скачать книгу бесплатно
Как и в задаче Зоммерфельда, приведенной выше, для того чтобы вес тела по сравнению с силой притяжения Земли уменьшился на 1/300 часть необходимо уменьшить на эту часть их общую вполне реальную обычную силу взаимодействия, воздействуя на носители тяготения. Но в этой задаче интересно то, что Ландсберг открытым текстом говорит, что сила инерции приложена именно к самому телу, а не к «верёке» тяготения: «Значит, на ТЕЛО массы т, находящееся на экваторе, действует центробежная сила инерции…». Это к вопросу о двойственности. А за силу инерции здесь опять же принимается именно ЦБ сила, которая по 3-му закону Ньютона противодействует ЦС силе в ИСО.
Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс, ФЕЙНМАНОВСКИЕ ЛЕКЦИИ ПО ФИЗИКЕ, 2. ПРОСТРАНСТВО. ВРЕМЯ. ДВИЖЕНИЕ, стр. 78,79:
«Когда мы держим гантели горизонтально, то никакой работы не производим. Выпрямляя руки в стороны и сгибая их, мы тоже не можем произвести никакой работы. Это, однако, верно только, пока нет никакого вращения! При вращении же НА ГАНТЕЛИ действует центробежная сила. Они стремятся вырваться из наших рук, так что, сгибая во время вращения руки, мы преодолеваем противодействие центробежной силы. Работа, которая на это затрачивается, и составляет разницу в кинетических энергиях вращения. Вот откуда берется этот добавок».
Обратите внимание, что и здесь прослеживается, как минимум словесная путаница. Фейнман чётко указал, что центробежные силы действуют именно на гантели, что противоречит точке приложения фиктивных сил инерции. Это опять же свидетельствует об отсутствии ясного определения силы инерции в современной физике.
Можно привести еще множество примеров двойственного подхода к понятию силы инерции и до бесконечности спорить, о какой системе отсчета идет речь и является ли сила инерции фиктивной или реальной в каждом конкретном случае. Однако однозначный ответ о природе сил инерции у классиков теоретической механики найти вряд ли удастся.
Гулиа Н. В.
Среди современных авторов также нет четкого представления о природе силы инерции, впрочем, как и о природе «обычных» сил. Например, Н. В. Гулиа, являющийся ярым сторонником фиктивности сил инерции независимо от систем отсчета, в которых они рассматриваются в своей книге «Удивительная физика» в главе «Инерция: сила или бессилие?» противореча самому себе, так же дает двойственную оценку силе инерции.
С одной стороны, он категорически отрицает существование силы инерции, причем не только, как математической абстракции, но и как физической реальности. С другой стороны он вынужден, противореча самому себе признавать физическую реальность сил инерции в тех случаях, в которых ее действие невозможно объяснить математической абстракцией. В «Удивительной физике» в главе «Реальны ли центробежные силы?» Гулиа приводит убийственный, по его мнению, пример, подтверждающий именно физическое отсутствие сил инерции в природе:
«Приведем простейший, но, тем не менее, убийственный для этих сил пример. Известно, что Луна вращается вокруг Земли. Спрашивается, действуют ли на нее центробежные силы? Спросите, пожалуйста, об этом своих товарищей, родителей, знакомых. Большинство ответит: «Действуют!» Тогда вы поспорьте с ними, на что хотите и начинайте доказывать, что этого не может быть.
Основных довода – два. Первый: если бы на Луну действовала центробежная сила (то есть сила, направленная от центра вращения наружу), то она могла бы действовать только со стороны Земли, так как других тел поблизости нет. Думаю, что напоминать о том, что силы действуют на тела только со стороны других тел, а не «просто так», уже не надо. А если все так, то, значит, Земля не притягивает, а отталкивает Луну – от себя наружу. Между тем, как мы знаем, существует закон всемирного тяготения, а не отталкивания. Поэтому на Луну может действовать со стороны Земли только одна-единственная сила – притяжения P, направленная точно наоборот – от Луны к Земле. Такая сила называется центростремительной, и она реально есть, она-то и сворачивает Луну с прямолинейного инерционного пути и заставляет вращаться вокруг Земли. А центробежной силы, извините, нет (рис. 54).
