скачать книгу бесплатно
По поводу пропорциональности гравитационной и инертной масс С. Э. Хайкин в упомянутой выше работе пишет:
Пропорциональность гравитационной и инертной масс действительно не может быть случайностью, т.к. на наш взгляд, любые взаимодействия между материальными телами, в том числе и явление всемирного тяготения, определяются одними и теми же законами природы. Если учесть, что силы тяготения вызваны обычными контактными взаимодействиями тел с мировой материальной средой, то между законами динамики Ньютона и силами тяготения нет никакой принципиальной разницы.
Хайкин С. Э. говорит, что «в классической физике законы динамики никак не связаны с существованием сил тяготения».
Однако вся небесная механика построена исключительно на законах динамики механического движения. Именно из упраздненного нами третьего закона Ньютона (см. гл. 1.2.1.) непосредственно вытекает, что небесные объекты выступают в гравитационном взаимодействии как равноправные партнеры, которые могут отличаться только массой. Именно из этого и исходил Ньютон, работая над законом всемирного тяготения надо полагать.
Это означает, что закон всемирного тяготения представляет собой только одну из форм записи второго закона Ньютона. Если закон всемирного тяготения выразить через ускорение свободного падения (а = k * M
/ r
), то для гравитационных взаимодействий мы получим тот самый второй закон Ньютона из классической динамики Ньютона (F = m * а), которая по ошибочному мнению Хайкина имеет самостоятельный физический смысл, никак не связанный с законом всемирного тяготения!
Сила из второго закона Ньютона это не просто абстрактная неуравновешенная сила, которая стала таковой в современной физике только по той простой причине, что в классической модели неуравновешенного движения ответное тело взаимодействия искусственно выносится за рамки неинерциальной системы ускоряемого тела и в дальнейшем для него не рассматривается. В реальной действительности ответное тело никуда не делось, т.к. именно его масса и определяет ускорение якобы неуравновешенного движения ускоряемого тела и реально уравновешивает взаимодействие в целом в соответствии с третьим законом Ньютона.
Присутствует в классической динамике, определяемой вторым законом Ньютона и расстояние между взаимодействующими телами. Это размер зоны упругой деформации вдоль линии взаимодействия между взаимодействующими телами. Правда в отличие от силы тяготения, которая обратно пропорциональна квадрату расстояния, сила упругости зависит от удлинения линейно, т.е. сила упругости пропорциональна первой степени удлинения. Эта зависимость была установлена экспериментально и носит имя: закон Гука:
F
= – k * x,
где:
x – удлинение;
k – модуль продольной упругости или модуль Юнга.
Однако это соотношение справедливо для равномерно деформированного тела, в котором установившаяся статическая деформация равномерно распределена по его объёму для постоянной силы, вызывающей деформацию. Если учесть, что в реальном взаимодействии сила в центре зоны деформации не постоянная, а изменяется пропорционально удлинению, то индивидуальная сила, приложенная к каждому массовому элементу в каждом поперечном сечении тела, оказывается пропорциональной квадрату удлинения.
В современной физике считается, что силы упругости имеют электрическую природу. Но силы Кулона имеют квадратичную зависимость от расстояния. А вот почему квадратичная зависимость кулоновских сил от расстояния превращается в линейную зависимость сил упругости от расстояния, классическая физика не поясняет. Учитывая зависимость инертной силы двух взаимодействующих тел от квадрата их упругого удлинения при движении с ускорением, второй закон Ньютона можно привести к форме записи закона всемирного тяготения.
Fкв = k * (m
* m
/ r
) (1.2.4)
Тогда
а
= k * (m
/ r
) (1.2.5)
а
= k * (m
/ r
) (1.2. 6)
где:
r
: удлинение взаимодействующих тел.
k – инертная постоянная.
Теперь видно, что физический смысл гравитационной и инертной постоянной идентичен, разные только их величины. Однако физический смысл гравитационной и инертной постоянной определяется разным количеством работающих массовых элементов только частично.
Из приведённого выше механизма явления инерции или механизма взаимодействия физических тел следует, что работающие массовые элементы образуют объёмное поле распространения энергии взаимодействия. Естественно, что при этом только часть этой энергии сообщает взаимодействующим телам линейное поступательное движение в своих направлениях вдоль линии взаимодействия.
