών ενεργειών των μαζών m1 και m2
. Επίσης τη χρονική στιγμή tk θα την ονομάζουμε χρονική στιγμή tk ίσων κινητικών ενεργειών των μαζών m1 και m2. 2. Το χρονικό διάστημα σχ. 3 από την έναρξη t0 = 0 της ελεύθερης πτώσης των μαζών m1 και m2 μέχρι τη χρονική στιγμή tk θα είναι: |
| | | Από τις σχέσεις (48) και (49), έχουμε: |
| | | |
| | | Τη σχέση (50) θα την ονομάζουμε, δεύτερη διαρκή σχέση των άνισων κινητικών ενεργειών των μαζών m1 και m2. Όλα αυτά που αναφέραμε παραπάνω, εμφανίζονται παραστατικά στο σχ. 3.
ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Στο σημείο αυτό θα πρέπει να τονίσουμε, ότι στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού σχ. 1, γενικώς η χρονική στιγμή tp των ίσων ορμών σχ. 2 δεν συμπίπτει με τη χρονική στιγμή tk των ίσων κινητικών ενεργειών των μαζών m1 και m2, σχ. 3. Μετά λοιπόν από αυτά που αναφέραμε στα προηγούμενα, ένα (δύσκολο) πρόβλημα, που προκύπτει είναι το εξής: ΠΡΟΒΛΗΜΑ
Στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού σχ. 1, ποιες είναι οι ελάχιστες μάζες m1, m2, Μ και το ελάχιστο ύψος h από το οποίο, πέφτοντας ελεύθερα οι δύο άνισες μάζες m1 και m2, (m1 < m2) μέσα στο πεδίο βαρύτητας της μάζας Μ, να έχουμε χρονική στιγμή tp ίσων ορμών και χρονική στιγμή tk ίσων κινητικών ενεργειών; Παράδειγμα
Μετά από όλα αυτά που αναφέραμε στα προηγούμενα, παρατηρούμε, ότι σε ελεύθερη πτώση τα ελαφρότερα σώματα πέφτουν με μεγαλύτερη ταχύτητα από τα βαρύτερα σώματα, μέσα στο πεδίο βαρύτητας μιας μάζας Μ. Έτσι (π.χ. στο κενό), εάν αφήοσυμε ταυτόχρονα να πέσουν ελεύθερα από ένα ύψος h υπεράνω της επιφάνειας της Γης, ένα φτερό και ένα τανκ (άρμα μάχης), τότε το φτερό θα φτάσει γρηγορότερα στην επιφάνεια της Γης και μετά θα φθάσει το τανκ!!! Αντίθετα (όπως είναι γνωστό),
ο Γαλιλαίος, ο Νεύτων, ο Αϊνστάιν και πάρα πολλοί σημερινοί Φυσικοί ισχυρίζονται, ότι το φτερό και το τανκ θα φθάσουν ταυτόχρονα στην επιφάνεια της Γης. Αυτό όμως που ισχυρίζονται όλοι οι παραπάνω Φυσικοί, είναι προφανώς πολύ μεγάλο λάθος, όπως αποδεικνύεται από την λύση του προβλήματος του σφαιρικού φλοιού, που αναφέραμε στα προηγούμενα. ΕΙΔΙΚΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΟΤΑΝ ΕΙΝΑΙ m1 , m2 , << Μ, (m1 < m2 ) Ας εξετάσουμε τώρα στο πρόβλημα του σφαιρικού φλοιού την ειδική περίπτωση κατά την οποία η μάζα m1 του σφαιρικού φλοιού και η σημειακή μάζα m2, είναι πάρα πολύ μικρότερες, συγκριτικά με τη μάζα Μ σχ. 1 ήτοι, είναι: |
| |
| |
| | | Στη περίπτωση αυτή, με βάση τη δεύτερη των σχέσεων (3), έχουμε: |
