विमानाची उडल्या जागी राहून पृथ्वीप्रदक्षिणा ?!

विमान गुरुत्वाकर्षन कक्षेच्या बाहेर नाही पडले तर त्यासोबत प्रूथ्वीचा वेग असणारच .. उदाहरणार्थ ट्रेनमध्ये उडणारी माशी.. ५ किलोमीटर उंवीवर गेल्यावर आपण गुरुत्वाकर्षण कक्षेच्या बाहेर पडतो की नाही ते मात्र माहीत नाही. एवढे सायन्स वायन्स केले नाहीये मी.

विमान धावपट्टीवर (relatively) स्थिर असतानाही पृथ्वीच्या वेगाने धावत असते, तसेच ते ५ किमी उंचीवरही धावत असेल. त्याला स्थिर करणे शक्य नाही, त्यामुळे असं होणार नाही. वेस्ट आणि इस्टला जाताना (उदा. कॅनडा ते भारत आणि भारत ते कॅनडा) विमानाला म्हणूनच वेगवेगळा वेळ लागतो.

प्रूथ्वी आपल्या सोबत आपले वातावरण घेऊन फिरत असते. जसे ट्रेन आपल्या सोबत आपले वातावरण घेऊन फिरत असते.
विनोदाचा भाग सोडला तर माशी कुठेही बूड टेकवत नाही हे आपल्यालाही माहीत आहेच.
जेव्हा ट्रेनच्या दाराखिडकीतून अचानक एखादी माशी आत शिरते तेव्हा अचानक त्या ट्रेनच्या वेगाशी जुळवता न आल्याने ती मागे फेकली जाते. बरेचदा आपण ट्रेनच्या दिशेने बसलेलो असताना आपल्या ती तोंडावर आदळते आणि आपण थू थू करतो. मी तरी करतो. पण मग लगेच ती ट्रेनचा वेग पकडते आणि ट्रेनमध्येच रमते. अश्यावेळी आपण त्या माशीला रागाने शिव्या घालतो. पण यात तिची काही चूक नसते हे समजून आपण तिला माफ करायला हवे.

गजानन, धावत्या बस मध्ये (ओपन बस आहे समजा) जर चेंडू उंच उडवला, तर तो खाली आल्यावर आपल्या हातात येईल का जिकडे उडवला त्या ठिकाणी पडेल?
तसचं ५ किमीवरही पृथ्वीच्या रिलेटिव्ह काही फरक पडणार नाही.रादर जर स्थिर (बाहेरच्या ओब्झर्वरच्या दृष्टीने) राहायचं असेल तर, पृथ्वीच्या वेगाच्या उलटा फोर्स विमानाने लावला तर शक्य होईल, पण त्यात कितीतरी जास्त वेळ आणि उर्जा जाईल.

मस्त! लहानपणी सायन्समध्ये डिस्कशन झाल होत ह्यावर.

तसलं काही होणार नाही. आपण स्थिर होऊ शकत नाही. कारण पृथ्वीच गुरुत्वाकर्षण आपल्याला खेचून घेईल. जर पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या बाहेर जाऊन स्थीर व्हाल तर अंतराळतल्या वेगवेगळ्या गुरुत्वीय बलाच्या प्रभावाखाली कुठेतरी भरकटल्या जाल.

त्यामुळे स्थिर होण्याचा मुद्दा कटाप!

पृथ्वीभोवती प्रदक्षिणा मारणारे उपग्रह एका कक्षेत स्थापित होऊन विशिष्ट वेगाने जात असतात. त्यामुळे पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण आणि उपग्रहाचा वेग ह्यांच्यात ताळमेळ होतो आणि तो खाली न पडता कक्षेत फिरत राहतो.

कक्षेचा कोन आणि किंवा वेग चुकला तर उपग्रह सरळ खाली कोसळतो.

अरे गजाभाउ, पार वर अंतराळात असलेले उपग्रहसुद्धा पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे पृथ्वीकडे खेचले जातात किंवा "खाली" पडत असतात. पण त्यांचा वेग व पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण यांचा समन्वय साधून ते एका ऑर्बिटमध्ये गोल फिरत असतात.
विमान ५ किमी वर असेल पृथ्वीपासून आणि इंजिन बंद केली तर ते थेटच पडेल खाली. माउंट एव्हरेस्ट जवळपास ९ किमी उंच आहे. आंतरखंडीय जेट विमाने त्याहून अधिक उंचीवरून जातात.

