Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 976
2016-09-17 
Орбитальная станция имеет форму тора, вращающегося вокруг своей оси с угловой скоростью $\omega = 1 рад/с$. Из клетки вылетели два попугайчика и полетели по коридору в разные стороны. Оказалось, что одному лететь гораздо легче, чем другому. Объясните, какому и почему. Считая, что попугай летает со скоростью $v = 5 м/с$, оцените радиус станции.
Решение:
Вращение станции создаёт эффект искусственной силы тяжести с эффективным ускорением свободного падения $g_{эфф} = \omega^{2}R$. Линейная скорость вращения коридора станции, имеющего средний радиус $R$, равна $v_{0} = \omega R$. Полёт попугайчика со скоростью $v$ в направлении, противоположном направлению вращения станции, приведёт к уменьшению его угловой скорости и ускорения искусственной силы тяжести до значения $g_{эфф}^{ \prime} = \frac{(v-v_{0})^{2}}{R}$. При $v = v_{0} = \omega R$ величина $g_{эфф}^{ \prime} = 0$, то есть для попугайчика наступит состояние невесомости; отсюда $R \sim v/ \omega \sim 5м$. Полёт по коридору в направлении вращения станции приведёт к увеличению эффективного ускорения свободного падения до значения $g_{эфф}^{ \prime \prime} = \frac{(v + \omega R)^{2}}{R}$. Таким образом, попугайчику легче лететь в направлении, противоположном направлению вращения орбитальной станции.
Орбитальная станция имеет форму тора, вращающегося вокруг своей оси с угловой скоростью $\omega = 1 рад/с$. Из клетки вылетели два попугайчика и полетели по коридору в разные стороны. Оказалось, что одному лететь гораздо легче, чем другому. Объясните, какому и почему. Считая, что попугай летает со скоростью $v = 5 м/с$, оцените радиус станции.
Решение:
Вращение станции создаёт эффект искусственной силы тяжести с эффективным ускорением свободного падения $g_{эфф} = \omega^{2}R$. Линейная скорость вращения коридора станции, имеющего средний радиус $R$, равна $v_{0} = \omega R$. Полёт попугайчика со скоростью $v$ в направлении, противоположном направлению вращения станции, приведёт к уменьшению его угловой скорости и ускорения искусственной силы тяжести до значения $g_{эфф}^{ \prime} = \frac{(v-v_{0})^{2}}{R}$. При $v = v_{0} = \omega R$ величина $g_{эфф}^{ \prime} = 0$, то есть для попугайчика наступит состояние невесомости; отсюда $R \sim v/ \omega \sim 5м$. Полёт по коридору в направлении вращения станции приведёт к увеличению эффективного ускорения свободного падения до значения $g_{эфф}^{ \prime \prime} = \frac{(v + \omega R)^{2}}{R}$. Таким образом, попугайчику легче лететь в направлении, противоположном направлению вращения орбитальной станции.
