Читайте также:
|
|
Совершенно иная картинанаблюдается при колебании в тележке, движущейся с постоянной скоростью. Все рассматриваемые параметры v, g, τ резко асимметричны. Отмечу, что асимметрия не наблюдается при коле-бании маятника вплоскости,перпендикулярной движению тележки. Асим-метрия полупериодов колебания в плоскости движения позволяет эмпи-рически, находясь в закрытой тележке, определить состояние ее покоя или движения. Более того, анализ других особенностей колебания позволяет в Рис. 41.принципе найти скорость движения тележки, направление её движения, массу и радиус тела или пространства, по которому она движется. А это означает, что движение с постоянной скоростью абсолютно, а не относительно.
Вернемся к эксперименту, который Галилей проводил «в зале под палубой какого-нибудь большого корабля» на котором можно было установить маятник.Естественно, что технические возможности средневековья не могли обеспечить тех скоростей и той высоты помещения, которые потребовались бы для фиксации,например, отклонения от вертикали падающей из кружки капливоды. Чтобы это отклонение зафиксировать, необходи-мо «кружку» подвесить на мачте, на высоте 200-250 м, воду заменить мелкой дробью, равномерную скорость корабля держать где-то 25-30 м/с. Что и сейчас на пределе технических возможностей. И если при движении такого корабля с верхушки мачты уронитьдробинку, то в своем падении она отклонится вперед по ходу больше чем на 0,5 мм. Последнее будет зафиксировано приборами и подтвердит, что движение с постоянной скоростью абсолютно, а не относительно.Абсолютность равномерного движения по поверхности обусловлена также тем, что фигура Земли не плоская, а круглая.
И точки протяженного предмета (например, мачты корабля), находя-щиеся на разном расстоянии от центра Земли, будут иметь различ-ную скорость относительно поверх-ности. Поэтому если за время падения дробинки с мачты ееосно-вание пройдет расстояние АА, то верхушка — расстояния ВВ', и дро-бинкаупадет в точке С, пройдя расстояние АС = ВВ' (рис. 42.). А это и свидетельствует о движенииРис. 42.корабля.
Галилей, по-видимому, исходил из того, что изменения, происходящие в движущемся теле, можно фиксировать только ощущениями. И, не уловив заметных отклонений в поведении тел внутри корабля, он сделал вывод, что равномерное движение по криволинейной поверхности является относительным.
Именно поэтому принцип относительности распространялся им только на круговыедвижения.
Это была формальная ошибка. Ее многократно усугубил Ньютон, «распрямив» круг и постулировав гипотезу об относительности прямолинейного равномерного движения. Именно прямолинейное движение названо позже А. Эйнштейном принципом относительности Галилея, хотя в действительности он сам является его автором.
В результате в механике оказалось не просто две ошибки в понимании движения как процесса взаимодействия, но и утвердилось как естественное понятие прямолинейности, никогда и нигде не подтвержденное экспериментально. Гипотеза прямолинейного и равномерного движения без взаимодействия постепенно стала единственной сущностью инерции. С одной стороны, она как бы объясняла само явление инерции, а с другой — превратилась из гипотезы в реальный факт относительности, не требующий подтверждения своей истинности.
Можно предложить проведение других экспериментов, способных регистрировать иными приборами движение с постоянной скоростью, например атомными часами, гироскопами, световыми лучами и т.д., и все они будут подтверждать качественное отличие тела неподвижного от движущегося.
Используемый классической механикой, как и теорией относительности, принцип относительности движения с постоянной скоростью полностью не вписывается в законы диалектики. Не вписывается потому, что состояние покоя, т.е. то состояние, в котором центр масс одной системы не изменяет своего положения относительно центра масс другой, отличается от состояния движения в пространстве в первую очередь изменением качества. Представление о том, что пространственное движение есть изменение качества, отсутствует как у Ньютона, так и у Эйнштейна. Вот это не наличествующее в механике свойство изменения качественного состояния при перемещении из одного места пространства в другое необходимо использовать для эмпирического определения состояния движения. Причем все свойства тела в движении меняются, но меняются в различной пропорции и по-разному в направлении движения и ортогонально ему. И эти изменения совершенно одинаковы как для «медленных», так и для «околосветовых» скоростей. Только эффективность качественного изменения свойств при этом, естественно, будет проявляться с разной степенью наблюдаемости, да и наблюдения будут проводиться другой категорией приборов.