Второй довод. Он для тех, кто не знает о существовании закона всемирного тяготения или забыл его. Тогда если бы на Луну действовала центробежная сила (естественно, со стороны Земли, так как других тел, как мы уже знаем, поблизости нет), то Луна не стала бы вращаться вокруг Земли, а улетела бы прочь. Если на Луну не действовало бы вообще никаких сил, то она спокойно пролетела бы мимо Земли по инерции, то есть по прямой (мы же забыли о всемирном тяготении!). А если бы со стороны Земли на Луну действовала центробежная сила, то Луна, подлетая к Земле, свернула бы в сторону и под действием этой силы улетела бы навсегда в космическое пространство. Только бы мы ее и видели! Но раз этого не происходит, стало быть, центробежной силы нет. Вы выиграли спор, причем в любом случае. А появилась эта центробежная сила оттуда же, откуда и силы инерции в прямолинейном движении – из принципа Даламбера. Здесь, во вращательном движении, этот принцип еще более облегчает решение задач, чем в прямолинейном. Еще бы, прикладываем к существующей центростремительной силе несуществующую центробежную – и Луна как бы зависает на месте! Делайте с ней, что хотите, определяйте ускорения, скорости, радиусы орбиты, периоды обращения и все остальное. Хотя все это можно определить и без использования принципа Даламбера».
Наш взгляд, доводы Гулиа не только абсолютно не корректны с точки зрения физики, они просто по-детски наивны. Гулиа совершенно прав напоминая,
«… что силы действуют на тела только со стороны других тел, а не „просто так“…».
Поэтому ему, профессору физики, а вовсе не ребёнку следовало бы знать, что сила притяжения тоже существует «не «просто так»…», ведь прямого контакта между Землей и Луной нет. Следовательно, сила тяготения осуществляется через что-то материальное вокруг Луны и Земли, даже если обтекаемо назвать это что-то просто поле тяготения!
А поскольку небесные тела реально подталкивает друг к другу вполне материальное поле тяготения, но при этом они не падают друг на друга, то надо полагать, что они сопротивляются ему при помощи вполне реальной центробежной силы. И направлена эта реальная центробежная сила вовсе не со стороны Земли на Луну, а со стороны Луны на материальное поле тяготения. Причём в этом участвует каждый элемент Луны. При этом каждый действует на каждого, т.е. эта сила вовсе не формально действует и на элементы самой Луны, поддерживая её движение прочь от Земли.
Далее Гулиа сам вступает в противоречие со своей собственной же позицией:
«Но ради справедливости заметим все-таки, что центробежные или просто направленные от центра силы все-таки бывают, но действуют они вовсе не на то тело, которое вращается, а на связь, удерживающую это тело (рис. 57). То есть не на автомобиль, а на дорогу, не на Луну, а на Землю, не на камень в праще, а на веревку и руку человека и т. д.»
Вот только Гулиа почему-то забыл, что между Землёй и Луной также есть некая «верёвка» тяготения, на которую по его же словам и должны быть направлены центробежные силы Луны. Следовательно, источником НЕ фиктивной, а вполне реальной центробежной силы является сама Луна. Но силы, зарождающиеся внутри Луны,не могут не действовать, прежде всего, на элементы самой Луны.
Ближайшие к Земле элементы Луны, удерживаемые силой тяготения Земли в первую очередь, поддерживают своё движение прочь от Земли за счёт более удаленных элементов Луны. Эти взаимодействия последовательно распространяются на всё тело Луны, т.е. реальные силы инерции Луны действуют не только на «верёвку» тяготения, но на саму Луну изнутри. Это и есть механизм поддержки движения за счет вполне реальных сил инерции поэлементной поддержки (см. ниже).
При математическом моделировании физических взаимодействий современная физика рассматривает физические тела как материальные точки. Это, так же как и принцип Даламбера значительно облегчает математическое описание физических процессов. Однако некоторые профессора вроде Гулиа пытаются делать физику из математики. Конечно же, материальная точка не может действовать «сама на себя». Именно из этого и вытекает классическая фиктивность сил инерции. Однако физическому телу абсолютно все равно за что его принимает современная наука.
Силы инерции зарождаются, прежде всего, внутри каждого физического тела и распространяются по всему его объему, а уже затем передаются другим телам, которые им препятствуют. Причём даже самые упертые профессора вроде Гулиа, хотя бы «ради справедливости» иногда все-таки признают реальность сил инерции. Так что если вы поверили Гулиа, который втянул вас в этот спор и проиграли крупную сумму, то все претензии к нему. Выходит, его физика потому и удивительная, что это и не физика вовсе, а математическая абстракция.
