Software ve SpaceX: Programovací jazyky, uživatelská rozhraní pro Dragon i Starship, útrapy při přistáních
V tomto pokračování nedávného článku se podíváme na další novinky týkající se toho, jak SpaceX při svých aktivitách využívá software. Dozvíte se spoustu zajímavostí o uživatelských rozhraních Crew Dragonu i Starship, používaných programovacích jazycích nebo o prvních pokusech o přistání Falconu 9.
Dozvěděli jsme se další informace o ovládacích displejích v Crew Dragonu. Tyto displeje jsou vzájemně zaměnitelné a dokážou se tak zastoupit v případě poruchy kteréhokoliv z nich. I v případě selhání všech displejů má posádka stále k dispozici tlačítka pod displeji pro spouštění nouzových příkazů. SpaceX rovněž může Crew Dragon ovládat ze Země, pokud by toho posádka nebyla sama schopná. Všechna důležitá data jsou rovněž uložena i v tabletech, kterými je posádka vybavena a které používá například i jako příručku při vykonávání různých procedur v lodi. Uživatelské rozhraní bylo navrženo s důrazem na dobrou čitelnost a přehlednost ve všech situacích. Výchozí je tmavý klidný a minimalistický styl ve kterém vizuálně dobře vyniknou jakákoliv varovná hlášení či indikace problémů při zachování čitelnosti informací o celkovém stavu lodi. Pro zobrazování detailních technických informací využívají počítače automatickou analýzu dat na jejímž základě pak volí, která data je nejvhodnější posádce zobrazit a jakým způsobem. Předchází se tak zahlcení posádky informacemi, které nemusí nutně potřebovat. U zobrazení videa z přední kamery se pak navíc používá zvláštní kontrastní filtr zajišťující, že technické informace promítané přes video budou vždy dobře viditelné i v situaci, že je obraz z kamery čistě černý či bílý.
Model uživatelského rozhraní Crew Dragonu (Autor: Ulises Siriczman)
Návrh uživatelského rozhraní byl také orientován na provoz ve ztížených podmínkách vesmírné lodi, v níž může posádka zažívat různé vibrace. Při vývoji si proto inženýři vytvořili speciální testovací stanoviště se skutečnými sedadly a displeji z Crew Dragonu a to celé položili na vibrační podložku. Zde pak testovací subjekty obou pohlaví, různých tělesných proporcí a různého stáří s helmami od skafandrů na hlavě testovali čitelnost informací. Na různě vibrujících sedadlech s pomocí Xbox ovladače (pravděpodobně proto, že umožňoval rychlejší odezvu než sahání na displej) hráli speciální hru spočívající v zobrazování různých sekvencí číslic a písmen. Tyto sekvence se objevovaly na náhodných místech na displeji, měly náhodnou velikost, barvu i font a rovněž se různě třásly. Na základě výsledků těchto experimentů mohli inženýři určit nejvhodnější kombinace všech těchto aspektů pro zobrazování informací čitelných i v takto ztížených podmínkách. Rovněž na základě této zkušenosti dospěli k závěru, že všechna možná futuristická ovládací rozhraní používaná ve sci-fi filmech jsou nesmyslná a v reálném životě by byla nepoužitelná. Momentálně probíhají úpravy uživatelského rozhraní pro misi Inspiration4, tak aby reflektovalo nové prvky lodi, především skleněnou výhledovou kupoli, kterou bude nahrazen dokovací mechanismus ve špičce lodi.
Ohled se bral i na přetížení, kterému je posádka vystavena a rovněž na jejich pohodlí. Všechna nejčastěji používaná tlačítka určená pro zobrazování různých dat jsou proto umístěna u dolního okraje displeje, aby posádka musela zvedat ruce co nejméně, když si chce udělat přehled o stavu různých systémů a dalších detailech. Umístění tlačítek v této oblasti umožňuje rovněž jejich snadnou přístupnost z opěrky na prsty, která se nachází hned pod displeji. Tlačítka určená ke spouštění různých povelů jsou umístěna naopak u horního okraje displejů právě proto, aby k nim posádka musela úmyslně zvednout ruce. Předchází se tak přehmatům a zajišťuje to, že posádka činí daný úkon vědomě.
