ОТКУДА ВЗЯЛАСЬ ТЕМНАЯ МАТЕРИЯ ? 23 страница



Первый закон (аксиома): «Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномер­ного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние».

Математическая запись закона (отметим, что матема­тическая формализация закона произведена не самим Ньютоном, но является на сегодня общепризнанной.) [18]:

а = 0 если Fрез. = 0,                                     (3.1)

где Fpез. – векторная сумма всех сил, действующих на тело, а – ускорение тела. (Полагаю, что обозначение а, как и название, некорректны. В законе говорится не об ускорении, а о напряженности гравиполя тела – g, ко­торая имеет ту же размеренность и наблюдается как ускорение а при движении тела или как напряженность – g, когда тело находится в «покое».)

К тому же математическая формализация (3.1) не со­ответствует содержанию закона. В ней отсутствуют, ка­кие бы то ни было, признаки тела, находящегося в неко­тором состоянии и естественно, что свойства этого "ничего" можно приравнивать 0. Но тогда записанные равенства есть безадресная, ничего не отображающая математическая абстракция. Кроме того, как отмечает И. Горячко [60]:

«Несмотря на простоту формулировки, первый закон неявно вводит в обращение большое количество объек­тивных и субъективных принципов построения класси­ческой механики как теории взаимодействий:

• принцип существования материи как вещества (наличие тела и окружающей среды), (добавлю — телесной – А.Ч.);

• принцип инерции (свойство тела находиться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения в отсутствии действия на него внешних сил), (да и сам принцип инерции вводится искусственно, без учета телесности пространства. – А.Ч.);

• принцип относительности [связанный с возмож­ностью определения состояния тела по отношению к другому телу, к самому себе или к системе отсчета в зависимости от скорости движения (эти два прин­ципа, инерции и относительности, в природе отсут­ствуют. Они следствие постулатов классической ме­ханики.– А.Ч.)];

• принцип причинности (связанный с возможно­стью определения состояния тела в каждый после­дующий момент времени);

• принцип равномерно текущего времени и изо­тропности окружающей среды (за равные проме­жутки времени тело при равномерном движении проходит равные расстояния);

• принцип взаимодействия (изменения состояния тела возникают не из ничего, а только в результате его взаимодействия с другими телами или с окру­жающей средой);

• принцип сохранения телом постоянной массы в состоянии покоя или равномерного движения (постулируемое постоянство массы – А.Ч.).

Нетрудно заметить, что первый закон не предусматри­вает каких-либо ограничений по скорости движения те­ла (и оговаривает неизменности массы тела – А. Ч.).

И все-таки нельзя считать, что формулировка этого закона является исчерпывающей. Действительно, доста­точно лишь указать на возможность движения тел по идеальной окружности, чтобы это утверждение стало вполне очевидным» (отмечу, что в анизотропном пространстве невозможно появление «идеальной окружности» по определению – А.Ч.).

И хотя абстрагирования в законе достаточно для ото­бражения состояния тоже абстрактного тела-точки, за­кон все же оперирует не с фантомными образованиями. Когда же приходит время, использовать его по отноше­нию к реальному телу, допустим при воздействии на это тело с некоторой силой, и в математической формализа­ции данного тела должны быть подставлены именно те параметры, которые отображают скомпенсированные внутренние взаимосвязи (инварианты) именно данного тела. Скомпенсированность же определенных свойств тел отображается либо инвариан­тами, либо уравнениями (теми же инвариантами). Поскольку определяется сила в момент воздействия на тело, а, следовательно, и сила сопротивления тела этому воздействию, необходимо знать, какой силой «обладало» это тело до воздействия на него. Точнее, с какой силой тело взаимодействовало с окружающим вещественным пространством, сопротивляясь этому воздействию. Знание уравнения взаимодействия тела с эфирным пространст­вом становится тем основанием, которое определяет структуру I закона механики.

Естественно, что в это уравнение должны входить те параметры, которые включает в себя I закон механики: масса и напряженность гравитационного поля самого тела. Для примера найдем собственную напряженность гравиполя железного шарообразного тела радиусом R = 25 см. Его масса т = 525 г., круговая частота собственной пульсации шара ω = 1,773·10-3 сек-1. Оп­ределяем напряженность гравиполя шара gт:

gт = Rω2  = 7,858·10-5 см/сек-2.                  (3.2)

gт = vω,                                                        (3.3)

где v – скорость, с которой происходит самопульсация(например, первая космическая скорость для Земли).

Из (27)-(28) следует, что напряженность гравиполя всех тел обусловлена свойством их самопульсации. Причём собственная напряженность гравиполя тела -gт отображает волновое сопротивление тела воздействию внешнего гравиполя и поэтому имеет знак минус. Находим внутреннюю силу Fв, с которой шар сопротивляется гра­витационному воздействию Земли:

Fв  = - mvω = - mgв = - 0,041 см.г.сек-2.        (3.4)

Это очень важный физический параметр -Fв. Он свидетельствует о том, что тело сопротивляется «притяжению» Землю с силой -Fв. Земля же «притягивает» (приталкивает к себе) тело с силой равной его весу, т.е. для железного тела радиусом R = 25 см с силой Fз = Рр = 5,15·105 см.г.сек-2 или на семь порядков сильнее чем тело отталкивается от Земли. И утверждения классической механике о том, что Земля притягивает тело с той же силой, с которой тело притягивает Землю, отображает отсутствие ясного понимания процесса гравитационного взаимодействия.