Именно уверенность Ньютона и позднее Эйнштейна в невозможности качественных изменений тел при относительном движении, поддержанная научным сообществом, стала психологической преградой на пути любых эмпирических проверок относительности движения. Они не рассматривались и не ставились не потому, что были невозможны для физического исполнения, а потому, что были невозможны постулативно.
Физические постулаты превратились в ученый догмат, более жесткий и более действенный, чем догматы общественные и церковные. Научный общественно-психологический запрет более жёстко давит на личность, чем любые кандалы и запоры. Он сковывает мысль. Он запрещает вольный полет фантазии. Он навешивает шоры на разум и тормозит развитие и науки и общества.
Однако развитие науки со скрипом продолжается. Появляются эксперименты, не влезающие в обусловленные запретом ворота и потому отвергаемые ортодоксами с порога. (Вдумайтесь — факты в физике отвергаются только потому, что они противоречат запретительным постулатам.) Однако количество таких экспериментов накапливается. Их уже неудобно «заметать под половик», велика становится куча, и делается как-то уже слишком непристойно использование в качестве основного аргумента популярной шуточки «этого не может быть». Появляется необходимость, превращающаяся в потребность — объяснить, какова природа этих ненужных и даже неприличных экспериментов, без нарушения парадигмы и запретов, без разрушения сложившейся ошибочной системы мышления. И чтобы миновать запрет независимо от того, понимают ли это исследователи или нет, разрабатывается мощный математический аппарат (как, например, в квантовой механике), «сшивающий» некорректные постулаты и подменяющий реальное понимание физических взаимодействий системой очень «точных» математических операций, подгоняющих решение под необъяснимые эксперименты. Конвенционализм математики обусловливает возможность такого развития физики.
В качестве примера сшивания рассогласованных теорий можно привести также работу И. Пригожина «От существующего к возникающему». В ней для объяснения необратимости физических процессов, на основе сложного математического аппарата (потребовались супероператоры, стохастическая формализация с введением вторичного времени и функционального не геометрического пространства) проводится достаточно формальное внесистемное самосогласование между динамикой и термодинамикой. И делается это с постулированием второго начала в качестве основополагающего динамического принципа, определяющего направление стрелы времени. Однако в этом аппарате отсутствует качественное изменение при взаимодействиях и механизм необратимости. Представление о механизме физических процессов подменяется математической символикой. Понимание сути физических явлений тоже ухудшается. И, следуя Бриллюэну [90], теория (например, теория относительности или квантовая механика) превращается в математическую фантастику, не имеющую предсказательной ценности, а, следовательно, и пользы. Поскольку у теории нет способов предсказания введения тел в процессе физических взаимодействий, то не возникают и идеи экспериментов, подтверждающих или опровергающих теорию. И все обсуждаемые к проведению эксперименты обкатываются в рамках заведомо некорректных постулатов, образующих понятийный базис классической механики и всей физики. Именно на такой базе основывается объяснение явления «инерция» в классической механике. Попробую разобраться в тех процессах, которые обусловливают движение тел по «инерции»
3.8. Движение, ускорение, инерция
Наиболее сложными и наименее понятными проблемами механики Ньютона являются проблемы, связанные с движением, ускорением и инерцией. И хотя большинство ученых не сомневается в полной разработанности этих проблем и однозначного физического толкования их сущности (ведь существует четкий и отработанный математический механизм, описывающий количественно все нюансы движения тел в пространстве. Подчеркну — механизм математический, а не физический. И используя его, например, в форме закона притяжения физики видят только притяжение, которое в природе отсутствует, и не видят отталкивания, которое, наоборот, присутствует.). Эта уверенность — еще не основание для объяснения движения без взаимодействия, его сущности, возможности прямолинейного движения с постоянной скоростью по инерции (относительное движение) и движения с ускорением. Эта уверенность постулируется и может оказаться не описанием реального природного процесса, а только основой для подгонки математического аппарата под определенные эмпирические данные. Гносеологические корни относительного и абсолютного движения, как и его механическая сущность, остаются скрытыми и неясными для понимания, а, следовательно, и для формализации процесса движения. Это следствие того, что в механике Ньютона нет онтологического ответа на вопросы: что есть движение и откуда оно берется? Возможно ли существование прямолинейного движения по инерции как движения без взаимодействия? Чем и как вызывается инерция? Возможно ли движение тел в отсутствии гравитационного поля? Вопросов возникает очень много, и они требуют конкретного описания сущности механизма движения.