Jared Isaacman, velitel mise Inspiration4, v simulátoru Crew Dragonu před misí Inspiration4 (Foto: Inspiration4)
Probíhá už také návrh uživatelského rozhraní pro Starship. To vychází z uživatelského rozhraní Crew Dragonu, je však výrazně složitější. Je rovněž připravované tak, aby dobře fungovalo na displejích různých velikostí. Očekává se, že ve Starship bude řada různých displejů na různých místech v obytné sekci a SpaceX chce, aby měla posádka přístup k rozhraní lodi na všech těchto místech. Rovněž je potřeba zohlednit různé činnosti, které bude posádka na lodi dělat, jaké profese budou členové zastávat.
Řídící software Starship je navržen tak, aby dokázal v reálném čase rozhodnout, které motory je nejvhodnější použít pro překlopení lodi zpět do svislé polohy a následné přistání. Cílem je, aby systém dokázal poznat, které případné problémy s motory se dají kompenzovat s pomocí software (může jít například o snížený tah) a které problémy již vylučují použití daného motoru, protože jsou příliš nebezpečné (např. poškození motoru). Na základě této analýzy by software měl být schopen zvolit nejlepší strategii pro celý manévr. Inženýři však připustili, že tento systém je stále v bouřlivém vývoji a na každé Starship letěla jiná verze. To se samozřejmě týká i zbytku řídícího softwaru. Ten se neustále vyvíjí spolu s vývojem hardwaru lodi. Vývojáři softwaru velice úzce spolupracují s vývojáři hardwaru a mohou aktivně zasahovat do procesu jeho návrhu a vývoje tak, aby vyhovoval i jejich potřebám a požadavkům, především pokud by daná změna udělala software jednodušším a robustnějším.
Přistání Starship SN10 (Foto: SpaceX)
Další technické detaily
- SpaceX vyvinulo vlastní CI/CD systém, protože žádný existující systém nevyhovoval plně jejich potřebám. Systém využívá Python, PostgreSQL, systém HTCondor, Docker a Kubernetes.
- Součástí CI/CD jsou hardwarová testovací stanoviště a jsou přístupná všem vývojářům i pro pre-merge testování.
- Python se používá na psaní testů, prototypů, analýzu dat, na webserverech, v CI/CD.
- Zpracování telemetrie Starlinku využívá .NET 5, Kafka, HBase, HDFS, Docker a Kubernetes.
- Webové aplikace využívají Python, PostgreSQL, Angular, JavaScript, TypeScript. Starší softwarový stack (AngularJS, C#, MSSQL) se jmenoval TNG (The New Generation). Ještě starší stack, používaný před rokem 2014 a založený na ASP.NET, se jmenoval DS9 (Deep Space 9). Názvy odkazují na seriály Star Trek.
- SpaceX má vlastní ERP systém zvaný Warp Drive.
Jedna paní povídala
Před třemi měsíci se na Redditu objevil výpis poznámek z údajné přednášky Jinnaha Hoseina, tehdejšího vedoucího softwarového týmu SpaceX (nyní vede SW divizi Boeingu), pro firmu Orbital Insight v srpnu 2017. Je to neověřený zdroj. Poznámky jsou natolik zajímavé a zdánlivě v pořádku, že je stojí za to uvést, je však potřeba brát je s rezervou. Zde je výtah toho nejzajímavějšího:
- Falcon 9 používá i FPGA pro sběr dat. Má sdílenou paměť s letovým počítačem.
- Většina přenosu dat uvnitř strojů běží po Ethernetu.
- Součástí testů po každém commitu je více než 20 scénářů různých poruch včetně poruch motorů a senzorů.
- Po HITL mohou testy běžet i na skutečné raketě. Zde se kontroluje soulad chování a také správnost časování, protože délka kabelů v HITL a na skutečném stroji může být rozdílná. Při testu mohou inženýři úmyslně naklonit IMU – inerciální měřící jednotku (měří pohyb a polohu stroje) a sledovat, jestli se naklápí motory. Telemetrie ze stroje se pak porovnává se simulacemi.
- Při testování musejí dávat stínění na antény, protože případná chyba může přimět anténu vysílat s vyšším výkonem, než je pro lidi bezpečné.
