Két homogén gömb gravitációs tere
2023. szeptember 23. írta: Szkladányi András

Két homogén gömb gravitációs tere

A program megírásához a Gnädig Péter-Honyek Gyula szerzőpáros által kitalált, titánfaló kicsi zöld emberkékről szóló fizika feladatok és az Arrokoth kisbolygó formája adta az ötletet.
Források:
Gnädig Péter-Honyek Gyula: 123 furfangos fizika feladat (1997)
Gnädig Péter-Honyek Gyula-Vigh Máté: 123 furfangos fizika feladat (2014)
KÖMAL P. 4735. feladat (2015/4. szám)
486958 Arrokoth (https://hu.wikipedia.org/wiki/486958_Arrokoth)

arrokoth.jpg

A program célja két homogén tömegeloszlású gömb gravitációs terének szemléltetése. A két gömb kívülről érinti egymást (akár csak az Arrokothnál), vagy az egyik a másikon belül helyezkedik el. Utóbbi esetben gömb alakú üreg is lehetséges (lásd a titánfalók egyik tevékenységét). A program segítségével kétdimenziós színtérkép metszetben, illetve 3D-s megjelenítéssel szemléltethető a gravitációs térerősség (gyorsulás) és potenciál, valamint egy a szimmetria forgástengelyt tartalmazó síkmetszetben ábrázolhatók a gravitációs erővonalak.

kep_1.pngkep_2.png
Nyomon követhetjük egy próbatest mozgásának pályáját, sebesség- és gyorsulásvektorát a nyugalomban lévőnek képzelt tömegközépponti, azaz forgás nélküli inerciarendszerből nézve. A szimuláció nyugvó és forgó égitest esetén is lehetséges, de a súrlódást és a közegellenállást elhanyagoljuk. A mozgás létrejöhet a szilárdnak tekintett gömbökön kívül, a nagyobb gömb súrlódásmentes felszínén, egyenes vonalú kényszerpályán/alagútban (ekkor a rendszer nem foroghat, a kényszerpálya kezdő- és végpontja a gömbökben, illetve azok felszínén lehet), vagy a próbatest számára teljesen áthatolhatónak képzelt gömbök esetén is. A számítások során a program negyedrendű Runge-Kutta módszert alkalmaz.

kep_4.png

kep_5.png
Változtatható paraméterek: a gömbök sugarának aránya, belső gömb esetén a felszínek távolsága, a gömbök sűrűségének aránya, az égitest forgásának szögsebessége, a próbatest kezdőhelyzete és kezdősebessége, a kényszerpálya kezdő- és végpontja, valamint a mozgások szimulációjánál alkalmazott időlépés.

A tömörített program a következő linkről tölthető le:

https://www.dropbox.com/scl/fi/t4ijqylqh3arz0z6u37jk/ketgombgrav.zip?rlkey=1eqg5txnl902mg2bwt7q4kg7w&dl=0

A bejegyzés trackback címe:

https://szkladanyi.blog.hu/api/trackback/id/tr5718220213

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Nincsenek hozzászólások.
süti beállítások módosítása