Как было показано выше, самодвижение тел — пульсация, является основой всех видов движения, включая перемещение относительно пространства, взаимодействия с последним и вращение.
Рассмотрим, например, движение тела, например, стального шара радиусом – 25 см, плотностью ρ = 7,9 г/см3 по поверхности без трения и с учетом его взаимодействия с вращающимся гравиполем Земли. Объем шара V = 6,54·104 см3, масса т = 5,2·102 г, а вес Р = 5,168·105 см.г.с-2. Когда шар лежит на поверхности относительно неподвижно (т.е. его центр масс не перемещается по поверхности, а собственные колебания симметричны, не обеспечивают его перемещение и не принимаются во внимание), то все его параметры сбалансированы с параметрами Земли. Её везде принимаем не вращающейся сферой с радиусом R = 6371 км и не имеющей атмосферы.
Шар, лежащий на поверхности, сам по себе не свободен от нагрузок. Его объем сжат силой F, равной силе веса Р, но никакими приборами и измерениями это давление не определить, поскольку ему подвергаются все элементы измерительных приборов. Именно это давление есть следствие воздействия внешнего гравиполя на тело, и точно с таким же усилием тело сопротивляется внешнему давлению. Причем сопротивление грависжатию определяется свойствами тела, его структурой и строением и проявляется в некотором подобии силе Гука.
Важно понимать, что для внешнего наблюдателя вес тела есть его давление на поверхность Земли, а для самого тела вес — внешняя сила гравитационного приталкивания, обусловливающая величину его деформации. То есть изменение параметров тела под воздействием гравиполя Земли является причиной возникновения веса.
Начнем разгонять тело по поверхности с постоянным ускорением и доведем скорость v движения до орбитальной v' = 7,91·l05 см/с. В процессе разгона вес тела Р, как это следует из классической механики, « уменьшается», и, при достижении первой космической скорости, вес становится «равным» 0. Естественно, что в процессе разгона меняются все свойства тела, но механика Ньютона фиксирует только изменение силы притяжения и совершенно не объясняет физический механизм, вызывающий это изменение. Попробуем разобраться в этом вопросе.
По классической механике: при разгоне тела возникает не связанное с вещественным пространством ускорение а' (предполагается, что ускорение а' не имеет никакого отношения к g, и только по «случайному совпадению» имеет ту же размеренность) направленное вертикально вверх и равное:
а' = – v2/R.
Оно создает телу дополнительную подъемную силу F':
F' = – та'.
При достижении ускорением а' величины ускорения свободного падения а' = g подъемная сила F' становится равной весу шара Р, она отнимается от веса тела Р ипроисходит их взаимное погашение:
P – F' = 0.
Вес тела «исчезает» и в шаре, движущемся с первой орбитальной скоростью, возникает состояние невесомости, которое остаётся в процессе любого движения по инерции в космосе. Этот сценарий как бы подтверждается каждодневно демонстрацией «невесомости» космонавтами на космических кораблях. И потому указанное объяснение не вызывает никакого сомнения в своей справедливости. Но что произойдет, если усомниться в этом объяснении? И что может вызывать сомнение?
Сомнение вызывает исчезновение той силы — веса Р, которая является атрибутом тела, т.е. не может исчезнуть по определению. Если же она исчезла, то и тело, в структуру которого входит эта сила, тоже исчезло, а все последующие операции с ней являются математическими манипуляциями с отсутствующим предметом и с полным непониманием происходящего взаимодействия, т.е. становятся некорректными.
Повторяю: в механике предполагается (постулируется), что появление «подъемной силы» является следствием не взаимодействия тела с гравитационным полем Земли (в гравитационных взаимодействиях по механике тела не деформируют), а наличия центростремительного ускорения а', равнозначного по размеренности напряженности гравитационного поля Земли g. Оно направлено от центра планеты и никак не связано с изменениями параметров разгоняемого тела. Неподвижное и разгоняемое тело в классической механике тождественны, не связаны с гравиполем Земли, и подъёмная сила есть только следствие движения с ускорением. Поэтому, заменяя а' на - g получаем «подъёмную» силу:
F = -mv2/R = -mg, (3.84)
Здесь: F – «центростремительная» сила, с которой тело стремится оторваться от планеты, m – ее масса, v – скорость «отрыва».