В статье «Алфизики ХХ века» Н. Гулиа пишет:
«Силы инерции – это всего лишь математический прием, но тогда я верил, что они существуют реально и даже могут совершать работу. И предложил „центробежный“ инерцоид».
В этой цитате Гулиа недвусмысленно опять отрицает реальность сил инерции и соответственно возможность совершения ими какой-либо работы. Сначала Н. В. Гулиа был ярым сторонником инерцоидов, т.е. устройств, движущихся без опоры на окружающую материальную среду. После изучения классической механики, Гулиа стал таким же ярым их противником, считая, что силы инерции нереальны и, следовательно, не способны производить реальные действия:
«Сейчас мне стыдно, что, уже окончив институт, я думал, что центробежные силы реальны и могут действовать на грузы, совершая работу. Но, увы, именно так думает множество людей, имеющих дело с техникой, даже инженеры и некоторые ученые, ничуть не задумываясь над тем, что их представления в принципе неверны. Как заметил Т. Эдисон, к сожалению, большинство людей предпочитают безмерно трудиться, вместо того чтобы немного подумать».
Изучив теоретическую механику Гулиа, полагает, что приобрел верные представления о явлении инерции, хотя, как известно природа инерции на сегодняшний день не установлена и поэтому исчерпывающих сведений об инерции в современной теоретической механике Гулиа при всем его желании, тяге и таланте к учению почерпнуть никак не мог. Тем не менее, Гулиа считает («Алфизики ХХ века»), что теперь он свободно ориентируется в лабиринтах теоретической механики, читай в вопросах инерции:
«Теперь, став профессором механики, я довольно свободно ориентируюсь в тех лабиринтах, куда попадают по своей воле создатели инерцоидов. Мне особенно близки и понятны эти ситуации, ибо я не забыл еще, как сам в них оказывался. И я хочу рассказать читателям правду об инерцоидах, почему они движутся по реальным поверхностям и не могут двигаться без опоры и как самому посредством несложного опыта убедиться в этом».
Еще раз адресуем уже «немного подумавшему» Гулиа тот же вопрос, так, в чем же все-таки заключается реальная справедливость, в том, что силы инерции есть, хотя бы ради справедливости или они не существуют? Свободно ориентироваться в лабиринтах существующей теоретической механики вовсе не означает свободно ориентироваться в реальной действительности, это несколько разные вещи. Ниже будет показано, что поскольку процесс взаимодействияэтои есть процесс явления инерции, то абсолютно все силы по своему происхождению являются силами инерции.
В книге «Удивительная физика» в главе «Кто стоял на плечах гигантов?» Гулиа отмечает, что суть понятия инерции отражена в первом законе Ньютона:
«К сожалению, многие из нас часто неправильно толкуют термин „по инерции“. По инерции крутится маховик, по инерции я ударился лбом о стекло, когда автомобиль затормозил… Все это бытовые понятия инерции. Строгое же только то, которое определяется первым законом Ньютона. Который до него, может, не так точно, но сформулировал… нет, не Галилей – Декарт!»
Причем Гулиа считает определение великого Ньютона неточным, т.к. по его мнению, не то движение считается движением по инерции, в котором отсутствуют «обычные» силы взаимодействия, т.е. отсутствуют какие-либо взаимодействия с другими телами, а то в котором все силы, действующие на тело, скомпенсированы.
Гулиа пишет:
«Возьмем первый закон Ньютона (это тот, который иногда несправедливо приписывают Галилею). Сам Ньютон сформулировал его очень уж мудрено, как, кстати, и во многих школьных учебниках. Автор полагает, что более кратко и проще всего говорить так: «Тело пребывает в покое или движется равномерно и прямолинейно, если равнодействующая внешних сил, приложенных к нему, равна нулю». Вроде бы и придраться тут не к чему. А то пишут в некоторых учебниках: «…если на тело не действуют силы или другие тела…». Неточно это,…»
Но в чём здесь собственно разница? С точки зрения физики никаких неточностей в классической формулировке первого закона Ньютона нет. Если тело испытывает реальные «внешние» воздействия внутри себя и при этом продолжает двигаться равномерно и прямолинейно, то это означает, что другие тела, вызывающие эти воздействия движутся синхронно вместе с этим телом, т.е. являются частью одной замкнутой системы. Следовательно, это внутренние взаимодействия замкнутой системы, равнодействующая сила которых естественно равна нулю.