Přistávání Falconu 9
Starý typ roštových kormidel po úspěšném přistání (Foto: Mary Ellen Jelen)
- Problém s přistáváním je, že Falcon 9 je poměrně křehký. Pokud by na vrchlík mezi nádržemi na RP-1 a kyslík nevhodně působil tlak okolo 1 PSI (6,9 kPa), může se zbortit na opačnou stranu. To by vytrhlo potrubí (vedoucí z horní nádrže) z motorové sekce a způsobilo, že se obě pohonné látky smíchají, což by vedlo k výbuchu. Toto se událo při jednom z brzkých pokusů o přistání. Raketa ztratila kontrolu, letový počítač vypnul motor a raketa padala po straně. To způsobilo výše zmíněný problém a výbuch.
- Když padlo rozhodnutí pokusit se o přistání na plošině, trvalo Elonovi jen šest týdnů tu plošinu sehnat. Loď byla dostupná v půli září 2014, Elon chtěl zkusit přistát v listopadu. Navigační software si s přistáním neuměl poradit, 90 % simulací končilo katastrofou. Inženýři chtěli 12 týdnů na vývoj a testování. Řekli Elonovi, že dřív to prostě nezvládnou. „Jak sakra nezvládnete?“ odpověděl. Inženýři: „Nemáme to jak otestovat. Je tak 5% šance, že se to povede.“ Elon: „5 % je lepší než nula. Ok.“ Inženýři spali v práci pod stoly. Někdo vždy spal u HITLu, kdyby náhodou potřeboval nějaký zásah. Software byl připravený na konci listopadu. Let se ale několikrát zpozdil až na začátek 2015 (mise CRS-5). Přistání se nezdařilo.
- Před přidáním roštových kormidel byla přesnost navigace na přistání v rozsahu 5 km.
- První roštová kormidla používala otevřený hydraulický systém. Spotřebovala mnohem více kapaliny, než se čekalo. Další pokus měl mnohem větší zásobu kapaliny. Při pozdějších pokusech už byl systém uzavřený.
- Obslužná loď vypouštěla meteorologické balóny, aby změřily vítr nad přistávací oblastí těsně před přistáním. Data byla odeslána raketě, která tomu přizpůsobila přistávací manévr. Není zmíněno, zda se to stále dělá. Roštová kormidla prý umožňují s větrem poměrně účinně bojovat.
- Pohonný a palivový systém používá imperiální jednotky. Vše ostatní je metrické. Je to potíž v telemetrii, která neuvádí jednotky, je tedy třeba dávat pozor. Elon by rád imperiální jednotky opustil. Říká, že pokud je neopustí, tak při cestě na Mars zaručeně někdo zemře.
Předchozí články o softwaru ve SpaceX:
- Jaký software SpaceX používá a jak se vypořádává s kosmickým zářením?
- Software a počítače, které pohánějí Crew Dragon, Falcony a Starlink (1. část)
- Software a počítače, které pohánějí Crew Dragon, Falcony a Starlink (2. část)
- Jak SpaceX vyvíjí, testuje a používá software pro Crew Dragon a Starlink
- Software ve SpaceX: Programovací jazyky, uživatelská rozhraní pro Dragon i Starship, útrapy při přistáních - 18. 6. 2021
- Jak SpaceX vyvíjí, testuje a používá software pro Crew Dragon a Starlink - 14. 6. 2021
- Historky ze SpaceX: Selhání třetího Falconu 1 kvůli úplné maličkosti bylo pro SpaceX těžkou ránou - 11. 4. 2021
14-Year-Old Bangladeshi American Becomes SpaceX’s Youngest Employee
https://www.thequint.com/news/world/14-year-old-kairan-quazi-becomes-spacexs-youngest-employee
Výborný článek. Kritiky si nevšímejte, ať vám to neubírá chuť do dalších článků.
Kdo bude chtít, jednotky si převede a zkratky zadá do vyhledávače. Víc takových článků!
Ten poslední bod by se mohl tesat do kamene.
Díky za dobrý článek.
Je tam na můj vkus hodně nevysvětlených zkratek.
A ještě by vám autor mohl uvařit kafe, co? Darebák línej…
Děkuji. Ty zkratky jsou technické/technologické detaily určené IT části našeho čtenářstva. Článek jsem se snažil napsat tak, aby byl co nejvíce přístupný široké veřejnosti a snažil jsem se proto vyvarovat přílišného zabíhání do technických detailů. Nechtěl jsem ale o ně ajťáky ochudit (koneckonců tyto detaily jsou pro ně to nejzajímavější), shrnul jsem je proto do stručného výpisu. V IT světě jde o známé technologie, které ajťáci rozeznají na první pohled (nebo si je rychle dohledají), pořádné vysvětlení pro laiky by ale vyžadovalo ještě třetí část článku, která by ale už byla mimo téma našeho webu.