Но эта же скорость отрыва входит в уравнение напряженности гравиполя Земли g:
g = v2/R, (3.85)
которая ни от чего не отрывается и даже наоборот. Ускорение свободного падения всегда направлено вниз, т.е. всегда плюс. И приходится руками в (3.84) вводить минус, что не очень приятно и физики старательно обходят уравнение (3.85). Поэтому оно, практически не встречается в физической литературе.
Подойду к этому явлению иначе. Тоже предположу (никому не запрещается, если предположение опирается на физические факты, даёт возможность взглянуть на них иначе и получить практический результат), что гравитационное поле планеты имеет определенную плотность (отображающуюся чрез напряжённость g) и вращается. Последнее следует из первого закона механики (это тот самый спин, который во всей красе демонстрирует себя в квантовой механике). Достижение этой плотности (напряжённости), телами, лежащими на поверхности планеты, и обусловливает их всплытие над поверхностью. Данный вывод невозможен, если в объяснении «невесомости» опираться на центростремительное ускорение. Центростремительное ускорение утверждает существование единственного способа выхода в открытый космос. И потому достижение всплытия получается, в настоящее время, только этим способом — разгоном тела до первой космической скорости (первый способ). Отсюда следует вывод: если найти другой способ достижение плотности гравиполя тела равной плотности гравиполя планеты, то тело оторвется от поверхности и приобретет возможность пассивного полета [94] (второй способ), или активного (третий способ). И способ пассивного полёта существует. Именно им пользуются жесткокрылые жуки, которые по законам механики летать не могут, его же использовал В. Гребенников при создании своего гравиплана [95], на котором летал более 10 лет. Кстати и само уравнение (120) демонстрирует волновую сущность следующим образом. Известно, что [18]:
Rω = v, или R = v/ω, (3.86)
Заменяем в (3.85) R, и получаем:
g = ωv2/v = vω. (3.87)
Уравнение (3.87) — определяет волновой характер напряженности гравитационного поля (который проявляется и в законе тяготения), но, тем не менее, из-за наличия в нём непонятного волнового произведения vω, успехом у физиков не пользуется (не смотря на красоту и математическую элегантность его в физической литературе найти очень трудно, мне, например, не удалось). Таким образом, получаем еще один способ нейтрализации «гравипритяжения» — волновой (третий способ). Именно третий способ (как показано выше) переворачивает детскую игрушку — китайский волчок. Он же предполагает использование электромагнитных колебаний для «безопорного» перемещения.
Немало, однако. И показательно, что современная цивилизация использует для выхода в космос, единственный из них — разгон тела до первой космической скорости. Способ, бесперспективный для серьёзной работы в космосе, самый трудоемкий, самый энерго-материалоемкий, самый опасный из всех существующих способов.
Как уже говорилось, вес тела обусловлен силой, с которой оно сжимается напряженностью g гравиполя Земли. Когда тело начинает двигаться, то к силе внутреннего сопротивления сжатию гравиполем Земли Fв ' = - mvω = -mgв = - 0,041 см.г.сек-2, прибавляется (не отнимается) дополнительная сила - F', обусловленная возникшем сопротивлением эфира движению шара. Эфир сжимаясь движущимся телом, вызывает его деформацию и нарастание напряженности собственного гравиполя - gв тела. Чем больше деформирует тело, тем больше возрастает сила сопротивления сжатию Fв:
Fв = (- Fв ') +(- F') = -m gв '. (3.88)
Перед нами (3.88) вроде бы то же самое уравнение (3.84), которое применяется в современной механике, но физический смысл его изменился. Уравнение (3.88) отображает силу взаимодействия тела с гравиполем Земли, а (3.84) – воображаемое отбрасывание тела от планеты силой центростремительного ускорения. И по (3.88) движущееся с ускорением тело воспринимает возникшую силу Fв как дополнительное сжимающее воздействие, вызывающее пропорциональное возрастание деформации. К силе веса Р = F, действующей на него в статическом состоянии, при движении стала добавляться сила - Fв которая при достижении орбитальной скорости сравнивается по численной величине с силой F = Fв и на тело действуют вдвое большая сжимающая сила:
F + Fв = 2 F = 2 Р.