Не соответствует действительности так же и утверждение Гулиа о том, что строгое понятие инерции «определяется первым законом Ньютона». В формулировке первого закона Ньютона, данной классиком, ни слова не говорится об инерции. Не встречается определение инерции и в формулировке первого закона динамики, данной самим Гулиа. Более того, в первом законе Ньютона внешние силы отсутствуют. Следовательно, в нём не могут проявляться и ответные силы инерционного противодействия, т.к. в отсутствие внешних сил противодействовать собственно и нечему! Поэтому называть первый закон Ньютона законом инерции нет никаких оснований не только по тексту его формулировки, но и по смыслу.
Правда, Гулиа считает силы инерции фиктивными, т.е. несуществующими. Однако никто не отменял третий закон Ньютона (мы это сделаем в следующей главе 1.2.), в соответствии с которым даже фиктивные силы инерции появляются только как реакция на обычные внешние силы, которых в первом законе Ньютона нет. В «Удивительной физике» в главе «Инерция: сила или бессилие?» Гулиа приводит слова Ньютона, которые, по его мнению, определяют смысл сил инерции, как несуществующих сил:
«Врожденная сила материи – есть присущая ей способность сопротивления, по которому всякое отдельно взятое тело удерживает свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения».
Гулиа утверждает, что термин «сила» в приведенном высказывании Ньютона употреблен ошибочно, и эту ошибку впоследствии исправил сам Ньютон, а раз так, то сил инерции по Ньютону не существует. Вот, что говорит сам Гулиа по этому поводу:
«Что же это такое – врожденная сила материи, которую сам Ньютон позже назвал „силой инерции“? Да это же просто инерция, не „сила“, а фундаментальное свойство материи. Раньше, во времена Ньютона, все, что угодно, любили называть „силой“: „сила движения“, „сила убеждения“, „сила любви“, наконец. Тем более сам Ньютон потом поясняет, что термин „сила“ может быть растолкован как „свойство“. Итак, „силы инерции“ по Ньютону – совсем не силы».
Однако на наш взгляд, в этом заключении логика начисто отсутствует. Более того это заключение просто противоречит всем законам логики.
Во-первых. Термин «сила» в переводе с латинского означает действие. Он действительно может быть растолкован как свойство, но свойство действовать. Из этого вовсе не следует, что само слово свойство отменяет действие. Наоборот, свойство материи оказывать сопротивление ее выходу из состояния покоя или равномерного и прямолинейного движения вряд ли можно реализовать в отсутствие действия (силы). Сопротивление и сила – это практически синонимы.
К тому же разве чему-нибудь противоречит объяснение понятия силы, как свойства тел сообщать ускорение другим телам при взаимодействии с ними или противиться ускорению других тел при помощи сил?!
Во-вторых, Гулиа или не понимает, или умышленно искажает смысл высказывания Ньютона. Вопрос ведь не в том, что оказывает сопротивление выходу материальных тел из состояния покоя или равномерного и прямолинейного движения «сила» или «свойство», а в том, что такое сопротивление по Ньютону все-таки возникает. А вот для удержания равномерного движения или покоя, которому в отсутствие сил ничто собственно не угрожает, не требуется никакого силового сопротивления!
В переводе с латинского языка инерция обозначает бездействие. Это действительно очень подходит для обозначения физической сущности первого закона Ньютона. Но это прямо противоположно термину сила – действие. Поэтому Гулиа собственно не зря поднял проблему неправильных терминов. Однако и решил он её неправильно. Если есть два чётких определения двух физических явлений, существование которых никто не оспаривает и которые имеют разный физический смысл, то решать проблему следует не по смыслу неверных терминов, приспосабливая под них смысл явления, а по смыслу физических явлений, приспосабливая термины под них.
Из первого закона Ньютона следует, что состояние равномерного прямолинейного движения или покоя может быть изменено только при наличии других тел или под воздействием внешних сил, что в принципе одно и то же. Следовательно, если возникла проблема удержания состояния покоя или равномерного прямолинейного движения, то это свидетельствует о появлении внешней силы. При этом движение перестаёт подчиняться первому закону Ньютона. Внешние силы и вызываемые ими силы инерции определяются вторым законом Ньютона.
