Inertialsystemer – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

19. februar 2010

Inertialsystemer

Hej Spørg om Fysik
Hvis man lader et lod falde på et skib, er der så forskel på den bane loddet beskriver i faldet, afhængigt af, om man slipper loddet indenfor eller udenfor rælingen? Har det noget med inertialsystemer at gøre?? Det samme gælder vel for et tog, bil etc.?

Det lille billede fra forrige side viser en kurve svarende til den genstanden vil følge på vej imod vandet.

Med venlig hilsen
T M

 

Et Inertialsystem er et koordinatsystem, hvor inertiens lov gælder, dvs. et system hvor legemer der ikke påvirkes af kræfter enten ligger stille eller bevæger sig efter en ret linje med konstant hastighed. Når man ser bort fra søgang og vind er et skib et inertialsystem.

Loddet har samme fart som skibet. Hvis vi ser bort fra vind falder loddet imod jordcentret i begge tilfælde. Målt på skibet lander loddet i det punkt, der er lige under loddet da det blev sluppet, det følger lodlinien, dvs. det lander samme sted, som det ville lande, hvis skibet lå stille. Målt ud over rælingen falder loddet set fra skibet lodret ned og lander i forhold til skibet samme sted, hvor det ville lande, hvis skibet lå stille. I forhold til vandet lander det imidlertid et stykke fremme i sejlretningen. I forhold til vandet har loddet skibets fart. Lad os antage, at loddet slippes, da det er lige lodret over en bøje forankret til havbunden.  Hvis skibets fart er f.eks. 18 km/h eller 5 m/s, og hvis faldhøjden er f.eks. 20 m (et stort skib), tager faldet ca. 2 sek. Loddet bevæger sig ca. 2*5 = 10 m frem på de to sekunder, så det rammer vandet 10 m længere fremme end bøjen, altså end det sted på vandet, det var lodret under, da det blev sluppet.

Dette er præcis problemet før i tiden, når man bombede fra bombefly. Man skulle kaste bomben meget før det mål, man ønskede at ramme, og der var ikke mange bomber der faktisk ramte målet, så man dryssede dem ud i det håb, at nogen ramte. Sidst under anden verdenskrig kom de første pålidelige bombesigter, hvor man kunne tage hensyn til maskinens fart, højde og bombens faldtid, så der var en rimelig chance for at ramme. Alternativet var da ellers kun styrtbombere, hvor man dykkede med maskinen imod målet, brugte hele maskinen som sigte, og udløste bomben i den retning. I dag styres de fleste bomber af passende elektronisk apparatur, så de enten rammer en markerings LASERplet eller styringen sker via et TV-kamera, GPS etc., de er smarte i forhold til gamle dage. Man kan opnå træfsikkerheder på under få meter i forhold til det indkodede (hvilket jo ikke sikre, at man faktisk sigter på det ønskede mål, det er et andet problem).

 

Billedet viser et B1 bombefly der drysser bomber ud, bemærk at de nederste allerede erlængere tilbage end bombelemmen.

Med venlig hilsen
Malte Olsen