То есть все предметы на корабле, летящем с первой космической скоростью, весят вдвое больше, чем на поверхности планеты. А наблюдаемая «невесомость» есть следствие временного отсутствия способов фиксации возрастания веса. (В общем-то она немного подобна той, которая возникает при погружении человека в воду и возникает эффект как бы отсутствия веса.) Это дополнительное воздействие напряженности гравиполя на движущееся тело, обусловленное взаимодействием тела с эфирным пространством, вызывает изменение численной величины всех его свойств, без изменения взаимосвязей. Подчеркну, что собственный инвариант свойств шара для сжимающей силы F и в статическом и в динамическом состоянии не меняется. Внешняя сила Fв изменяет количественную величину свойств тела, но не внутренние взаимосвязи. Используя это качество, находим по КФР для шара инвариант, связывающий радиус r с силой F в статике:
F2r5= 2,608·l018 – const. (3.89)
Поскольку инвариант (3.89) остается неизменным как для статики, так и для динамики, то с изменением силы F до 2 F величина const не изменится, но вместе с силой изменяются численно все свойства тела, включая его радиус r. Определим, как изменится величина радиуса r' при движении шара с орбитальной скоростью подставив в F2r5 = 2,608·1018см·г·сек-2 величину 2 F = 1,0336·106 см·г·сек-2, и решив относительно r' получаем:
r' = 1,895·10 см.
Таким образом, приобретение телом орбитальной скорости сопровождается деформацией его радиуса почти на четверть размера в статическом состоянии. Это важнейший результат для понимания диалектики движения тела во внешнем гравитационном поле. Именно им определяются все физические процессы, сопровождающие движение. Именно он является подтверждением качественного и количественного изменения состояния тела при переходе от статики к динамике. И именно отсюда следует физическое представление о механизме движения с ускорением и движении по инерции.
Рассмотрим, как изменяются количественно другие свойства движущегося тела, например масса т и напряжённость собственного гравиполя g т. Связь массы с радиусом определяется инвариантом:
т2r = 6,938·106 – const'. (3.90)
Подставляя в (3.90) r = 1,895·10 см, определяем массу m' тела, движущегося с орбитальной скоростью:
m' = 6,05·102 гр.
По силе и массе определяем напряженность g т' гравиполя:
g т= 2 F / m' = 1,708·103 см/с2. (3.91)
Результат (3.91) можно получить непосредственно из инвариантной взаимосвязи радиуса шара r и напряженности внешнего гравиполя g:
r2g = 6,131105 – const'. (3.92)
Подставляя в (3.92) величину радиуса этого уплотнения r', имеем:
g т ' = 1,708·103 см/с2.
Напряженность g' внешнего гравиполя в окрестностях тела изменилась и выросла в 1,71 раза. А это значит, что изменилась пульсация тела, вызывая при движении уплотнение эфира вокруг него (образуется так называемая эфирная шуба). В результате этого уплотнения возросла напряженность внешнего гравиполя в окрестностях шара. Именно уплотняющая шуба напряжённости, которая возникает при любой форме движения, за счет взаимодействия с внешней средой сохраняет изменившуюся пульсацию тела относительно постоянной и не позволяет телу сбросить свою деформацию.
Таким образом, расчеты подтверждают диалектический вывод о том, что движущееся тело качественно отличается от неподвижного, и ни о какой тождественности между ними не может быть речи. Любое перемещение тела в гравитационном поле есть качественное изменение его состояния, сопровождаемое объёмной деформацией, изменением напряженности собственного гравитационного поля и других свойств. С другой стороны, ускоренное движение тела вызывает деформацию, возрастание и уплотнение шубы, изменение внешней напряженности гравитационного поля вокруг тела.
По современным представлениям, неравномерное движение тела в пространстве может быть только ускорением. Само ускорение понимается как скорость изменения скорости. Поэтому при движении тела с постоянной скоростью его ускорение как бы равняется 0.