Причём поскольку внешнюю силу и силу инерции одной и той же массы, движущейся с одним и тем же ускорением, определяет один и тот же второй и третий закон Ньютона, то сила инерции равна по величине внешней силе. Следовательно, равнодействующая этих сил должна быть равна нулю, что противоречит второму закону Ньютона, в котором внешняя сила является неуравновешенной силой, и одновременно первому закону Ньютона, в котором внешние силы отсутствуют по определению! Это не оставляет никаких сомнений в том, что первый закон Ньютона и закон инерции Ньютона имеют разный физический смысл.
Гулиа не зря упоминал, что движение «по инерции» стало бытовым понятием. Это значит, что всеобщее понимание этого термина вопреки его дословному переводу связано с реальными силами, которые настолько реальны, что могут привести к серьёзным повреждениям, как техники, так и людей. Следовательно, термин инерция фактически давно уже приобрёл смысл не бездействия, а действия. Поэтому название закона инерции, несмотря на несоответствие ему дословного перевода термина инерция, следует сохранить.
Это не нанесёт ущерба так же и первому закону Ньютона, т.к. в его формулировке термин инерция просто отсутствует. Необходимо только Гулиа и другим популяризаторам, и творцам современной науки прекратить вредные для науки попытки перестраивать её сообразно своим лингвистическим познаниям и поучать своих древних предшественников, на которых большинство из них собственно и заработали свои учёные степени и звания. Не следует рубить сук, на котором сидишь! И потом это просто нечестно. Сначала откажитесь от своих степеней и званий, которые вы заработали на своих древних предшественниках, а потом делайте свою физику и зарабатывайте за неё свои звания честно.
В «Удивительной физике» Гулиа жестко критикует Галилея и уличает в неточности Ньютона, однако логика самого профессора, мягко говоря, не всегда понятна, а порою просто отсутствует. В статье «Алфизики ХХ века» Гулиа с пафосом пишет:
«Мне хочется посоветовать молодым изобретателям, рационализаторам, конструкторам не поддаваться авантюрным увлечениям „сумасшедших“ идей, противоречащих науке. Ведь сама наука предлагает нам столько нового, столько интересного… Не пасть жертвой алфизики, не сделать свою жизнь бесплодной и полной разочарований и неудач – одна из задач занимающихся научно-техническим творчеством. Путь к ее решению – через науку, через непрерывное систематическое учение. И я желаю вам удачи в этом!»
Никто не против систематического учения, только не совсем понятно, что подразумевает Н. В. Гулиа под словом «наука». Складывается впечатление, что наука это только то, что соответствует его личным нынешним взглядам на природу вещей. В связи с этим не совсем понятно, кому Гулиа желает удачи в науке? Всем кто хочет установить истинную природу вещей или только тем, чьи взгляды соответствует нынешним взглядам бывшего алфизика и нынешнего профессора механики Гулиа.
Вспомните, ведь когда-то по его же словам он видимо с не меньшим энтузиазмом, чем тот с которым он сегодня отрицает существование силы инерции, ругал тех, кто как раз не признавал инерцию, как реальную силу (см. «Алфизики ХХ века»):
«Как и следовало ожидать, я обругал (про себя) экспертов, назвал их неучами, ограниченными людьми и пожаловался на них, куда следует за то, что они из-за узости мысли не могут разглядеть проблему века».
Конечно же, очень хорошо, когда человек признает свои ошибки, тем более публично. Однако не рановато ли Гулиа переметнулся в лагерь своих тогдашних идеологических противников, ведь относительно физической сущности явления инерции никто еще ничего никому твердо не доказал вопреки мнению самого Гулиа, что он все всем доказал. Так что неплохо напомнить слова самого Гулиа, приведенные в «Удивительной физике» в главе «Аристотель был прав?»:
«Так что не стоит слепо верить мнениям, даже авторитетным. Правильно говорил Козьма Прутков, что если на клетке слона прочтешь „буйвол“, не верь глазам своим!»
А на каком основании можно верить Гулиа? Все примеры Гулиа с тележками никакого отношения к принципам безопорного движения не имеют. Как можно утверждать, что он Гулиа все и всем доказал, если с другой стороны можно со сто процентной уверенностью сказать, что сам Гулиа ничего толком не знает о природе инерции. И это не голословное утверждение. На сегодняшний день природа инерции официальной наукой, приверженцем которой является Гулиа, не установлена. Не известны и революционные работы самого Гулиа о природе инерции. Все его нынешние доводы не выходят за рамки средней школы.