OK.
Za mě by stačilo dopsat zhruba patnáct slov typu “proces vývoje aplikací” nebo “programovací jazyky”. Věděl bych o co zhruba jde a dál bych to neřešil. A pokud si to někdo bude chtít najít, bude mít mnohem snazší práci.
Já chápu, že si to nedovedete přestavit, ale pro ajťáky za patnáct let budou tyhle zkratky stejně nesrozumitelné, jako byly pro ajťáky před patnácti lety.
Jen možná doplním, že tlak v tomto kontextu je zvykem uvádět v MPa. Pod kilopascaly nebo nedej bože pascaly si nikdo z průmyslu nic nepředstaví
No můžete být v klidu. Já nejsem v průmyslu a neprestavim si nic ani u jedné možnosti. Maximálně, že je to hodně nebo málo. 😀
Uvedený tlak odpovídá asi 70cm vodního sloupce. Což nezní jako vysoký tlak.
V přidané tlakové vlny je to něco, co (jen?) rozbíjí okna..
Spíš se používá Bar, jako SI náhrada za “atmosféru” aneb 10^5 Pa. MPa se používají pro výpočty napětí v materiálu. Každej technik co má maturitu nemá problém s převodem mezi kteroukoliv SI interpretací: Pa, kPa, MPa nebo Bar.
Spíš se divím Elonovi, že si nechal zamořit inženýring imperiálními jednotkami. Libra na palec aneb PSI je opravdu jednotka jak za krále klacka. Ekvivalent byl kg/cm2 což je chuťovka zejména kvůli závislosti na gravitační konstantě která se liší pro různé místa planety Země. A co teprve na Marsu s jinou gravitační konstantou, to budou už úplná hausnumera.
On nikdo nemluvil o tom, co je nebo není problém převést nebo kdo s tím má či nemá problém. Coby vycvičený gymnazista jsem taky v prváku na vysoké škole napsal do protokolu základní jednotky, tedy Pascaly. “co má kdo, kurvadoprdele, poznat tady z Pascalů?” řval na mě asistent.
Klidně to můžeme psát v mikrouncích na kozí skoky čtvereční, ale prostě se to nedělá. Chtěl jsem panu Krčmovi pomoci, aby jeho články, dosud skvělé, byly díky tomuto marginálnímu detailu dokonale inženýrsky srozumitelné.
Určitě poznámku o atmosféře uznávám. U tlakových nádob je to častokrát ona. Pak-li, že se bavíme o jejím borcení, volba mezi MPa a Bary záleží na tom, z které strany se na to díváte. Kdyžtak si to člověk už deseti vynásobí.
Jistě, třeba přijde někdo z lékařů či meteorologů a řekne, že plácám nesmysly a zvykem je sloupec rtuti nebo hektopascaly.
Tys to vůbec nepochopil. Vědci se úmyslně zbavili všech jednotek tlaku které záviseli na gravitačním zrychlení. Všechny ty sloupce rtuti, kg/cm2, PSI atd. závisí na zrychlení a jsou tudíž z vědeckého pohledu nesmyslné a nepoužitelné. Za krále klacka kdy se nelétalo do kosmu budiž, ale dnes je to totální nesmysl.
.
Tlak prostě musí být síla/plocha. Jakmile tam zamotáš tíhovou sílu která z principu je G=m*g, tak tam zatáhneš to “g”, které je prostě není konstanta ani na Zemi, natož na různých planetách. Newton za kozí skok čtvereční je OK, unce ne.
.
.
PS: Humanitní pavědy jako medicína nebo meteorologie, bože to je argument ve fyzice jak noha. Sheldon Cooper by se ti vysmál 🙂
1) Pokud zdrojový text uvádí určitou metrologickou jednotku, kupříkladu PSI, musí být tato jednotka uvedena tak, jak byla použita ve zdrojovém textu. V případě potřeby se doplní v poznámce – či závorce o jednotku ekvivalentní, tak jak je v článku provedeno, a to podle zvyklostí cílových čtenářů.