Другая часть рассеивается во всех остальных направлениях, не оказывая прямого влияния на линейное поступательное движение тел в основном направлении взаимодействия. Поэтому величина гравитационной постоянной определяется, в том числе и соотношением объёмно образующейся силы взаимодействия с линейным поступательным движением тел вдоль основного взаимодействия.
Об этом свидетельствует и размерность гравитационной постоянной ([м
/ (кг
с
)]), которая увязывает в ЗВТ величину линейной силы взаимодействия с объёмным распространением энергии взаимодействия. Судя по размерности, которая не определяет, но отражает физический смысл любых физических величин, гравитационная постоянная определяет объёмное распространение энергии взаимодействия ([м
/с
]) приходящееся на один ([кг]) работающего вещества.
При этом количественно величина гравитационной постоянной одновременно учитывает, как разное количество работающих элементов в гравитационном и инертном взаимодействиях, так и разное объёмное распространения энергии взаимодействия в этих взаимодействиях, что влияет на их разные линейные ускорения в основном направлении.
Таким образом, гравитационная постоянная, а также очевидно инертная постоянная и электромагнитная постоянная, т.е. коэффициент видов взаимодействия имеет тройной физический смысл.
Это:
1. Коэффициент взаимодействия, увязывающий объёмный характер распространения сил взаимодействия с линейным ускорением, сообщаемым телам вдоль линии взаимодействия.
2. Коэффициент взаимодействия, отражающий разное количество работающих массовых элементов в одном и том же физическом теле или частице в зависимости от видов взаимодействия.
3. Коэффициент взаимодействия, содержащий в своём составе безразмерный коэффициент пропорциональности между абсолютными коэффициентами взаимодействия разных типов взаимодействий.
Таким образом, гравитационная постоянная, которая в силу названных выше причин не очень-то и постоянная, имеет, тем не менее, естественный природный физический смысл. Точнее физический смысл имеет принципиальная взаимосвязь всех типов взаимодействий. А гравитационная постоянная лишь отражает эту взаимосвязь между инертными и гравитационными взаимодействиями.
***
В контактном взаимодействии коэффициент взаимодействия (k) по отношению к гравитационной массе равен единице, поскольку за эталон массы для этих двух видов взаимодействия была принята именно инертная масса и не учтён истинный механизм полного взаимодействия. Причём, как мы уже отмечали, на этот коэффициент влияют физическое и химическое состояние взаимодействующих тел, а также величина их масс. Следовательно, для контактного взаимодействия масс масштаба крупных космических объектов коэффициент может быть и значительно меньше единицы.
Истинным же эталоном массы, как количества вещества должно являться полное количество вещества материального тела в штуках. При этом в каждом типе взаимодействия был бы свой индивидуальный коэффициент взаимодействия с размерностью гравитационной постоянной и величиной всегда меньшей единицы. Но даже в гипотетическом взаимодействии, в котором работают все массовые элементы тел, коэффициент взаимодействия не может быть равен единице и не сможет быть безразмерным, т.к. он увязывает объёмный характер распространения взаимодействия с линейным ускорением тел вдоль линии взаимодействия.
Поскольку сегодня о количестве вещества можно судить только по результату взаимодействия материальных тел, то практически за эталон массы можно принять инерционные свойства материальных объектов в любом из конкретных видов взаимодействия. Теоретически за эталон массы можно принять хоть инерционные свойства материальных объектов при электрических взаимодействиях. Понадобятся лишь соответствующие коэффициенты перевода электронной массы в гравитационную и контактную массу.
Логично предположить, что контактное взаимодействие также имеет своё поле инертного взаимодействия, природа которого аналогична природе поля гравитационного и электромагнитного взаимодействия. Это распределение давления эфира между взаимодействующими телами. Об этом свидетельствует, как пропорциональность инертной и гравитационной масс, так и безусловная применимость второго и третьего законов Ньютона к гравитационным взаимодействиям.
Основное отличие состоит только в том, что поле инертного взаимодействия возникает лишь при прямом контакте взаимодействующих тел между собой, а гравитационное поле возникает при контакте физических тел непосредственно с носителями гравитационного поля и мировой материальной среды – амерами.
Если при контактном взаимодействии избыточное давление элементарных носителей массы сосредоточено между взаимодействующими физическими телами, то в гравитационном взаимодействии избыточное давление мировой материальной среды действует на тела со стороны открытого пространства с внешней стороны взаимодействующих тел. Однако законы газовой динамики в обоих случаях одинаковые.