Поскольку тело при любом движении с ускорением в гравитационном поле деформируется, то эта деформация вызывает изменение количественной величины всех свойств тела, включая напряженность его собственного гравитационного поля. Деформация прекращается и сохраняется, когда тело переходит от ускоренного движения к равномерному. Так же сохраняется достигнутая напряженность собственного гравиполя тела. Наблюдаемое нами ускоренное движение тела для самого тела является просто изменением величины напряженности собственного гравитационного поля. Переход на движение с постоянной скоростью — сохранение достигнутой напряженности своего гравиполя. Замедление движения — раздеформация тела, уменьшение напряженности собственного гравиполя. Таким образом, понятие «ускорение» и «изменение напряженности гравиполя» есть различное название одного и того же понятия. Оно характеризует один и тот же процесс — гравитационную деформацию тел. Только этот процесс фиксируется внешним наблюдателем как ускорение, а для тела является изменением напряженности собственного гравиполя. Тела, на поверхности Земли, постоянно подвержены деформации напряженностью внешнего гравиполя. Эта деформация вызывает изменение напряженности гравиполя тел, которое остается в дальнейшем постоянной и понимается как неизменное ускорение свободного падения. Подъем тела над поверхностью Земли приводит к изменению напряженности внешнего гравиполя или, что-то же самое, ускорения свободного падения, которое сопровождается строго пропорциональным изменением напряженности гравиполя поднимаемого тела.
Поскольку ускорение есть наблюдаемое извне следствие изменения напряженности собственного гравиполя движущегося тела, то естественно, что при движении с постоянной скоростью, при которой напряженность собственного гравиполя остается неизменной в течение всего движения, внешний наблюдатель фиксирует отсутствие ускорения при равномерном движении. И делает вывод, что скорость может существовать отдельно от ускорения.
Таким образом, изменение напряженности гравитационного поля движущегося тела и ускорение его движения есть один и тот же процесс, имеющий два названия. Только первое характеризует статическое состояние напряженности тела, а второе — изменение этой напряженности при движении с ускорением. Поэтому возникновение любого ускорения в любом движении есть проявление изменения напряженности гравиполя движущегося тела, вызываемое внешними или внутренними гравитационными силами.
Изменение напряженности гравиполя движущегося тела связано с еще одним физическим явлением, названным Ньютоном инерцией. Инерция, по его определению, «...есть способность сопротивления, по которой всякое отдельно взятое тело, поскольку оно предоставлено самому себе, удерживает свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения» [5]. Рассмотрим сущность инерции.
Итак, тело, движущееся в пространстве с ускорением, взаимодействует с гравитационным полем, деформирует и изменяет под его воздействием напряженность собственного поля и плотность своей шубы. Изменение деформации, плотности шубы и напряженности самого тела не может происходить без приложения определенной силы, без затрат энергии на компенсацию этих процессов и, следовательно, без сопротивления силе, движущей тело в пространстве с ускорением. Вот это сопротивление тела попыткам изменения своего состояния,т.е. попыткам деформировать его, и есть то, что Ньютон называет врожденным свойством тела — инерцией.
Повторюсь. В случае, когда тело внешней силой выводится из состояния покоя и разгоняется, деформация тела, возрастание и уплотнение шубы, взаимодействие с эфиром тормозят его движение и фиксируются нами как стремление сохранить состояние своего покоя, т.е. тело проявляет свойство инертности. Отсюда инертность — степень деформации тела, достигнутая в процессе изменения напряженности собственного гравиполя под воздействием извне. Рассмотренный в данном разделе пример с переходом тела радиусом r = 25 см от неподвижного состояния на поверхности к движению по инерции с первой космической скоростью показал, что в результате достижения этой скорости радиус деформируется до величины r' = 18,4 см. Именно деформация, обусловленная воздействием эфира, вызывает сопротивление изменению движения и становится инертностью тела. Сама же деформация, а вместе с ней и асимметрия собственной пульсации тела обеспечивает последующее движение по орбите за счет постепенной раздеформации. Можно показать, что аналогичный эффект вызывается опусканием тела в гравитационном поле.
Дата добавления: 2015-08-03; просмотров: 55 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Взаимодействие тел в эфирном пространстве обусловливает им равное и противоположное противодействие. 6 страница | | | Взаимодействие тел в эфирном пространстве обусловливает им равное и противоположное противодействие. 8 страница |