2) Vědci se ničeho nezbavují. Je jen nutností svázat každou ze základních jednotek SI s pokud možno přesným fyzikálním modelem. Z hlediska metrologie se není možné vyhnout tíhovému zrychlení. Bez působení gravitace by totiž, Ricardo, nebylo co měřit. Metodický postup je daný již od 60. let, je osvědčený a přesný. Stejně jako dříve i dnes se používá, nyní komplexnější, matematický model ve kterém se přímo stanoví tíhové zrychlení pro odvození přepočtu jakýchkoliv jednotek na “pozemský standard”. Při velmi přesných měření se v případě naší planety počítá i s lokální změnou v tíhovém zrychlení.
Model gravitačního pole Marsu se již poměrně dlouho zpřesňuje díky datům z Mars Express. Až jednou přistanete na Marsu a budete se chtít zvážit, jestli jste během cesty nepřibral, položíte si na podlahu běžnou digitální váhu, pracující, jak jinak, než na gravitačním principu, zvolíte lokalitu “Mars” a zjistíte kolik vážíte kilogramů. Pozemských kilogramů. Protože jakákoliv používaná jednotka je holotypována podmínkami naší planety, neb je zde původem. A stejné je to i s ostatními jednotkami.
3) Počtářské schopnosti osob zabývající se všelikými pavědami: jako je uváděná medicína, případně zmíněná meteorologie. Tady, jak vidno, píšete rychleji než myslíte. Jen bych vás chtěl upozornit, že při přijímacích zkouškách na medicínu je na znalost fyziky u studentů kladen násobně vyšší nárok než kupříkladu na ČVUT. Také matematické schopnosti jsou v průměru prvních ročníků vyšší než u studentů technických oborů. Nu a taková pavěda – jakou je meteorologie – je, vážený Ricardo, specializací na matematicko fyzikální fakultě. Asi uznáte, že tamní studenti řeší poněkud vyšší level matematické úrovně, než 99% technických oborů.
Tedy, jak napsal pan Tristan. Jde o velmi pěkný a čtivý článek napsaný panem Krčmou, který je naprosto formálně bezchybný – včetně použitých jednotek.
Vždycky se najde nějakej jouda. Ty těm svým kecům snad i věříš.
2) Tlak změříš i bez gravitace, joudo.
3) Humanitní vědy jsou pavědy, tak to bylo, je a bude.
4) Meteorologie, až jim ten Aladin bude umět předpovídat počasí alespoň na 24h, tak se ozvi a já je přestanu nazývat pavědátory a čučkaři. Kdyby na předpovědi Aladinu záleželi naše životy tak jako na inženýrských výpočtech (mosty, letadla, elektrárny atd.) tak jsme všichni dávno mrtví. Joudo.
Příště bez těch zbytečných urážek!
Protože takové perly moudrosti jako že medici jsou nejlepší fyzici a matematici, to fakt může napsat jenom jedinec totálně odtržený od reality.
.
Já bych chtěl vidět kolik mediků je schopno dát dohromady diferenciální rovnici a tu spočítat v Matlabu. To by mne fakt zajímalo 😀
.
Ale třeba nějakej medik nebo meteorolog překvapí a začne konkurovat Muskovi, když jsou v té fyzice tak kovaní. Vždyť Musk je školí na jejich vlastním území s Neuralinkem 😀
Absolvoval jsem strojařinu, ale v rámci postgraduálu i nějaké předměty na 1. LF UK. A asi byste se divil stejně jako jsem se divil já, když byste (jako já) zjistil, že už v prvním ročníku se tam diferenciální rovnice probíraly.
Nevím samozřejmě, jak to je dneska, nicméně fakt, že se jimi dají popsat některé děje v živých organismech, platí dneska stejně jako tehdy.
Protože je to jen napomenutí. Nebo mu snad mám hned dát ban za to, že někomu řekl joudo?
Ono jde spíš o to, co předvádí dlouhodobě.
Jo, to by si fakt Ricardo měl opravit slovník. Opravdu účel neospravedlňuje prostředky.
