ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΟΜΕΙΩΣΕΙΣ ΒΑΡΥΤΙΚΗΣ ΚΑΤΑΡΡΕΥΣΗΣ

Σχετικά έγγραφα
k 3/5 P 3/5 ρ = cp 3/5 (1) dp dr = ρg (2) P 3/5 = cgdz (3) cgz + P0 cg(z h)

Αστροφυσική. Ενότητα # 4: Αστρικοί άνεμοι, σφαιρική προσαύξηση και δίσκοι προσαύξησης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών. Κοσμάς Γαζέας

Κεφάλαιο 8. Βαρυτικη Δυναμικη Ενεργεια { Εκφραση του Βαρυτικού Δυναμικού, Ταχύτητα Διαφυγής, Τροχιές και Ενέργεια Δορυφόρου}

( )U 1 ( θ )U 3 ( ) = U 3. ( ) όπου U j περιγράφει περιστροφή ως προς! e j. Γωνίες Euler. ω i. ω = ϕ ( ) = ei = U ij ej j

Κεφάλαιο M4. Κίνηση σε δύο διαστάσεις

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική I 2 Σεπτεμβρίου 2010

Κεφάλαιο M6. Κυκλική κίνηση και άλλες εφαρµογές των νόµων του Νεύτωνα

Διαγώνισμα B Λυκείου Σάββατο 22 Απριλίου 2017

ΦΥΕ 14 5η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση ( Οι ασκήσεις είναι βαθμολογικά ισοδύναμες) Άσκηση 1 : Aσκηση 2 :

Επαναληπτικό ιαγώνισµα Β Τάξης Λυκείου Κυριακή 7 Μάη 2017 Οριζόντια Βολή-Κυκλική Κίνηση-Ορµή Ηλεκτρικό& Βαρυτικό Πεδίο

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΟΙ ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΣΤΕΡΕΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ

1o ΘΕΜΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέµβριος 2004

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 10 ΙΟΥΝΙΟΥ 2014 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Μηχανική Στερεού Ασκήσεις Εμπέδωσης

L = T V = 1 2 (ṙ2 + r 2 φ2 + ż 2 ) U (3)

Reynolds. du 1 ξ2 sin 2 u. (2n)!! ( ( videos/bulletproof-balloons) n=0

2ο ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 30 Νοέµβρη 2014 Φυσική Προσανατολισµού - Μηχανική. Πρόχειρες Λύσεις. Θέµα Α

ΦΥΕ 14 5η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση ( Οι ασκήσεις είναι βαθµολογικά ισοδύναµες) Άσκηση 1 : Aσκηση 2 :

Επαναληπτικη άσκηση στην Μηχανική Στερεού-Κρούσεις

1. Ποιά από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή. 2. Στην άκρη ενός τραπεζιού βρίσκονται δύο σφαίρες Σ1 και Σ2. Κάποια

Αστροφυσική. Ενότητα # 5: Μαγνητικά Πεδία στην Αστροφυσική. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

2ο ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 4 εκέµβρη 2016 Φυσική Προσανατολισµού - Μηχανική - ΙΙ. Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

ΦΥΣ. 211 ΕΡΓΑΣΙΑ # 8 Επιστροφή την Τετάρτη 30/3/2016 στο τέλος της διάλεξης

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ. ΘΕΜΑ 1 ο

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Β ΤΑΞΗ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΥΡΙΑΚΗ 27/04/ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ & ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ (6) ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

. Για τα δύο σωµατίδια Α και Β ισχύει: q Α q, Α, q Β - q, Β 4 και u Α u Β u. Τα δύο σωµατίδια εισέρχονται στο οµογενές µαγνητικό πεδίο, µε ταχύτητες κ

Μηχανική Στερεού Σώματος

Physics by Chris Simopoulos

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ο.Ε.Φ.Ε ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ

Σφαιρικά σώµατα και βαρύτητα

Βαρύτητα Βαρύτητα Κεφ. 12

Εισαγωγή στην αστρονοµία Αστρικά πτώµατα (Λευκοί Νάνοι, αστέρες νε. µαύρες τρύπες) Η ϕυσική σε ακρέες καταστάσεις