अगदी पृथ्वीपासून खूप दूर गेले तरी पृथ्वी विमानाला खेचतच राहील. जर समजा ते चंद्राच्या खूप जवळ गेले तर चंद्र खेचेल.

रजनीकांत किंवा बालय्या मात्र हे करू शकतो.

ऋन्मेश,

तो वातावरणाचा नाही तर सापेक्ष गतीचा परिणाम असतो

अमित ते बसचा वेग किती आहे, चेंडू किती जड आहे आणि तो किती उंच फेकला आहे, या तीन गोष्टींवर अवलंबून राहील ना? तो बर्‍यापैकी जड असेल आणि बराच उंच फेकला असेल तर तो पुन्हा खाली येईपर्यंत बस पुढे निघून गेली असेल ना/का?

>>

तो बस मध्येच पडेल. कारण बसच प्लेन (आता ह्याला मराठीत काय म्हणतात माहिती नाही, पण X - Y वाल प्लेन) आणि चेंडूच प्लेन, तो वर फेकल्या जातांना एकच आहे. शिवाय येथे २ वेग आणि त्याला प्रतिबंध करणारे दोन बले आहेत.

सबब, त्यास बसचा होरीझोंटल वेग मिळाला आहेच! राहिला व्हर्टिकल वेग, त्यास गुरुत्वबल विरोध करतेच आहे, म्हणून तो खाली खेचेल.

होरीझोंटल वेगास हवेचा प्रतिबंध असेल, पण तो तीतकासा नसल्याने तो बसच्या प्लेनमध्येच राहील आणि फारतर मागच्या सीटवर पडेल.

आता जर आपण खूपच जोर लावून भरपूर उंच फेकला, तर मात्र हवेच विरोधी बल प्रभावी ठरून त्याच होरीझोंटल वेग कमी व्हायला लागेल आणि काहीकाळाने तो बसच्या प्लेनच्या मागे जाईल आणि नंतर शेवटी खाली पडेल.

हवेत वारा किंवा इतर कुठलाही फोर्स त्या चेंडूच्या गतीला बदलत नाही असं गृहीत धरलं तर बसचा वेग, चेंडूचं वजन काही परिणाम करणार नाही. तो चेंडू गुरुत्वाकर्षण भेदून बाहेर जाणार नाही इतपत कमी उंच फेकला असेल तर तो बस बरोबर जाऊन आपल्या हातात येईल.
कारण, फेकताना त्याला बसचा वेग प्राप्त झाला होता, त्या वेगाला रिव्हर्स करणारे कुठलेही बल त्या चेंडूवर कार्य करत नाहीये, त्यामुळे तो बसच्या रिलेटिव्ह पोझिशन मध्ये गतिमान असेल.
आपण उंच उडी मरतो तर परत तिकडेच पडतो ना, तसच.

चेंडू पुष्कळ उंच फेकला तर नाही पडणार परत बस मध्ये. (करुन बघितलेलं आहे )
अमित +१ पोस्टींकरता.

चेंडू जर वर जोरात फेकला तर त्याला हॉरिझाँटल गती तितकीशी नाही मिळत. बेसिकली हॉरिझाँटल वर्सेस वर्टिकल गति किती ह्यावर लँडिंग ठरेल.

असे होण्यासाठी विमानाची उंची लागेल पृथ्वी च्या पृष्ठ्भागापासून ४२,१६० कि मी. (आकडा परत एकदा तपासून बघितला पाहिजे कारण हे मला कॉलेजमधे असताना शिकल्याचं आठवतय. पण ५ किमी एवढा कमी नक्किच नाही.) एवढे उंच कारण तिथे पृथ्वी च्या गुरुत्वाकर्षणाचा प्रभाव जवळ जवळ नाहीसा होतो व एखादी वस्तु पृथ्वीकडे खेचली न जाता तरंगत राहु शकते. अर्थात पृथ्वीचा आकार पूर्ण गोल नसून अंडाकृती असल्यामुळे व तिचा आस कललेला असल्यामुळे त्या विमानाला ही उंची कमी जास्त करावी लागेल किंवा अशी कक्षा शोधावी लागेल कि जेणे करून विमान कायम गुरुत्वाकर्षणाच्या प्र भावा बहेर राहील. जीओ-स्टेशनरी सॅटेलाईट्स म्हणजे प्रूथ्वीवरून सतत आपल्या डोक्यावर रहातील असेल सॅटेलाईट्स असे काम करतात. ते ह्या कक्षेमधे पृथ्वीच्या परिवलनाच्या वेगाने व त्याच दिशेने जात रहातात ज्यामुळे ते कायम आपल्या डोक्यावर आहेत असे वाटते.