3x vysvětlím proč zastaralé tlakové jednotky založené na hmotnosti jsou nesmysl a 3x se mi tady snaží vyvracet fyzikální zákony ze ZÁKLADNÍ školy. To je jednoznačně na ban o tom ani nepochybuj 😀
Jen bych chtěl podotknout, že medicína ani meteorologie nejsou humanitní obory. Medicína je podobor biologie, což je podobor fyziky (s mezistupněm v chemii). Meteorologie též.
Mosty padají, letadla padají, elektrárny bouchají. Dokonce i matematika je přírodní věda, což nemusí být na první pohled zřejmé.
Takže medicína je vlastně převlečená fyzika. Bože co já se tady ještě dozvím?
.
Uděláme soutěž jo? Já nebudu celý rok využívat služeb humanitních odborníků, a ty nebudeš využívat služeb inženýrů. Já se rok bez Aladinu a doktorů obejdu. Uvidíme jak se ti povede bez elektriky, bez auta, bez kola, bez budov a v oblečení ručně utkané ze lnu. Protože bys přece nechtěl využívat výrobky zhotovené na výrobních linkách které udělali inženýři. Good luck 😀
To je, ale překvapení, tolik reakcí na jeden příspěvek… Zdravím zejména pana Ricarda, Ricardo?
Následně se pokusím v krátkosti, ale snad srozumitelně, objasnit mé tvrzení, že bez gravitace není co vážit. Neb právě toto tvrzení bylo obecně označeno za chybné. Samotný problém hmotnosti fyzikálních těles má dvě roviny. Rovinu užitnou, která je jasná v běžně používaných operacích kde hmotnost je hmotnost a z optiky toho je mé tvrzení označeno za neplatné. Je tu ovšem rovina druhá, která řeší hmotnost fyzikálních objektů ve vztahu k obecné teorii relativity. Zde je zatím velký problém s tím, že se nedaří vytvořit jednu jedinou teorii všeho, a tak trochu se zde motá několik zákonů, kde každý má v sobě kousek pravdy, ale nedají se zatím slepit dohromady do jedné unitární teorie pole. Takže zatím víme Jak, ale nevíme Proč.
Nejprve se tedy zaměříme k podstatě základní jednotky hmotnosti podle SI:
Kilogram je od roku 2019 definován na základě Planckovy konstanty.
Jak měříme Planckovu konstantu? Používají se watové váhy, které porovnávají tíži tělesa s magnetickou silou. Tolik metodika metrologie.
Ale ta Planckova hodnota má rozměr momentu hybnosti a moment hybnosti je vektorová fyzikální veličina, která popisuje dynamicky rotační pohyb hmotného tělesa. A když se začneme zabývat momentem hybnosti – tak zjistíme, že:
1)Moment hybnosti můžeme třeba vztáhnout k plošné rychlosti w. Vztah mezi plošnou rychlostí a momentem hybnosti je L=m.w . Aby bylo možné definovat plošnou rychlost, musíme, zkráceně, ve vztahu použít polohový vektor r, který jak jinak, je pohybem hmotného tělesa v gravitačním poli. Tak se dostaneme dál třeba ke druhému Keplerovu zákonu.
2)Nebo ji můžeme vztáhnout k momentu setrvačnosti. Zacházíme zde pochopitelně s fyzikálně hmotným bodem s těžištěm a úhlovou rychlostí kolem osy rotace procházejícím těžištěm soustavy. Po vyrušení deviačních momentů můžeme moment hybnosti zapsat jako L=J.ω, kde J je momentem setrvačnosti a tento moment je tenzorem druhého řádu.
Tak se opět dostáváme oklikou k setrvačnosti a jejímu těsnému vztahu s gravitací. Neboli univerzálnost působení gravitace jasně ukazuje, že pro každé těleso je setrvačná a tíhová hmotnost stejná.
A právě zde je možná příčina neporozumění problému. Z Newtonovy teorie totiž tato rovnost nevyplývá. Newton popisuje tíhovou hmotností zcela jinou vlastnost těles než hmotnost setrvačná. Vysvětlit výše uvedenou rovnost setrvačné a tíhové hmotnosti se podařilo až teorií relativity. A ta to na základě vlastností prostoročasu osvětluje úplně přirozeným způsobem.
Co je to tedy hmotnost?
Jaká je podstata hodnoty z výsledku vztahu násobku objemu a hustoty fyzikálního objektu?