Повторю: Тело приталкивается к Земле напряжённостью +gз её гравиполя и сопротивляется приталкиванию, отталкиваясь напряжённостью –gт.Тело не притягивает Землю, а отталкивается от неё с силойFв = -0,041 см.г.сек-2.

Следовательно истинный вес тела Pи на поверхности Земли равен:

Pи = Рр – Fв.

Естественно, что найденная сила Fв = -0,041 см.г.сек-2 очень незначительная величина по отношению к весу тела, и ее без всякого ущерба для расчета можно игнориро­вать. Но наличие данной величины как физического фактора отбросить принципиально невозможно. Её наличие в уравнении есть свидетельство реальности и индивидуальности того тела, которое участвует в природном процессе и не позволяет производить приравнивания ни силы взаимодействия с пространством, ни напряженности его гравиполя к нулю. Малая величина силы Fв = - 0,041 см.г.сек-2 тела, находящегося в относительном «по­ кое», при математической формализации входит в уравнение II закона механи­ ки в виде основы и определяет его постоянную часть, возрастаю­щую при внешнем воздействии. Все остальные силы возникают только при внешнем воздействии на тело (шар).

Таким образом, пульсирующий (обладающий, как и все тела на поверхности Земли, так называемым «нуле­вым колебанием») железный шар, находящийся в отно­сительном покое (относительный покой — отсутствие перемещения относительно окружающего вещественно­ го пространства, а по И. Ньютону — относительно окружающих вещественных тел), действует на телесное простран­ство с силой Fв = - 0,041см.г.сек, отталкиваясь от гравиполя Земли, и это воздействие будет оставаться неизменным в течение достаточно неопреде­ленного времени. Аналогичное силовое воздействие, образуемое каждым телом, должно входить в I закон ме­ханики, формализованный следующим образом:

gт = -vтωт − const ≠ 0,                                  (3.5)

Fв = -mтgт − const' ≠ 0.                                   (3.6)

Параметры Fв и gт неизменны для данного уравнения не потому, что не могут меняться, а пото­ му, что для этого изменения необходимо приложение внешней силы, т.е. изменения его качественного состояния. И первый закон механики может быть сформулирован, придерживаясь определения И. Ньютона, следую­щим образом:

Всякое тело, взаимодействуя, с вещественным пространством, продолжает удерживаться в со­ стоянии относительного покоя или абсолютного движения пока и поскольку оно не понуждается при­ ложенными усилиями изменить это состояние.

Слова "абсолютное движение" констатируют в зако­не невозможность относительного перемещения в ве­щественном пространстве (невозможность относи­тельного движения). Т.е. невозможность движения без взаимодействия с окружающим пространством. Все перемещения в эфире абсо­лютны.

Формулировка второго закона механики, закона им­пульса, накрепко усваивается еще при про­хождении школьного курса физики и становится азбуч­ной истиной для каждого образованного человека. Приведу ее:

Второй закон (аксиома): «Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует».

Уравнение, описывающее этот закон, тоже было предложено не И. Ньютоном, а его последователи оста­новились на следующей математической формализации закона:

Fрез =dP/dtили F= та,                           (3.7)

где P = mv1 − импульс тела, m − масса тела (количество вещества??), v1 − ско­рость движения тела, t − время, а − ускорение (здесь тоже должно быть g, но поскольку привычно а, оставим его).

И эта формализация безадресная. Никакие свойства конкретного тела в ней отражены быть не могут. Сила в классической механике возникает как следствие мате­матической операции с некоторой абстрактной массой математи­ческой точки, не имеющей никакого отношения ни к одному телу, и тем более ни к каким свойствам тел.

В формулировке закона очень важно понятие «коли­ чество движения». Оно предполагает наличие этого движения ещё до воздействия силы. Авот уравнение (3.7) не отражает никакого движения до появления си­лы. И по нему, только появившаяся извне приложенная сила вызывает движение. Широкое понятие «количество движения», предполагающее все виды движения тела и не исключающее возможности взаимодействия с окру­жающим пространством, прямолинейные потомки огра­ничили частностью, исправив «количество движения» на «импульс материальной точки». Последняя (точка), кроме абстракции, из себя ничего не представляет и ни с чем не взаимодействует, поскольку не имеет размеров. Более того, ее взаимодействия с чем бы то ни было  невозможно по определению. И потому формулировка закона вклю­чает только один вид движения — поступательное и яв­ляется отображением закона сохранения импульса (абстракция) движущейся прямолинейно (абстракция) по инерции (абстракция) материальной точки (абстрак­ция). Можно сказать — включает закон абстрактной мнимости.