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 Α ΦΑΣΗ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 2015 ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΒΟΛΗ

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 A ΦΑΣΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Φεβρουάριος 2004

Γκύζη 14-Αθήνα Τηλ :

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική I 16 Φεβρουαρίου, 2011

Q 40 th International Physics Olympiad, Merida, Mexico, July 2009

2ο ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 30 Νοέµβρη 2014 Φυσική Προσανατολισµού - Μηχανική

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Ομάδας Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών Τζιόλας Χρήστος. και Α 2

Γ ΤΑΞΗ ΤΜΗΜΑ ΟΝΟΜΑ. ΘΕΜΑ 1ο. 7 mr 5. 1 mr. Μονάδες 5. α. 50 W β. 100 W γ. 200 W δ. 400 W

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2017 Β ΦΑΣΗ ÅÐÉËÏÃÇ

Περι - Φυσικής. Επαναληπτικό ιαγώνισµα Β Τάξης Λυκείου Παρασκευή 15 Μάη 2015 Μηχανική/Θερµοδυναµική/Ηλεκτρικό Πεδίο. Θέµα Α. Ενδεικτικές Λύσεις

Το φαινόµενο πτώση σώµατος στον αέρα, δεν είναι και τόσο απλό όσο πιστεύουµε. Η απάντηση στο ερώτηµα: Τελικά, ποια σώµατα πέφτουν πιο γρήγορα; Τα βαρύ

Θέµατα Φυσικής Θετικής & Τεχν. Κατεύθυνσης Β Λυκείου 2000

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΟΜΑΔΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΤΕΛΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ:

Κίνηση σε Ηλεκτρικό Πεδίο.

1 ο Διαγώνισμα B Λυκείου Σάββατο 10 Νοεμβρίου 2018

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ Βʹ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΤΕΤΑΡΤΗ 4 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2017

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2017 Α ΦΑΣΗ

Ο µαθητής που έχει µελετήσει το κεφάλαιο νόµος παγκόσµιας έλξης, πεδίο βαρύτητας πρέπει:

v r T, 2 T, a r = a r (t) = 4π2 r

2. Οι νόµοι της κίνησης, οι δυνάµεις και οι εξισώσεις κίνησης

Κίνηση πλανητών Νόµοι του Kepler

2) Βάρος και κυκλική κίνηση. Β) Κυκλική κίνηση

Διαγώνισμα Φυσικής Β Λυκείου Προσανατολισμού. Οριζόντια βολή Κυκλικές κινήσεις

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΛΕΥΚΩΣΙΑ ΓΡΑΠΤΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2014 ΛΥΚΕΙΑΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ Β ΣΕΙΡΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

B' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÅÐÉËÏÃÇ

Φυσική για Μηχανικούς

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π Β Λ Γ Λ ΧΡΗΣΤΟΣ ΚΑΡΑΒΟΚΥΡΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΤΖΑΓΚΑΡΑΚΗΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 12 ΙΟΥΝΙΟΥ 2017 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π Β Λ-Γ Λ ΧΡΗΣΤΟΣ ΚΑΡΑΒΟΚΥΡΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΤΖΑΓΚΑΡΑΚΗΣ

ΕΧΕΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΘΕΙ ΑΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΑΝΑ ΤΥΠΟ ΓΙΑ ΔΙΕΥΚΟΛΥΝΣΗ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΣΑΣ ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΣΤΗ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ ΣΑΣ ΚΙ 2014

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 5 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΜΑΡΤΙΟΣ 2017: ΘΕΜΑΤΑ

Β. Συµπληρώστε τα κενά των παρακάτω προτάσεων

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ 2013


Θέµατα Φυσικής Θετικής Κατεύθυνσης Β Λυκείου 1999 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΒΑΡΥΤΗΤΑ. Το μέτρο της βαρυτικής αυτής δύναμης είναι: F G όπου M,

Μαγνητικά φαινόµενα: Σύντοµη ιστορική αναδροµή

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Θέµατα Φυσικής Θετικής & Τεχν. Κατεύθυνσης Β Λυκείου 2000

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 Β ΦΑΣΗ

1. Για το σύστηµα που παριστάνεται στο σχήµα θεωρώντας ότι τα νήµατα είναι αβαρή και µη εκτατά, τις τροχαλίες αµελητέας µάζας και. = (x σε μέτρα).