Tak především si musíme definovat, že hmotnost tělesa se ve známých fyzikálních jevech a za známých fyzikálních podmínek projevuje zásadně trojím způsobem. Na základě této definice potom můžeme rozeznávat tři druhy hmotnosti:
1) Setrvačná hmotnost.(ms) Ta je mírou odporu, které klade hmotné těleso oproti zrychlování negravitačními silami. Je to podle 2. Newtovova zákona: F=ms(rd²/t²d).
2) Tíhová hmotnost pasivní.(mtp) Ta nám udává sílu, jakou na hmotné těleso působí dané gravitační pole. To má potenciál vyjádřené (fí):F = mtp . grad(fí) . Nejde mě to napsat, ani spodní index ani fí…)
3) Tíhová hmotnost aktivní. Ta určuje, jak silné gravitační pole bude hmotné těleso budit. A to je právě ta „tíhová hmotnost“, která se vyskytuje u Newtona v zákoně.
Protože jakýkoliv fyzikálně hmotný bod, nebo fyzikální pole je v podstatě určitým kvantem energie, které zaujímá v prostoru určitý objem a má určitou energetickou hustotu, vykazuje ze své podstaty gravitační pole. To sice může být třeba i neměřitelné, ale je vždy spočitatelné.
A protože gravitace působí nejen na všechna fyzikální tělesa, ale i na všechna energetická pole, která tím, že mají energii, mají tak i HMOTNOST, (všiměte si toho), mohou tedy „gravitovat“. Potom je gravitace jedinou univerzální silou, která působí na všechno na tomto světě i okolním vesmíru a z podstaty našich současných znalostí je neoddělitelná od energie.
Hmotnost je potom výrazem projevu energie a její gravitace.
Z toho důvodu nelze bez gravitace cokoliv zvážit ani hmotnost od gravitace vztahově oddělit, protože hmotnost tělesa je definovaná hodnota (jedno zda kilem, uncí nebo švestkou) jejíž podstatou je právě energie a vlastností energie je gravitace.
PS: Pokud někoho bude problematika energie, setrvačnosti a gravitace více zajímat, je zde „princip ekvivalence“, který ve stručnosti říká, že dráha fyzikálně hmotného tělesa při pohybu v gravitačním poli záleží pouze na jeho počáteční poloze a rychlosti. Nezáleží na jeho složení či jiných vlastnostech. Je tu i neméně zajímavá problematika interciálních soustav atd. To si ale nyní i Ricardo snadno nalezne a může tak strávit zajímavé chvíle samostudiem a určitě si pozitivně rozšíří i slovník…
A o měření tlaku třeba zase jindy.
Zdraví jouda.
Přitom se stačilo omluvit a uznat žes tady psal nesmysly 😀
.
Ušetřil by sis tady hodinový elaborát a další tunu nesmyslů. Hochu ty bys měl dostat ban za úmyslnou dezinformaci.
Tady jsem vám to Ricardo našel: fyzikální příměstský tábor to se vám bude hodit. Přihlašte se, zopakujte si… To pro vás bude přínosem. Upřesníte si pojmy jako třeba co je konstanta, po obědě bude určitě polední klid a večer si můžete udělat na svém Matlabu nějaké ty matice. A až se to pořádně naučíte, vyražte do světa. Šikovný technik se jistě neztratí. Můžete tam těm čučkařům a dalším pavědcům udělat osvětu a 3x po sobě jim vysvětlit jak se to má všechno dělat.
Ty budeš takovej ten typickej učitel fyziky na střední škole, co nic v praxi neumí, takže mu nezbylo než jít učit chudáky děcka. Že jo?
.
Jak jsi to uhod že občas jako inženýr lítám pracovně do USA? Jo aha, tys to myslel jako něco nedosažitelného. Pro lidi co v praxi nic neumí to asi neuvěřitelné opravdu je 🙂
Tak to sis udělal hodně velký krok stranou od svého původního tvrzení, které přesně znělo:
“Z hlediska metrologie se není možné vyhnout tíhovému zrychlení. Bez působení gravitace by totiž, Ricardo, nebylo co měřit.“
Ano samozřejmě – bez gravitace – jako jedné ze základních interakcí v našem vesmíru – by nebylo co měřit. Protože by náš vesmír v podobě, v jaké ho známe neexistoval. Ale tak daleko snad chodit nemusíme, není nutné to vysvětlovat a hlavně je to něco jiného, než si tvrdil v tom svém výroku.