| | | ή |
| |
| | | Συνεπώς η σχέση (53) με βάση τις σχέσεις (51), δίδει: |
| | |
Δηλαδή στη περίπτωσή μας, με βάση τη σχέση (54) η μάζα Μ, θεωρείται κατά πάρα πολύ μεγάλη προσέγγιση, ότι είναι ακίνητη, δηλαδή ότι έχει ταχύτητα V: V = 0 ως προς το αδρανειακό σύστημα αναφοράς S, σχ. 1. Ας υποθέσουμε τώρα σχ. 4, ότι αφήνουμε (to = 0) το σφαιρικό φλοιό m1 και τη σημειακή μάζα m2
(που βρίσκεται στο κέντρο του σφαιρικού φλοιού m1) να πέσουν ελεύθερα και τα δυο μαζί (ταυτόχρονα) από το ύψος h μέσα στο πεδίο βαρύτητας της ακίνητης (V = 0) μάζας Μ. |
| | | σχ. 4 Ας υποθέσουμε επίσης ότι, κατά τη χρονική στιγμή t1 > 0 (της ελεύθερης πτώσης των μαζών m1 και m2), ως προς το αδρανειακό σύστημα αναφοράς S, είναι: Vcm = η ταχύτητα του κέντρου μάζας των μαζών m1 και m2 υ1
= η ταχύτητα της μάζας m1 υ2 = η ταχύτητα της μάζας m2 h΄c = η απόσταση του κέντρου μάζας των μαζών m1 και m2 από το άνω άκρο του ύψους h. h΄1 = η απόσταση της μάζας m1 h΄2 = η απόσταση της μάζας m2
|
| | | όπου: |
| |
| | | Εφαρμόζοντας τώρα την αρχή της διατήρησης της ενέργειας κατά την χρονική στιγμή t1 > 0 της
ελεύθερης πτώσης, έχουμε: a. Για το κέντρο μάζας των μαζών m1 και m2: |
| | | Από τη σχέση (56), έχουμε: |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Όπως παρατηρούμε, στη σχέση (57) η ταχύτητα Vcm του κέντρου μάζας των μαζών m1 και m2, είναι ανεξάρτητη των μαζών m1 και m2, ήτοι ισχύει για όλες τις τιμές των μαζών
m1 και m2. Ομοίως, για την μάζα m1, έχουμε: | | | | | |
| Από τη σχέση (58), προκύπτει: | | | | |
| | Όπως παρατηρούμε στη σχέση (59) η ταχύτητα υ1 της μάζας m1 κατά τη χρονική στιγμή t1 > 0 της ελεύθερης πτώσης της, είναι ανεξάρτητη της μάζας m1, ήτοι ισχύει για όλες τις τιμές της μάζας m1. c. Ομοίως, για τη μάζα m2, έχουμε:
| | | | | | | |
Από τη σχέση (60), προκύπτει: | | | | | | | | Όπως παρατηρούμε στη σχέση (61) η ταχύτητα υ2 της μάζας m2 κατά την χρονική στιγμή t1 > 0 της ελεύθερης πτώσης της, είναι ανεξάρτητη της μάζας m2, ήτοι ισχύει για όλες τις τιμές της μάζας m2. Σημείωση: Στις περιπτώσεις (a), (b), (c) που αναφέραμε παραπάνω,
θεωρούμε ότι κατά την χρονική στιγμή t1 > 0, η σημειακή μάζα m2, βρίσκεται πάντοτε εντός του σφαιρικού φλοιού m1. Επίσης, όπως είναι γνωστό η ταχύτητα Vcm του κέντρου μάζας των μαζών m1 και m2 κατά την χρονική στιγμή t1 > 0 είναι: | | | | | | | Από τη σχέση (62), έχουμε: | | | | | | | Αντικαθιστώντας τώρα, στη σχέση (63) τα Vcm
, υ1, υ2 που δίδονται από τις σχέσεις (57), (59), (61) έχουμε: | |
|