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. Άσκηση 1. (Κινητική ενέργεια λόγω περιστροφής. Έργο και ισχύς σταθερής ροπής)

Ημερομηνία: Παρασκευή 05 Ιανουαρίου 2018 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 11 Στροφορμή

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΤΜΗΜΑ Α Ε. Στυλιάρης

EΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ B ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ-ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Μετεωρολογία. Ενότητα 7. Δρ. Πρόδρομος Ζάνης Αναπληρωτής Καθηγητής, Τομέας Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας, Α.Π.Θ.

A4. Η δύναμη επαναφοράς που ασκείται σε ένα σώμα μάζας m που εκτελεί

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 B ΦΑΣΗ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Β. Θέµα 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

(βλ. σελ. 174 του βιβλίου ΚΣ). Το y έχει τεθεί για τη διόρθωση λόγω μη KΕΦΑΛΑΙΟ 12: ΠΛΑΝΗΤΕΣ ΚΑΙ ΠΛΑΝΗΤΗΣ ΓΗ

Και τα στερεά συγκρούονται

ΔΕΙΓΜΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ ΤΩΝ ΧΙΛΙΑΔΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΓΝΩΣΤΙΚΟΥ ΦΥΣΙΚΩΝ (ΒΑΣΙΚΟ+ΣΥΝΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ)

1ο ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 15 Νοέµβρη 2015 Φυσική Προσανατολισµού - Μηχανική. Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΦΥΣ. 131 Τελική εξέταση: 10-Δεκεμβρίου-2005

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Μηχανική Στερεού Σώµατος

Επαναληπτικό ιαγώνισµα Β Τάξης Λυκείου Παρασκευή 15 Μάη 2015 Μηχανική/Θερµοδυναµική/Ηλεκτρικό Πεδίο

ΑΣΚΗΣΗ 5.1 Το διάνυσμα θέσης ενός σώματος μάζας m=0,5kgr δίνεται από τη σχέση: 3 j οπότε το μέτρο της ταχύτητας θα είναι:

Transcript:

ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΟΜΕΙΩΣΕΙΣ ΒΑΡΥΤΙΚΗΣ ΚΑΤΑΡΡΕΥΣΗΣ Ταξίδης Γιάννης 27/05/2005 Επιβλέποντες καθηγητές : Åke Nordlund Λουκάς Βλάχος Copenhagen University Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο ( ανία) Θεσσαλονίκης

Περιεχόµενα Λίγα λόγια για την βαρυτική κατάρρευση Στόχοι της έρευνας µας Θεωρητική ανάλυση Πειράµατα Αποτελέσµατα πειραµάτων και σύγκριση µε τη θεωρία Συµπεράσµατα

Βαρυτική Κατάρρευση

Στόχοι Θέλουµε να ελέγξουµε αν οι υπάρχουσες θεωρίες που βασίζονται σε αναλυτικά επιχειρήµατα και σε 1-D1 ή 2-D2 πειράµατα, ισχύουν και σε 3-D3 πειράµατα. Αν όχι, ποιες είναι οι διαφορές; Πού µπορεί να οφείλονται; Ποιοι σηµαντικοί παράγοντες έχουν παραλειφθεί; Θέλουµε να µελετήσουµε το πρόβληµα της ανακατανοµής της στροφορµής.. Πόση στροφορµή µεταφέρεται προς τα έξω; Πόση µάζα «ξοδεύεται» για να φέρει την αρχική στροφορµή; Πώς αλλάζουν οι διαδικασίες της κατάρρευσης όταν µεταβαίνουµε σε όλο και πιο πολύπλοκες συνθήκες;

Πειράµατα Πείραµα χωρίς περιστροφή Κεντρικά συµπυκνωµένο νέφος (singular isothermal sphere) Εφαρµογή ενός κεντρικού sink-cell To ίδιο πείραµα χωρίς sink cell. Πειράµατα µε περιστροφή Κεντρικά συµπυκνωµένο νέφος Οµοιόµορφη πυκνότητα (και επανάληψη σε µεγαλύτερη ανάλυση) ιπλή περιστροφή

