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/ NetNews Usenet Archive 1993 #3 / NN_1993_3.iso / spool / sci / physics / 23641 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1993-01-28  |  5.7 KB

  1. Path: sparky!uunet!portal!lll-winken!uwm.edu!spool.mu.edu!agate!dog.ee.lbl.gov!hellgate.utah.edu!lanl!beta.lanl.gov!u108502
  2. From: u108502@beta.lanl.gov (Andrew Poutiatine)
  3. Newsgroups: sci.physics
  4. Subject: Re: satellite orbits
  5. Message-ID: <1993Jan26.234154.11664@newshost.lanl.gov>
  6. Date: 26 Jan 93 23:41:54 GMT
  7. References: <376oXB3w165w@netlink.cts.com> <1993Jan22.134213.6183@rhrk.uni-kl.de>
  8. Sender: news@newshost.lanl.gov
  9. Organization: Los Alamos National Laboratory
  10. Lines: 95
  11.  
  12. In article <1993Jan22.134213.6183@rhrk.uni-kl.de> kring@efes.physik.uni-kl.de (\) writes:
  13. >
  14. >Nothing wrong about it (except the spelling of "centripetal").
  15. >The centrifugal force appears only if you use the satellite (or any rotating
  16. >system) as a frame of reference.  You can avoid it by looking at the system
  17. >from far away, using an inertial system as frame of reference.
  18. >
  19. >A non-astronomy example:
  20. >On a merry-go-round, you'll experience centrifugal force, pulling you away from
  21. >the centre, but that force cancels with the centripetal force, which acts on
  22. >you through the chain tying you to the rotating part.  So the sum of all forces
  23. >is zero, and you stay where you are - with reference to the rotating part.
  24. >But the bystanders see it another way: You are held on a circular orbit by the
  25. >chain pulling you to the centre and stopping you from flying away on a tangent
  26. >and hurting yourself badly, which you'd do if there were no force (no chain).
  27. >They observe only one force.
  28. >
  29. >Some people will tell you that centrifugal force is "not a real force" or
  30. >"pseudo force" but I think that's dubious.  The Theory of General Relativity
  31. >states that you can choose whatever system of reference you want, laws of
  32. >physics will be the same.  Using the standpoint of an observer on the
  33. >satellite is as reasonable as any other, only the forces you need are more
  34. >complex.  That is, you need more assumptions to explain the same observations.
  35. >Therefore, using Occam's razor ("Do not unnecessarily multiply entities" or,
  36. >as Einstein put it, "As simple as possible - but not simpler")
  37. >one normally chooses the frame of reference with less assumptions.
  38. >
  39. >BTW, that's the only reason why we say that the earth is rotating the sun and
  40. >  not the other way around: for simplicity.
  41. >
  42.  
  43.  
  44. Some of what you say has merit, although the above is both wrong and 
  45. dangeroulsy misleading to those who wish to learn.
  46.  
  47. First, centrifugal means fleeing the center, and centripetal means seeking the
  48. center.  Thus a satellite orbiting the Earth, with not other celestial
  49. bodies acting on it, and assuming the simplest configuration, experiences
  50. only gravity, and thus only a centripetal force.
  51. In this case (again for the satellite) the centrifugal force _is_ in fact a
  52. "psuedo force."  We see four forces in physics, gravitation, electro-mag., 
  53. weak and strong nuclear forces (excuse me if I haven't given them their full
  54. names).  Our satellite is not seeing substantial contributions from anything
  55. but gravity, and then there is _no_ centrifugal force on the satellite.  Of
  56. course, as mentioned in a previous post, the Earth feels a miniscule pull 
  57. from the salellite due to gravitational attraction, and this is away from the
  58. center of the satellites orbit, and is thus a centrifugal force.  (No need to
  59. nit pick about the actual location of the center of mass of the system, I am
  60. trying to be ideal for the moment :^)  ).
  61.  
  62. Even when on a merry-go-round there is _no_ centrifugal force acting on you.
  63. It obviously seems like it, but again, ask yourself if it is gravitational,
  64. electro-magnetic, strong nuclear or electro-weak forces that cause it.  This
  65. case is a little more complicated, since it is atomic interactions that 
  66. create the friction on your shoes, and prevent your hand from moving through the
  67. bar that you hold on to.  But again, nothing pulls you away from the center
  68. of the merry-go-round.
  69.  
  70. The problem is that in rotating reference frames we cannot apply our momentum
  71. principles without taking into account the fact that we are being accelerated.
  72. If we assume that on the Earth that we are in an inertial reference frame, we
  73. end up with strange effects.  Usually it is ok for our purposes to assume 
  74. that our reference frame is inertial, but sometimes you see things like the
  75. "Coriolis forces and accelerations."  Once again theree is no actual 
  76. physical force that is making storms rotate, it is only and effect of the 
  77. fact that we are in a non-inertial reference frame that makes it appear as
  78. though there is a Coriolis force.  The storm wants to obey Newtons laws, and
  79. gets itself set up in a sort of orbit, if you want to think of it that way.
  80. Coriolis is a whole subject unto itself, and I'll leave that for specific
  81. questions on the subject. 
  82.  
  83. As far as what was said about Relativity, this in also not entirely true in 
  84. that Relativity _does_ distinguish between accelerating frames (i.e. non-
  85. inertial) and non-accelerating frames.  This is in my understanding the 
  86. basis for the resolution of the twin paradox.
  87.  
  88. It is patently false to say that simplicity is the only reason why one 
  89. reference frame is chosen over another, and that that is the only reason
  90. why we say that the Earth rotates about the sun, and not visa versa.  Conservat-
  91. ion of momentum distinguises between the inertial and non-inertial frames,
  92. which is why an inertial frame is called inertial.
  93.  
  94. If I am on a merry-go-round, standing on the outside edge, and throw a dart at
  95. a dartboard that is at the center of rotation, I will see the dart curve
  96. and miss the board, if I am rotating and throw as though I am in an inertial
  97. frame.  This is the Coriolis effect again, and I cannot pretend to be in 
  98. an inertial frame and try to apply conservation of momentum.  
  99.  
  100. Whew, I am glad that is off my chest.  Now you may flame, but just don't
  101. pick nits please, I like my nits just the way they are ;^)
  102.  
  103. -AIP
  104.  
  105.  
  106.  
  107.