Pokud jde o zbytek tvé úvahy – to, že pro odvození některých vztahů (a potažmo jednotek) je gravitace v nějaké podobě nezbytná (nebo jsme ji použili jako výchozí pro definici jednotek, nebo se k ní přes X dalších vztahů dopracujeme), neznamená, že je nezbytná pro konkrétní měření nebo pro konkrétní vztah (a zvláště pak pokud budeš za jednotku klidně brát “švestky”). Sám tady zmiňuješ princip ekvivalence – tedy, že není možné rozlišit mezi tíhovým a jiným zrychlením…
(Otázku jestli “gravitační působení” je to co způsobuje “setrvačnost” – řekněme jako ekvivalent “tření” objektu o okolní časoprostor … bych raději ponechal zcela stranou).
Hlavním důvodem – proč my jako lidé používáme pro měření hmotnosti spíš metody založené na tíze (než metody založené na zrychlení) – je jednoduše dáno tím, kde se nacházíme.
Pokud jde čistě jen o měření: Není problém porovnávat hmotnost ve stavu beztíže. Není problém porovnávat hmotnost ve zdánlivém stavu beztíže hluboko v gravitačním poli… a není problém porovnávat hmotnost ve stavu beztíže daleko od jakékoliv vnější gravitace … a pokud můžu porovnávat, můžu měřit …
(Opět … nic ve prospěch Ricarda).
…ve prospěch fyziky ZÁKLADNÍ školy!
Myšlenka “bez působení gravitace” by nebylo co měřit … je fundamentálně nesprávná…. a tímpádem navazující vývody mají … díru.
Hmotnost má vliv a je měřitelná i zcela bez působení (vnější) gravitace.
(Toto nebudiž vykládáno jako souhlas s Ricardem).
gravitace je vlastnost prostoročasu. Stejně tak elmagnetismus. Hmota ohýbá prostorocas a jejím projevem je gravitace apod. Bez hmoty by nebylo sil.
Děkuji za zpětnou vazbu. Příště se pokusím dát si větší pozor na zvykové jednotky.
Musím dodat, že kPa jsem tam do závorky dal já, aby tam nebyly jen ty PSI. Každopádně osobně moc nechápu, proč používat MPa u tak malých hodnot – přijde mi to jako říct, že správnější je 0,069 tuny, protože si neumím nic představit pod 69 kilogramy…
To jsi dodávat nemusel, Petře, já byl ochoten převzít “vinu”. Já tam nechal jen PSI dle původního zdroje právě proto, že si zde lidi občas rádi stěžují na převody jednotek a pak tu rozjíždí dlouhé a nijak zvlášť plodné přestřelky na téma metrického systému.
Nás na škole profák upozorňoval, ať nechodíme po všech čertech a nezjišťujem, kolik je 20 PSŮ 😀
xkcd 386 — protoze on ten metricky system je proste lepsi 🙂
Domnívám se toto je naprosto zbytečná poznámka (protože je chybná). Nemyslím to zle , pouze navrhuji zkuste se zamyslet. Žádný zvyk nemá ve vědě co dělat (ač nepopírám že se tak občas děje) tam patří pouze racionalita. Pokud budu chtít vyjádřit vzdálenosti v mikrosvětě použiji k tomu nanometry , pokud budu chtít vyjádřit průměr šroubu použiji milimetry , pokud budu chtít vyjádřit vzdálenost mezi sousedními vesnicemi použiji kilometry. Jinými slovy – násobky piko, nano , mikro , mili , kilo , mega, giga se používají z racionálních důvodů , aby byl zápis úsporný. V případě našeho článku ( který je mimochodem vynikající) je to dobře patrné 6,9kPa je bezpochyby úspornější zápisem než 0,0069MPa . Představte si , že se někde pochlubíte , jak levně jste pořídil rohlíky , protože stály pouhou jednu korunu . A tu Vás začne kritizovat makléř s tím , že jste měl tuto hodnotu uvést v milionech korun , protože takový je zvyk a že jste měl napsat že jste pořídil rohlíky za miliontinu milionu korun.
Stal jste se mým oblíbeným autorem, pane Krčmo. Prosím, vydržte při psaní.
To je velká pochvala, děkuji. Snad čas dovolí.