Κατάρρευση χωρίς περιστροφή Αρχικές Συνθήκες : Σφαιρικό αέριο νέφος µε αρχικό προφίλ πυκνότητας : και καθόλου αρχική ταχύτητα : Σταθερή θερµοκρασία. Καθόλου µαγνητικά πεδία. ρ 1 r 0 Το νέφος αυτό ονοµάζεται ενιαία ισόθερµη σφαίρα (singular isothermal sphere) και αρχικά βρίσκεται σε εξαιρετικά ασταθή ισορροπία. Ο Frank Shu,, το 1976,, µελέτησε µε αναλυτικό τρόπο την κατάρρευση µιας τέτοιας σφαίρας και κατέληξε στο συµπέρασµα ότι ακολουθείται µια διαδικασία αυτο-οµοιότητας οµοιότητας (self( self-similarity) similarity).. ηλαδή η κατάρρευση επαναλαµβάνεται σε όλο και µεγαλύτερες διαστάσεις Για να φτάσει όµως σε αυτό το αποτέλεσµα έκανε κάποιες απλοποιήσεις : Σταθερός ρυθµός προσαύξησης εν συµπεριέλαβε στους υπολογισµούς του τον πυρήνα και την περιοχή γύρω του. init u init = 2 ρ init 1 2 r

Αυτο-όµοια Κατάρρευση Στο κέντρο δηµιουργείται ένα σφαιρικό κύµα (shock( wave) ) που κινείται προς το εξωτερικό µε την ταχύτητα του ήχου. Το κύµα αυτό µεταφέρει την πληροφορία ότι τα εσωτερικά στρώµατα καταρρέουν. Έτσι τα στρώµατα που βρίσκονται στο εσωτερικό του κινούνται προς το κέντρο, ενώ τα υπόλοιπα παραµένουν ανεπηρέαστα µέχρι να φτάσει σε αυτά. Τότε χάνουν την εσωτερική πίεση που τα υποστηρίζει και αρχίζουν µε τη σειρά τους να καταρρέουν κι αυτά. Το καταρρέον αέριο αναπτύσσει κατανοµές πυκνότητας και ταχύτητας που αντιστοιχούν σε ελεύθερη πτώση: ρ u r r 3/2 1/2

Πείραµα µε sink-cell Χρησιµοποιούµε ένα 3D3 πλέγµα µε 100x100x100 κελιά. Θέτουµε στο κέντρο µια αέρια σφαίρα µε κατανοµή πυκνότητας: ρ = 0.1 2 r Ρυθµίζουµε το βαρυτικό πεδίο έτσι ώστε η αρχική κατάσταση να είναι πολύ κοντά σε HD ισορροπία. Τοποθετούµε ένα sink-cell στο κέντρο της σφαίρας. init

Αποτελέσµατα 0 250 350 450

Ταχύτητα και Ρυθµός Προσαύξησης 350

Πείραµα χωρίς sink-cell Επαναλαµβάνουµε το ίδιο πείραµα αλλά αυτή τη φορά... : δεν θέτουµε sink-cell στο κέντρο ώστε να µελετήσουµε τα αποτελέσµατα της συσσώρευσης µάζας στο κέντρο.

Αποτελέσµατα 125 250 500 750

Ταχύτητα και Ρυθµός Προσαύξησης 500

Τι παρατηρούµε και τι συµπεραίνουµε; Στο πρώτο πείραµα: Υπάρχει σφαιρικό κύµα Η πυκνότητα αναπτύσσει την αναµενόµενη κατανοµή ελεύθερης πτώσης Ο ρυθµός προσαύξησης σταθεροποιείται Στο δεύτερο πείραµα: εν υπάρχει εµφανές κύµα. Η ισορροπία φαίνεται να χάνεται σε όλη τη σφαίρα. Οι κατανοµές πυκνότητας και ταχύτητας δεν είναι φανερώνουν ελεύθερη ερη πτώση Ο ρυθµός προσαύξησης δεν σταθεροποιείται ποτέ Άρα εφαρµόζοντας ένα sink-cell στο κέντρο, αναπαράγουµε µε επιτυχία την κατάρρευση αυτο-οµοιότητας οµοιότητας του Shu,, που χαρακτηρίζεται από ελεύθερη πτώση του υλικού. Σε ένα πιο ρεαλιστικό όµως πείραµα, η «κοµψή» θεωρία δεν ισχύει. Η µάζα που συγκεντρώνεται στον πυρήνα και οι πιέσεις που αναπτύσσονται επηρεάζουν σηµαντικά.