Таким образом, механизм контактного взаимодействия не должен принципиально отличаться от механизма гравитационного взаимодействия, кроме противоположной направленности сил, воздействующих на физические тела.
При этом второй закон Ньютона, как в том, так и в другом случае отражает только зависимость мгновенного геометрического приращения движения ускоряемой массы от характера текущего объёмного распределения избыточного давления эфира, действующего на каждую из взаимодействующих масс и от количества связанных с массой элементарных носителей взаимодействия – паруса взаимодействия.
***
Р. Фейнман в Фейнмановских лекциях по физике, Т1, Современная наука о природе. Законы механики. В §5 Всемирное тяготение страстно доказывает, что законы Ньютона абсолютно верны для всей вселенной и на любых расстояниях. Он приводит астрономические наблюдения, которые доказывают, что даже очень удаленные от Земли небесные тела движутся по эллипсу и собираются в скопления. Но:
Во-первых, движение планет по эллиптическим орбитам первоначально следует не из Ньютоновских законов, а из первого закона Кеплера, хотя для сути дела это и непринципиально.
А во-вторых, дело не только в расстояниях, но и в физической сущности гравитационной и инертной масс, про которые Фейнман говорит только то, что они с высокой точностью строго пропорциональны. Их пропорциональность не означает их равенства, Равно только списочное количество их массовых элементов. А законы Ньютона в существующих формулировках не раскрывают физическую сущность гравитационной постоянной, которая не соответствует наглядному смыслу, приведенному Хайкиным (см. выше).
К тому же в разных точках вселенной коэффициенты взаимодействия могут быть разными. Полный коэффициент взаимодействия должен учитывать физическую структуру, химический состав и полную массу взаимодействующих тел. Поэтому говорить об абсолютной верности законов Ньютона в смысле полноты отражения ими реальной действительности в том виде, в котором они существуют на сегодняшний день не совсем правильно.
Как показано выше, законы Ньютона описывают только частные случаи реальной действительности, т.к. не учитывают мировую материальную среду, хотя и имеют статус фундаментальных, т.е. базовых законов природы. Поэтому правильнее было бы сказать, что законы Ньютона верны в своей совокупности и с учётом всех возможных факторов, влияющих на взаимодействие материи, в том числе и плотность мировой материальной среды в области пространства, в которой осуществляется взаимодействие.
Из приведенного анализа следует, что закон всемирного тяготения, так же как и второй закон Ньютона является частным случаем или следствием не существующего пока в современной физике, но, как мы полагаем, безусловно существующего в природе, всеобщего закона взаимодействий. Этот закон одинаково определяет все типы взаимодействий в природе, отличающиеся только коэффициентом взаимодействия. Наиболее общей формой записи всеобщего закона взаимодействий является объёмная форма аналогичная выражению для закона всемирного тяготения.
Представленная схема взаимодействия носит общий неконкретный характер, т.к. современных знаний о природе недостаточно для ее детального обоснования и, конечно же, она имеет свои недостатки. Например, не разрешен вопрос, будет ли испытывать дополнительное внешнее инерционное сопротивление тело, движущееся в отсутствие взаимодействий, т.е., как считает современная физика «по инерции», если его предварительно деформировать?
Например, можно провести эксперимент с болтом и накрученными на него гайками в расслабленном виде и после их затяжки. Ответ, лежащий на поверхности – «не будет», что является серьезным возражением против предложенной схемы взаимодействия. Однако всё не так просто. Возможно в статистке свободные массовые элементы, выделившиеся при деформации, тут же вновь поглощаются или рассеиваются в пространстве. Поэтому нужны динамические эксперименты.
Приведём некоторые из них.
1.2.4. Эксперименты по обнаружению паруса и ветра взаимодействия
В. А. Кучин, М. В. Турышев и В. В. Шелихов ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА
http://alaa.ucoz.ru/Skachivanie/ExpProvImpRuss.doc (https://ridero.ru/link/DOYt6jX28G7s_ik-y0Vbm)
Схема этого эксперимента приведена в главе 3.5. на рисунке (3.5.1). Суть его состоит в следующем: Тележка через блок и нить приводится в движение грузом, опускающимся под действием силы тяжести. Если нить привязана непосредственно к тележке, то тележка получает одно ускорение. Если же нить при этом одновременно раскручивает барабан на той же тележке, то она приобретает значительно меньшее ускорение. Формальное объяснение несложное. Во втором случае сила тяжести груза совершает дополнительную работу по раскручиванию барабана, поэтому на разгон тележки затрачивается меньшая работа.