ता. क - कॉलेजमधे शिकलो होतो त्यावरून जे आठवलं ते लिहिलय. कोणाला अधिक व अचूक माहिती असल्यास कृपया सांगा.

गजाभाऊ तो बिंदू कुठे आहे हे नक्की झाल्याशिवाय तो स्थिर आहे हे ग्रुहितक धरता येत नाही. मला आठवते त्याप्रमाणे तुम्ही जे म्हणताय ते with reference to frame of Earth असल्यामूळे भयंकर energy inefficient आहे. विषुवव्रुत्तावर प्रुथ्वीचा वेग ताशी १००० मैल वेग असतो ह्यावरून कल्पना येईल.

पृथ्वीभोवती कितीही अंतरावर स्वतःच्या कक्षेत फिरू शकणारी कोणतीही वस्तू उपग्रहाप्रमाणे फिरू शकेल. स्पेस स्टेशन 300-400 किमीवर आहे आणि चन्द्र जवळ जवळ 3,80,000 किमीवर तरीही दोन्ही आपापल्या कक्षेत पृथ्वीकडे खेचले न जाता फिरत असतातच.

विमानाबाबत बोलायचे तर अगदी ते एका जागी स्थिर आहे समजा 24 तासांसाठीसुद्धा तरीही ते पृथ्वी पृष्ठभागाच्या संदर्भात आहे तिथेच राहील कारण पूर्ण वायुमंडळ पृथ्वीसोबत फिरत असते, अन्यथा पृथ्वीचा वेग, त्रिज्या परीघ आणि पृथ्वीचा कोणताही बिंदू एका दिवसात कापत असलेले प्रचंड अंतर पाहता, वायुमंडळ स्थिर असते तर रिलेटिव्ह मोशनमुळे प्रचंड वादळे झाली असती.

असं ५ किमी किंवा अगदी ५०० किमी वर जाऊन विमाने वगैरे स्थिर झाली असती तर वैज्ञानिक भूस्थिर उपग्रह (Geostationary satellites) ३६००० किमी वरती भूस्थिर कक्षेत (Geosynchronous orbit) कश्याला सोडत बसले असते साहेब?

तुम्ही म्हणता आहात ते फ़क्त भूस्थिर उपग्रह साधू शकतो, पृथ्वीचे गुरुत्वीय बल जिथे संपते त्या बॉर्डर वर आपला स्थलकालिक तोल "Gyroscopic Balance" सांभाळत ते स्थिर राहतात अन त्यांची गती ही पृथ्वीच्या स्वतः भोवती फिरायच्या गती ला मॅच केलेली असते म्हणजेच ते उपग्रह सुद्धा २४ तासात एक चक्कर पुर्ण करतात ह्याचाच अर्थ जिथुन उपग्रह सोडला अन ज्या क्षेत्रावर तो स्थिर आहे तिथून ते क्षेत्र अन तो उपग्रह कायम लाइन ऑफ़ साईट मधे राहतात म्हणजेच सॅटॅलाइट फोकस इच्छित जागी असतो, ह्याची गरज दुरसंचार, डीटीएच सिग्नल्स मधे वगैरे असते म्हणूनच भारताचे इनसैट श्रेणीचे सगळे सॅटॅलाइट हे भूस्थिर कक्षेत स्थापन केले जातात

इंटरेस्टींग चर्चा ..

>> तुम्ही जे म्हणताय ते with reference to frame of Earth असल्यामूळे भयंकर energy inefficient आहे

गजानन ने एक हायपोथेटिकल प्रश्न विचारला आहे ना?

>> करुन बघितलेलं आहे

पण ते तो चेंडू कुठल्या अँगल ने वर गेला ह्यावरही अवलंबून असेल ना .. काटकोनात सरळ वर फेकणे ह्युमनली पॉसिबल नसेल ..