Περιστρεφόµενη Κατάρρευση

L 2 = u R = Ω R = Ω r ( sinϑ) 2 Θεωρία για τις περιστρεφόµενες σφαίρες Βασική αρχή : Η στροφορµή διατηρείται L = u R = Ω R 2 = Ω (r sinθ) 2 Τα σωµατίδια δεν πέφτουν προς το κέντρο αλλά προς το ισηµερινό επίπεδο. Εκεί συγκρούονται µε τα συµµετρικά τους σωµατίδια που έρχονται από κάτω και χάνουν κινητική ενέργεια. Έτσι παραµένουν περιστρεφόµενα κοντά στον ισηµερινό. Αποτέλεσµα: Σχηµατισµός περιστρεφόµενου δίσκου

Η τελική ακτίνα περιστροφής κάθε σωµατιδίου προκύπτει από την ισότητα της βαρυτικής δύναµης µε την κεντροµόλο: G M r L 2 2 = Ω 2 r d = 3 rd L 2 r d = GM Η ακτίνα του δίσκου προκύπτει από το σωµατίδιο µε τη µεγαλύτερη αρχική στροφορµή : R d = Ω r GM 2 4 0 Ο δίσκος πλέον βρίσκεται σε σταθερή κατάσταση (δίσκος( Kepler). Οι ταχύτητες περιστροφής δίνονται σαν συνάρτηση της ακτίνας: u kepp = GM r d

Εφαρµόζοντας βαλλιστική ανάλυση των παραβολικών τροχιών των σωµατιδίων καταλήγουµε στην κατανοµή πυκνότητας του καταρρέοντος αερίου: M& cosϕ cosϕ 2 cos ϕ ρ = (1 + ) ( + ) 2 1/2 0 3 4π GMr cosϕ 0 cos ϕ 0 r / Rd Για σταθερό ρυθµό προσαύξησης, τότε: Για µεγάλες ακτίνες (r > Rd) : Για µικρές ακτίνες (r < Rd) : ρ r ρ r 3/2 1/2

Απλουστεύσεις Οι τροχιές των σωµατιδίων δεν διασταυρώνονται. Όλη η µάζα του πυρήνα είναι συµπυκνωµένη σε απειροελάχιστο όγκο (sink-cell). Οι πιέσεις δεν λαµβάνονται υπόψη. Η µάζα του δίσκου θεωρείται αµελητέα. Ο ρυθµός προσαύξησης είναι σταθερός.

Πείραµα µε την περιστρεφόµενη Ενιαία Ισόθερµη Σφαίρα Χρησιµοποιούµε το ίδιο πλέγµα (100x100x100) µε την ίδια αέρια σφαίρα: 0.1 ρ init = 2 r Θέτουµε σταθερή κυκλική συχνότητα : Ω = 4.9 Προσαρµόζουµε το βαρυτικό πεδίο ώστε η αρχική κατάσταση να είναι πολύ κοντά στην HD ισορροπία. Η ακτίνα του δίσκου Kepler θα πρέπει να είναι : Rd ~ 0.471

750 1000 Αποτελέσµατα 0 250 500

Ρυθµός Προσαύξησης

Ταχύτητες 250 500 750 1000

750 Results for densities 250 500

Σύγκριση µε τη θεωρία και Συµπεράσµατα Οι τροχιές των σωµατιδίων δεν φαίνονται να διασταυρώνονται. Σχηµατίζεται περιστρεφόµενος δίσκος. Οι κατανοµές πυκνότητας δεν είναι οι αναµενόµενες. Άρα το µοντέλο της ελεύθερης πτώσης δεν ισχύει εδώ. Ο πυρήνας δεν έχει απειροελάχιστο όγκο. Η κεντρική συγκέντρωση µάζας και οι πιέσεις που αναπτύσσονται δεν θα πρέπει να αγνοούνται. Ο δίσκος δεν φτάνει σε σταθερή κατάσταση. Ο δίσκος φέρει µεγάλο ποσοστό της αρχικής µάζας. Άρα η βαρύτητα του δεν θα πρέπει να αγνοείται. Ο ρυθµός προσαύξησης δεν σταθεροποιείται.