Сейчас Гулиа стыдно за свои прошлые взгляды. Но как бы ему не было стыдно позднее за то, что он отрекся от этих взглядов, не имея на то никаких объективных оснований. Молодой Гулиа и нынешний профессор Гулиа одинаково знают о природе инерции, т.е. ничего толком о ней не знают. Скорее всего, Гулиа просто сумел рассмотреть на клетке современной физики «табличку» «нет» силам инерции» и даже не выясняя, кто и почему эту табличку прибил, слепо поверил этому, да еще и других теперь пытается учить тому, чего сам толком не понимает.
А что касается его ложного стыда, если, конечно же, он не рисуется, то ничего стыдного в том, что человек ошибается, нет. Профессорами не рождаются. Великий Циолковский тоже изобретал инерцоиды. А вот отказаться от своих взглядов, не убедившись на сто процентов в их ошибочности стыдно. Скорее всего, Гулиа просто расписался в своем бессилии решить проблему и переметнулся в лагерь своих бывших идеологических противников.
По крайне мере на сегодняшний день Гулиа не представил никаких объективных доказательств своего личного глубокого понимания явления инерции, кроме своих нынешних взглядов более или мене соответствующих официальной науке. Единственное его доказательство определяется известным выражением «этого не может быть, потому что не может быть никогда»!
В «Удивительной физике» он критикует практически всех классиков, причем не только в научном плане, что само по себе не вызывает никаких возражений, т.к. профессор ХХ века, какой бы он ни был, знает естественно намного больше, чем его предшественники, жившие более 400 лет назад. Негативную реакцию вызывает тот факт, что Гулиа пытается затрагивать нравственные и личностные вопросы в отношении своих предшественников. Особенно достается Галилею. Даже по поводу одинаковой скорости падения на Землю различных по массе тел под действием притяжения Земли Гулиа счел нужным внести свои не совсем уместные в данном случае поправки только для того, чтобы подчеркнуть некомпетентность Галилея:
«Об ошибках Галилея в определении „инерционного“ движения уже говорилось выше. Да и доказательство того, что тяжелые и легкие тела падают одинаково быстро, сформулированное Галилеем, также оказалось неверным. Тяжелые тела падают быстрее, чем легкие, – эта совершенно правильная мысль Аристотеля уже почти 500 лет, со времени Галилея, считается ошибочной. Не верьте на слово даже Галилею, проверьте сами. Что, пушинка и гиря, выброшенные из окна, приземлятся за одно и то же время? Ах, сопротивление воздуха мешает? Тогда проведите этот же опыт хоть на Луне, где почти нет атмосферы, да только время падения измеряйте поточнее. И увидите, что даже в вакууме тяжелые тела падают быстрее легких, а детям в школах уже сотни лет морочат голову, что гиря и пушинка падают за одно и то же время».
Что же такое «время падения тела?» Это время, прошедшее между моментом освобождения тела (отпусканием груза) и его приземлением (прилунением и т. д.). Определим его. По закону всемирного тяготения на груз и на саму планету (Землю, Луну, астероид, и т. д.) действуют одинаковые по величине и направленные друг к другу силы:
F = ? * M * m / r
,
где ? – гравитационная постоянная; М, m – массы планеты и груза;
r – расстояние между центрами масс этих тел.
Ускорение груза: a
= F/m, ускорение планеты: a
= F/M (ускорения m и M для простоты считаем постоянными). Скорости груза и планеты:
Vгр = a
t; Vпл = a
t,
где t – время.
Скорость сближения этих тел (скорость падения): Vпад = (а
+а
) t, при этом средняя скорость падения:
Vпад. ср = Vпад. / 2
где Vпад. – скорость приземления тела. Время падения (оба тела приближенно считаем точками):
t = 2r / Vпад.
Подставляя Vпад, получим:
t = корень (2 * r
/ (? * (M + m))
Запомните эту формулу – вот истинное время падения одного тела на другое. Так как в знаменателе под корнем сумма масс тел, то при постоянной массе планеты М чем больше масса груза m, тем меньше время падения, т. е. тем быстрее тело падает. Уж если мы хотим быть корректными, то надо говорить, что ускорение одновременно падающих в пустоте тел одинаковое, но при падении порознь тяжелое тело даже в пустоте шлепнется с высоты быстрее, чем легкое, согласно Аристотелю. Потому что сама планета, или пусть даже астероид, на который падает тело, будет тем быстрее двигаться навстречу, чем тяжелее (массивнее) падающее тело.