Но работа это не материальный фактор, который может реально препятствовать движению тележки. Это всего лишь количественное описание процесса взаимодействия. А вот то, что физически тормозит тележку, количество работы, затраченное на раскручивание барабана, само по себе не объясняет. С нашей точки зрения это происходит следующим образом.
При раскручивании барабана происходит его деформация, которая приводит к возникновению у него паруса взаимодействия, что препятствует его раскручиванию. Поэтому сила взаимодействия начинает реализовываться в поступательное движение самой тележки. При этом парус установившегося кручения барабана поступательному движению практически мало препятствует, т.к., если одна сторона этого паруса тормозит поступательное движение, то другая фактически «гребёт» в сторону поступательного движения.
С началом поступательного движения появляется парус и у тележки. При этом сила опять переключается на кручение барабана, после чего складывается парус тележки и т. д. Это и создаёт эффект увеличения инертности массы системы, хотя её общее количество вещества не изменяется. Конечно, этот эффект можно объяснить и одним только врождённым свойством инерции. Но есть и другой эксперимент, который приводит Черняев А. Ф. в Русской механике (см. Рис 55).
Рис. 55
«Возьмем два ротора-гироскопа 1 и электромотор 2, ось которого укреплена неподвижно и перпендикулярно горизонту. На оси электромотора 3акрепим шарнирно планку 4 (рис. 55, вид сверху), по краям которой установлены гироскопы 1 с осями, параллельными оси электромотора. Вот и вся конструкция.
Раскрутим гироскопы против часовой стрелки до достижения ими постоянной частоты и после этого начнем вращать электромотором планку с гироскопами тоже против часовой стрелки, фиксируя изменение нагрузки электромотора. У меня при проведении этого эксперимента два гироскопа мощностью по 3 Вт так перегрузили 400-ваттный электромотор, что он сгорел, так и не достигнув нормативного количества оборотов».
Правда, на рисунке гироскопы, вопреки описанию автора вращаются по часовой, а мотор против часовой стрелки. Однако это очень важный момент, который в виду допущенной автором ошибки следует обговорить более подробно. В том виде, как это изображено на рисунке эффекта торможения привода может не быть. С внешней стороны гироскопы «гребут парусом» в сторону вращения, а препятствуют вращения только внутренние паруса гироскопов.
В этом случае эффект может быть обратным, т.е. гироскопы будут в целом содействовать вращению, т.к. подгибающие стороны расположены на большем рычаге, а тормозящие на меньшем. Поэтому для получения эффекта торможения необходимо соблюдать однонаправленность гироскопов и привода, о чём говорит автор. Однако для проверки нашего утверждения эффект облегчения работы привода так же является подтверждающим эффектом.
Похожий эксперимент проводил Пехотин И. Е. (см. его Рис.4). В этом эксперименте стальной шар выбрасывался пусковым устройством и через нить тянул за собой другой такой же шар. Дальность полёта шаров изменялась в зависимости от того была ли нить предварительно навита на буксируемый шар или буксировка осуществлялась без раскручивания буксируемого шара. При наличии навивки длина полёта системы уменьшалась на 30%.
Чтобы исключить какие-либо особенности вращательного движения и связанные с ним кориолисовые силы можно предложить эксперимент без вращающихся частей (см. Рис 1.2.5). На горизонтальном стержне-направляющей могут перемещаться два устройства. Верхний и нижний диск устройств соединены с центральной частью растянутыми и зафиксированными вертикальными пружинами. Между устройствами так же находятся зафиксированные до поры до времени горизонтальные пружины. Напряжённые пружины обозначены красным цветом.
Рис. 1.2.5
При отпускании замков пружин верхний и нижний диски ударяются о центральное тело устройств, которое может перемещаться вдоль горизонтальной направляющей (Рис 1.2.5 а). Как только деформация от взаимодействия верхнего и нижнего диска с центральным телом достигнет максимума, освобождается пружина в горизонтальном направлении (Рис 1.2.5 б). Разряженные пружины обозначены синим цветом. Предполагается, что в этом случае инертность устройства при его неизменной массе увеличится.