Περιστρεφόµενη Ισόπυκνη Σταθερή αρχική πυκνότητα. Σφαίρα Η βασική διαδικασία είναι η ίδια: Τα εσωτερικά στρώµατα και αυτά κοντά στον άξονα καταρρέουν πρώτα. Τα υπόλοιπα σχηµατίζουν περιστρεφόµενο δίσκο. Βασική διαφορά : Λιγότερο αέριο αναµένεται να παραµείνει σε περιστροφή Λόγος φυγόκεντρης δύναµης προς βαρύτητα : Ενιαία Σφαίρα : Ισόπυκνη σφαίρα : γ γ sin unif g = Ω r GM =... = 2 r 2 Ω r 4 π G ρ 2 2 = Ω r GM =... = 2 r 3 Ω 4 π G ρ 2 2 Άρα για µεγάλες ακτίνες ισχύει : γunifunif << γsing sing. Οι βαρυτικές δυνάµεις είναι πολύ ισχυρότερες από τις φυγόκεντρες στην περίπτωση της ισόπυκνης σφαίρας.. 0 0 } γ unif = 3 2 r γ sin g

Πείραµα µε περιστρεφόµενη ισόπυκνη σφαίρα Χρησιµοποιούµε το ίδιο πλέγµα. Θέτουµε µια σφαίρα µε σταθερή πυκνότητα ρ = 1. Και ακτίνα r ~ 0.3 Θέτουµε σταθερή κυκλική συχνότητα : Ω = 9.46 Ρυθµίζουµε το βαρυτικό πεδίο ώστε η σφαίρα να βρίσκεται κοντά σε HD ισορροπία. Αν σχηµατιστεί δίσκος Kepler θα έχει ακτίνα: Rd ~ 0.27

1000 2000 Αποτελέσµατα 0 500 750

Ταχύτητες 500 1000 1500 2000

Μεταφορά Στροφορµής ύο διπλανά τµήµατα του περιστρεφόµενου δίσκου αναπτύσσουν δυνάµεις τριβής µεταξύ τους, που προκαλούν την ανακατανοµή στροφορµής µεταφορά προς τα έξω. Το εσωτερικότερο και γρηγορότερο, χάνει στροφορµή και κινείται προς τα µέσα. Το εξωτερικό και πιο αργό, κερδίζει στροφορµή και κινείται προς τα έξω. «Θεωρητικά» η τελική κατάσταση θα έχει : σχεδόν όλη την µάζα του νέφουσ στον κεντρικό πυρήνα και ένα πολύ µικρό τµήµα να περιφέρεται σε µεγάλες ακτίνες µεταφέροντας όλη την τ αρχική στροφορµή (µοντέλο ηλιακού συστήµατος). Ερώτηση : Πόσο αποτελεσµατική είναι η µεταφορά στροφοµής σε ένα δίσκο; Πόσο µάζα «ξοδεύεται» στη µεταφορά αυτή;

Στροφορµή στον ισηµερινό 0 500 1000 2000

Μερικά συµπεράσµατα Και πάλι σχηµατίζεται περιστρεφόµενος δίσκος. Όµως αντίθετα µε το αναµενόµενο, η µάζα του είναι σηµαντική και σίγουρα µη αµελητέα. Ο δίσκος αποκτάει προφίλ περιστροφής Kepler στα εσωτερικά του τµήµατα, αλλά µόνο για λίγο. Τα τµήµατα αυτά είναι που παραµένουν σε περιστροφή µέχρι το τέλος Η περισσότερη στροφορµή του νέφους αποθηκεύεται στο δίσκο. Αναποτελεσµατική µεταφορά προς τα έξω. Βασικό Πρόβληµα : Η κατάρρευση εξελίσσεται µέσα σε στενά περιορισµένο (από τα boundaries) ) όγκο. Τι θα γίνει αν της διαθέσουµε περισσότερο «χώρο»;

