Một cảm biến có thể phát hiện sự khác biệt giữa trọng lực và gia tốc?


Câu trả lời 1:

Trong thực tế, mọi cơ thể (thực thể, đối tượng, con người) đều có một dòng đời của người sống - một lịch sử và bối cảnh cá nhân. Vì vậy, nó không giống như bạn chỉ nhét cảm biến ra ngoài không gian ở đâu đó mà không thông báo cho nó biết nó ở đâu và xung quanh là gì.

Thông thường, một hệ thống điều hướng tàu vũ trụ cũng có điều hướng quán tính, vì vậy máy tính có một bản ghi lịch sử của tất cả các gia tốc theo ba chiều theo thời gian, cộng với tất cả các gia tốc góc và trong bản đồ toàn cầu về trường hấp dẫn - vì vậy từ dữ liệu này có thể tìm ra khá chính xác vị trí của nó, góc hướng của nó và tốc độ di chuyển của nó bất cứ lúc nào. Những dụng cụ này đã được phát triển với độ chính xác cao.

Nó không nhất thiết phải nhập bất kỳ thông tin vị trí nào từ GPS hoặc đèn hiệu vô tuyến hoặc điều hướng thiên thể. Nhưng thường thì hệ thống sẽ cập nhật để đảm bảo đồng bộ hóa hệ thống điều hướng quán tính trên tàu với vị trí thực tế.

Tuy nhiên, bạn đang nói về một cảm biến gia tốc kín, lý thuyết, nơi bạn không bắt đầu với bất kỳ thông tin đầu vào nào, vì vậy nó không biết nó bắt đầu từ đâu và những chuyển động mà nó đã trải qua trước đó.

Trong trường hợp này, không thể phân biệt trường hấp dẫn với gia tốc.

Đặc biệt là, trong không gian, thực tế không có sự hỗ trợ hay chống lại chuyển động bên ngoài. Không có không khí làm bạn chậm lại, và không có mặt đất hoặc tháp để đứng. Vì vậy, bạn có thể rơi tự do, trừ khi bạn có một tên lửa vernier, động cơ ion, buồm mặt trời hoặc động cơ tăng áp trên phương tiện không gian của bạn.


Câu trả lời 2:

Có rất nhiều câu trả lời nói rằng điều này là không thể hoặc không thực tế (như có một cảm biến đủ lớn để phát hiện lực thủy triều), nhưng gia tốc kế được sử dụng trong các thiết bị điện tử luôn làm điều này. Phát hiện lực tác dụng, rơi tự do và tải trọng tĩnh không phải là bình thường.

Một gia tốc kế chứa vật liệu áp điện, một máy tạo ra điện áp để ứng phó với ứng suất. Khi chúng ta tạo ra gia tốc thông qua một cú đẩy hoặc một cú đánh, vật liệu áp điện (thường là tinh thể) sẽ nén và tạo ra một điện áp. Nếu vật thể ở dưới gia tốc trọng trường thuần túy, trường ứng suất tác động lên cảm biến sẽ hoàn toàn biến mất vì các vật thể rơi tự do không có giá trị. Do đó, không có điện áp được sản xuất. Với sự khác biệt này trong tâm trí, chúng ta biết khi nào gia tốc được gây ra bởi trọng lực và khi nào nó được gây ra bởi một lực áp dụng.

Điều này không tính đến tải tĩnh vì tinh thể vẫn có thể trải nghiệm nén chỉ bằng cách ngồi trên bàn. Thay vào đó, chúng ta có thể có một tụ điện có khoảng cách giữa các tấm thay đổi tùy theo điều kiện: rơi tự do, tải tĩnh hoặc đẩy. Bằng cách liên tục đo lường sự thay đổi điện dung tiếp theo, chúng ta có thể xác định điều kiện nào trong 3 điều kiện này tác động lên cảm biến.


Câu trả lời 3:

Có rất nhiều câu trả lời nói rằng điều này là không thể hoặc không thực tế (như có một cảm biến đủ lớn để phát hiện lực thủy triều), nhưng gia tốc kế được sử dụng trong các thiết bị điện tử luôn làm điều này. Phát hiện lực tác dụng, rơi tự do và tải trọng tĩnh không phải là bình thường.

Một gia tốc kế chứa vật liệu áp điện, một máy tạo ra điện áp để ứng phó với ứng suất. Khi chúng ta tạo ra gia tốc thông qua một cú đẩy hoặc một cú đánh, vật liệu áp điện (thường là tinh thể) sẽ nén và tạo ra một điện áp. Nếu vật thể ở dưới gia tốc trọng trường thuần túy, trường ứng suất tác động lên cảm biến sẽ hoàn toàn biến mất vì các vật thể rơi tự do không có giá trị. Do đó, không có điện áp được sản xuất. Với sự khác biệt này trong tâm trí, chúng ta biết khi nào gia tốc được gây ra bởi trọng lực và khi nào nó được gây ra bởi một lực áp dụng.

Điều này không tính đến tải tĩnh vì tinh thể vẫn có thể trải nghiệm nén chỉ bằng cách ngồi trên bàn. Thay vào đó, chúng ta có thể có một tụ điện có khoảng cách giữa các tấm thay đổi tùy theo điều kiện: rơi tự do, tải tĩnh hoặc đẩy. Bằng cách liên tục đo lường sự thay đổi điện dung tiếp theo, chúng ta có thể xác định điều kiện nào trong 3 điều kiện này tác động lên cảm biến.