В эксперименте следует предусмотреть возможность включения горизонтальной пружины в разные моменты: до взаимодействия, в момент незавершённого взаимодействия и в момент полного взаимодействия. Это позволит точнее дифференцировать причину возможного эффекта увеличения инертности.
Поскольку вращения и соответственно гироскопических (кориолисовых) сил в этом эксперименте нет, то если предполагаемый эффект подтвердится, объяснить его можно только за счёт дополнительного паруса взаимодействия, распустившегося в результате взаимодействия верхнего и нижнего дисков устройств с его центральным диском. Причём в этом эксперименте сила привода между телами не тратится ни на вращение чего-либо, ни вообще на что-либо другое кроме поступательного движения одних и тех же тел. Следовательно, появление эффекта увеличения инерционности может быть объяснено только за счёт дополнительного паруса взаимодействия.
Кстати, парус распустится, как для сил взаимодействия между устройствам, так и для сил внешнего сопротивления среды. Поэтому эффект будет только в том случае, если воздействие этих сил на парус разное. Мы предполагаем, что большее воздействие будет с внутренней стороны.
Избыточное напряжение среды в зоне взаимодействия, которая определяет силы взаимодействия, формируемые за счёт среды, играет, по всей видимости, если и не теоретически определяющую, то количественно преобладающую роль в формировании сил взаимодействия в разных типах взаимодействий. О этом свидетельствует огромная разница сил в разных видах взаимодействия одной и той же материи с одной и той же массой.
Например, гравитационная постоянная определяет огромную разницу сил инертного и гравитационного взаимодействия одних и тех же масс. А поскольку материя и соответственно врождённое свойство материи преобразование напряжение-движение у всех одинаковых масс одни и те же, то остаётся предположить, что эту разницу может обеспечивать только силы взаимодействия, формируемые за счёт среды.
А вот сопротивление паруса взаимодействия, формируемого из среды, на наш взгляд, оказывает на общий инерционный эффект незначительное влияние, т.к. в момент начала взаимодействия скорости минимальные, а к его завершению парус практически исчезает. Поэтому на существующем сегодня техническом уровне обнаружить влияние паруса взаимодействия будет достаточно сложно, если не невозможно.
1.2.5. Парадокс абсолютно упругого удара
Парадокс абсолютно упругого удара некоторые авторы усматривают в том, что в ИСО, связанной с неподвижным телом-мишенью, ударное тело, движущееся со скоростью V полностью останавливается, передавая своё движение телу-мишени. При этом якобы нарушается третий закон Ньютона, в соответствии с которым тела якобы непременно должны разлетаться в разные стороны.
Один из таких авторов – Спурре А. Ф. в статье «Парадоксы физики» (http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7113.html (https://ridero.ru/link/3nz4jA3krMITLQ)), предлагает разрешить этот парадокс формально математически, совместив логику двух ИСО. Это ИСО, связанная с центром масс взаимодействующих тел (ИСО ЦМ) и неподвижная ИСО, связанная со столом, на котором ещё до взаимодействия покоится тело-мишень. Назовём её условно абсолютной СО (УАСО).
Спурре пишет:
«На столе два одинаковых бильярдных шара массами m. После удара кием шар 1 начинает движение со скоростью V относительно неподвижного шара 2, с которым связана неподвижная система координат ХУ. Центр системы координат ХУ является материальным и обладает массой второго шара m. Шар 1 массой m и центр материальной системы ХУ образуют систему двух материальных тел, которая имеет ЦМ, расположенный в данном конкретном случае точно в середине расстояния между центрами шаров. Движение шара 1 со скоростью V в системе ХУ порождает движение и самого ЦМ в той же системе со скоростью Vцм = V / 2.
Исходя из этого, можно заключить, что шар 1 приближается к ЦМ со скоростью V / 2, но точно с такой же скоростью происходит сближение ЦМ и второго шара, т.е. в системе ЦМ скорость второго шара V / 2.
С учетом того, что ЦМ все время имеет скорость движенияVцм = V / 2 вправо, то в неподвижной системе ХУ, связанной со столом, скорость шара 1 (ударный шар – ААА) будет равна:
Vуд = Vцм – V / 2 = V / 2 – V / 2 = 0,
а скорость шара 2 (тело-мишень – ААА) будет равна сумме скоростей Vцм и V / 2, т.е.
Vм = Vцм + V / 2 = V / 2 + V / 2 = V