Πείραµα µε µεγαλύτερη ανάλυση Επαναλαµβάνουµε το ίδιο πείραµα αλλά µέσα σε µεγαλύτερο πλέγµα: 200 x 200 x 100

Αποτελέσµατα 0 250 500 750 1000 1500

ισόπυκνη δίσκος δακτύλιος συµπυκνώσεις

Στροφορµή στον ισηµερινό 0 500 1500 1000 500

Βασικά Συµπεράσµατα Η χαµηλή ανάλυση και ο στενός περιορισµός από τα boundaries, επηρεάζουν την κατάρρευση. Όταν το νέφος έχει αρκετό χώρο για να διασταλεί, εµφανίζεται µια διαφορετική πορεία. Οι πιέσεις και η συσσώρευση µάζας στο κέντρο παίζουν σηµαντικό ρόλο. Ο δίσκος που σχηµατίζεται µπορεί να γίνει ασταθής και να οδηγήσει σε νέες δοµές. Το τελικό αποτέλεσµα δεν είναι αναγκαστικά ένας πυρήνας, αλλά µπορεί να προκύψει ένα σύστηµα πυρήνων. Υπάρχει πολύ αποτελεσµατική απώλεια στροφορµής στην τελευταία αυτή περίπτωση.

Ένα βήµα πιο κοντά στην πραγµατικότητα Τώρα το σφαιρικό νέφος αποτελείται από δύο στρώµατα. Το εσωτερικό έχει πυκνότητα ρ0 = 1 και Ω = 6.33 Το εξωτερικό έχει ρ0 = 2 και Ω = 12.666 Οι άξονες περιστροφής τους είναι κάθετοι!

Κατάρρευση 250 500 750 1000 1250 2000

ύο δίσκοι 400

Τελικά συµπεράσµατα Η χρήση ενός κεντρικού sink-cell µας βοηθάει να περιγράψουµε την κατάρρευση µε πιο «κοµψό» τρόπο αλλά µπορεί να µην είναι ρεαλιστική. Το µέγεθος του πυρήνα και κυρίως οι πιέσεις που αναπτύσσονται, µπορούν να επηρεάσουν σηµαντικά. Το γεγονός ότι πουθενά δεν συναντήσαµε καθαρά «ελεύθερη πτώση» υποδεικνύει υ ότι γενικότερα οι πιέσεις είναι σηµαντικές και δεν πρέπει να παραβλέπονται. πονται. Περιστρεφόµενος δίσκος σχηµατίζεται πάντα.. Συσσωρεύει σηµαντικό ποσοστό της µάζας και άρα η βαρύτητα του δεν θα πρέπει να θεωρείται αµελητέα.. Είναι αµφίβολο αν θα αποκτήσει ποτέ προφίλ δίσκου Kepler για σηµαντικό χρονικό διάστηµα, και άρα είναι ασταθής. Όταν το νέφος έχει αρκετό χώρο για να διασταλεί και να εξελιχθεί ελεύθερα, χωρίς τον περιορισµό των boundaries,, τότε οι διαδικασίες που παρατηρούµε µπορεί να είναι πολύ διαφορετικές. Η εξέλιξη της κατάρρευσης αλλάζει ριζικά και όταν ορίζουµε έστω και λίγο πιο πολύπλοκες αρχικές συνθήκες. Ένα µεγάλο ποσοστό της µάζας παραµένει σε περιστροφή γύρω από τον ν πυρήνα φέροντας την ολική αρχική στροφορµή του νέφους. Το θέµα της ανακατανοµής στροφορµής είναι λοιπόν ακόµα ανοιχτό σε µελέτη έτσι ώστε να πλησιάσουµε σε ένα πιο ρεαλιστικό µοντέλο που θα µπορεί να περιγράψει αποτελεσµατικά ά την κατάρρευση περιστρεφόµενων νεφών.