Так что не стоит слепо верить мнениям, даже авторитетным. Правильно говорил Козьма Прутков, что если на клетке слона прочтешь «буйвол», не верь глазам своим!»
Нам же кажется более очевидной версия Галилея, в соответствии с которой ускорение падения легких и тяжелых тел не зависит от их массы, как при синхронном падении, так и при раздельном падении.
Земля в поле тяготения пробных тел действительно движется навстречу им, так же, как и они движутся навстречу Земле в ее поле тяготения. Ускорение Земли в поле тяготения пробных тел зависит от массы пробных тел. Поэтому точка встречи каждого из этих тел с поверхностью Земли при бросании их по отдельности будет изменять свое положение в пространстве в зависимости от массы пробных тел. Соответственно будет изменяться и время встречи пробных тел разной массы с поверхностью Земли при их раздельном падении.
Однако в соответствии с законом всемирного тяготения скорость падения и у гири и у перышка в поле тяготения Земли будет одинаковая при любой последовательности бросания этих тел к Земле с одинаковой высоты. При этом подтверждением этого факта явиляется не одинаковое время встречи пробных тел разной массы с Землей, а одинаковое время прохождения ими одинаковых расстояний в поле тяготения. Поэтому под словами Галилея «совершенно одинаково», раз уж ему отводят такую историческую роль, следует понимать одинаковую скорость падения пробных тел в поле тяготения Земли.
Галилей полагал, что определяет скорость падения на одинаковом по высоте отрезке для каждого из бросаемых тел. Именно поэтому по одинаковому времени падения пробных тел на Землю Галилей вправе был сделать вывод и об их одинаковой скорости падения. Другого способа определения скорости просто не существует. Причем совершенно очевидно, что Галилей имел в виду именно скорость падения пробных тел:
«…Получаемое противоречие снимается одним утверждением – вес предмета не влияет на скорость свободного падения».
При увеличении массы одного из взаимодействующих тел его ускорение в поле тяготения другого неизменного тела не изменяется, т.к. сила тяготения, действующая на первое тело, изменяется, пропорционально его же массе. Поэтому акцентирование внимания на теоретической разнице времени встречи пробных тел разной массы с Землей при рассмотрении специфики закона всемирного тяготения очень напоминает разговор «про Фому» и «про Ерему», уводящий читателей в сторону от главного вывода, сделанного Галилеем из своих пусть несовершенных в метрологическом отношении опытов.
Кроме того, излишне дотошному Гулиа следовало бы учесть, что в момент бросания массы всех пробных тел фактически изымаются из массы Земли. Поэтому, какую бы пробную массу ни взял Галилей время её падения всегда останется одинаковым. Это легко видеть, подставив в выведенную Гулиа формулу для времени, уменьшившуюся массу Земли в результате изъятия из её массы пробного тела и появившуюся в результате этого массу пробного тела:
t = корень (2 *r
/ (? (M – m + m))
Как видно, суммарная масса тяготеющих тел всегда остаётся неизменной и всегда равна (М). Следовательно, время встречи всегда остаётся постоянным! По общепринятому мнению Галилей правильно истолковал результаты своих опытов. С исторической ролью Галилея не согласен, пожалуй, один только Гулиа, решивший поумничать с высоты современных знаний. Однако совершенно неизвестно какие выводы сделал бы сам Гулиа во времена Галилея, не зная закона всемирного тяготения, и получи он на месте Галилея разное время падения пробных тел разной массы.
Если бы он рассуждал как Аристотель, то возможно это отодвинуло бы появление закона всемирного тяготения на неопределенный срок. Так что софистикой в этой ситуации являются не рассуждения Галилея, а придирки самого Гулиа.
Вывод:
Двойственность сил инерции определяется искусственным разделением общего напряжения взаимодействия на два противоположно направленных вектора сил. При этом вектор направленный на каждое тело принимается за обычную силу, а вектор направленный на ответное тело – фиктивной силой инерции.
1.2. Формирование сил взаимодействия. Механизм явления инерции «Безопорное» движение, как законное и неизбежное следствие всех несимметричных взаимодействий в природе
1.2.1. Мера взаимодействия и инерции
Очевидно, что меру взаимодействия следует искать среди физических величин являющихся свойствами материи-массы, которые изменяются в процессе взаимодействия. Это движение и сила. Предварительно необходимо чётко обозначить физический смысл этих свойств, которые в классической физике выражены очень уж академически абстрактно.