>> आपण उंच उडी मरतो तर परत तिकडेच पडतो ना, तसच.

आपण मारून मारून किती उंच उडी मारणार .. तेव्हा आपलं वजन किती जोरात उडी मारली आहे हे नगण्य असेल ना बाकीच्या फोर्सेस च्या तूलनेत?

सशल, तू सगळंच ह्युमनली इम्पोसिबल करून टाकलस. हो अँगल राहिला, पर्फेक्टली होरीझोन्टल रस्त्यावर चालणाऱ्या, पर्फेक्टली होरीझोन्टल फ्लोरवर उभं राहून, फ्लोरच्या काटकोनात वरच्या दिशेला फेकला. फेकल्यानंतर तो परत झेलेपर्यंत बस त्याच वेगात त्याच सरळ रस्त्यावर जात राहिली.
रुन्म्याचं माशीचं उदाहरण चांगलं होतं, पण थू थू करून गफ्रे आणेल तो.

गजानन ने एक हायपोठेटिकल प्रश्न विचारला आहे ना?>>>. +१

तर मग सरतेशेवटी, एकदा जर पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणा विरुद्ध फोर्स निर्माण करुन जर ती वस्तू तशीच तरंगत राहू शकली तर मला वाटतं रोटेशन आणि रेवोल्युशन मुळे पृथ्वीची पोजिशन बदलेल पण ती वस्तू तिथेच राहिल.
एकदा गुरुत्वाकर्षणाचा इफेक्ट गेला की मग पृथ्वीबरोबर फिरण्याचा (रोटेशन आणि रेवोल्युशन) प्रश्न राहणार नाही, थोडक्यात प्रदक्षिणा पुर्ण होऊ शकते. (असं मला वाटतं हे न लिहून कसं चालेल? )

>> तू सगळंच ह्युमनली इम्पोसिबल करून टाकल

असामी इंजिनिअर आहे, हायपोथेटिकल प्रश्न विचारून लगेच मग याचं एस्टीमेट किती? असली नियत त्याला ठावूक आहे.

जर पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणा विरुद्ध फोर्स निर्माण करुन >>>

का वेट लॉस प्रोग्रॅमवाल्यांच्या पोटावर पाय द्यायला निघालाय?

>> असामी इंजिनिअर आहे

!!!

मला असं म्हणायचं होतं की "ते विमान तसं स्थिर राहू शकतं का"? असा प्रश्न गजानन ने विचारला नसून "जर ते तसं राहिलं तर त्याची पृथ्वी प्रदक्षिणा होईल का"? असा विचारला आहे असं मला; एका नॉन-इंजिनीअर ला वाटलं ..

सशल, गजाभाऊ ने प्रश्नात किती किलोमीटरवर ते दिले नसल्यामूळे ह्याचे उत्तर ठामपणे कोणीच देऊ शकणार नाही. " तो बिंदू कुठे आहे हे नक्की झाल्याशिवाय तो स्थिर आहे हे ग्रुहितक धरता येत नाही." हे पहिले वाक्य त्यासाठीच होते. तो म्हणातो तसे ५ km धरले तर काय करावे लागेल ते पुढच्या वाक्यांमधे लिहिले होते.

अरे का कह रहे हो असामी? एसा कैसा?
सशल क्रेक्ट बोलत आहे, गजाभौ तेच विचारत आहेत. He just said, whatever that distance is. Also, it doesn't matter what distance the object is from the earth. As far as there is enough force acting on it in the opposite direction, it will stay still. His question was more like "assuming" it's still, will it stay right where it is and witness a whole turn of the earth?

पृथ्वीसोबत वातावरण ही फ़िरत असते.. म्हणुन नाही होणार प्रदक्षिणा. .. जशी वरील बस मधील माशी...

विमाने हेच वातवरण भेदुन जातात ....

बिंदू कुठेही असुदे, स्थिर किसके हैसियतसें (नजरीयेसे) सांगत नाही तो पर्यंत पण नाही सांगता येणार.

स्थिर पृथ्वी शी रिलेटिव.
इंडिपेन्डन्स डे मधये दाखवलय तशा स्पेस्शिप येऊन उभ्या ठाकल्या की कसं? सकाळ जाऊन रात्र झाली तरी शिपा तिथेच असतात तसं.