И хотя в этой формулировке закон в течение почти трех столетий не вызывал никакой озабоченности у уче­ного мира, чрезмерная заабстрагированность сама сви­детельствует о его недостаточной общности и расплыв­чатости (ненадежности). И, видимо, поэтому за прошедший период так и не состоялся в законе переход от движущейся в пространстве абстракции — точки к движению реального физического тела в том же про­странстве. А потому нет надежных способов описания движения тела по второму закону механики [61]. Более того, в существующей редакции закон включает в себя только прямолинейное движение точки без вращения и без взаимодействия с окружающим пространством. Оно и понятно — мнимость — точка не имеет свойств и ни с чем не взаимодействует, и потому не может участвовать в описании, как процессов движения тел, так и их различных взаимодействий.

Несколько шире учитывается взаимодействие с про­странством, закон сформулирован в [62], но тоже огра­ничен поступательным движением. И только, по-видимому, работа И.Е. Пехотина [61] позволяет, наконец, подойти к проблеме полного понимания поступательно­го и вращательного движения не точки, а тела в про­странстве, и к новой формулировке II закона механики. Рассмотрим взаимодействия и формы движения тела, которые содержатся в структуре II закона механики и изменяются под воздействием внешней силы:

самопульсация и пульсация тел;

наличие взаимодействия с вещественным простран­ ством;

поступательное движение;

криволинейное, вращательное движение.

Данные формы охватывают весь диапазон движения телесных образований. А поскольку II закон относится к категории наиболее общих законов механики, все они в той или иной мере должны получить отображение в этом законе. Достаточно узкое понятие «импульс тела», как произведение его скорости на массу, которого не было у И. Ньютона, получило в современной физике широкое распространение как фактор энергетической потенции тела. Но, как это ни удивительно, до сих пор считается, что вращающееся тело не обладает импуль­сом, а потому полное количество движения, как оно за­писано во II законе, ограничивается импульсом его по­ступательного движения. То, что тело при поступа­тельном движении в пространстве всегда обладает вращательным движением, не принимается во внимание. Поскольку точка не тело и потому не может взаимодействовать с пространством и вращаться, не возникало и вопроса о необходимости распространения действия II закона ме­ханики на описание вращательного движения. Похоже, что впервые на это обратил внимание и решил задачу одновременного описания поступательно-вращатель­ного движения И.Е. Пехотин. Кратко, ориентируясь на [61], изложу это описание.

II закон механики в формулировке Ньютона предпола­гает, что на движущееся поступательно тело действует внешняя сила, приложенная в центре масс и не обра­зующая вращательного момента, само же тело не взаимодействует с пространством, в котором оно движется. А потому тело можно рассматривать как точку, в которой сосредоточена вся его масса. Однако в естественных условиях всякое тело, как это отмечал еще Декарт, «имеет протяженность в длину, ширину и глубину». Линия же действия приложен­ной силы (как вариант равнодействующей нескольких внешних сил) очень редко бывает приложена строго в точке цен­тра масс тела, а значительно чаще — на некотором рас­стоянии от него или в геометрическом центре тела.

Другая, но более слабая для макромира, причина воз­никновения вращения в основном в космосе — враще­ние собственного гравиполя тела. Движущее в пространстве тело взаимодействует с гравиполем пространства своим вращающимся гравиполем, и это вращение практически никогда не совпадает с движением внешнего гравиполя. Именно это несовпадение обусловливает всем движущимся в космосе телам вращение относительно своей оси. В результате та­ких воздействий между центром масс и точкой приложения силы образуется плечо h и возникший мо­мент, как произведение силы на плечо, стремится по­вернуть тело. По этой причине большинство небесных тел (можно смело сказать что все, включая планеты, звезды, галактики и т.д.) вращаются при свободном поступательном движении.

Это, по-видимому, привело И.Е. Пехотина к выводу об од­носторонности формулировки II закона механики из-за отсутствия корректного описания вращательных взаи­модействий тел и к необходимости уточнения этого взаимодействия [61]. Свои выводы И.Е. Пехотин делал на основе проводимых им экспериментов с телами (шара­ми) массой т. (На рис. 21а изображено такое тело — шар радиусом r и с пазом, на который навивается шнур. На изображении: а − вид спереди, б − вид с боку, с − вид сверху.) Шар подвергался воздействию аналогично­го тела, соединенного с ним прочным шнуром и движу­щегося со скоростью v относительно пространства. Ли­ния действия силы F проходит на расстояний h от центра масс шара.

Рисунок 21г отображает схему одного из экспери­ментов по проверке закона сохранения момента импуль­са. В этом эксперименте стальной шар (рис. 21а)мас­сой 1 кг выбрасывался пусковым устройством с начальной скоростью v = 20 м/с под углом 45° к гори­зонту и приземлялся на расстоянии S = 41 м от пусково­го устройства. Начальная скорость шара определялась формулой:

v = √gS = 20 м/c.                                             (3.8)

  После достижения устой-чивой начальной скорости шара 20 м/с к нему капроновым шнуром прик-реплялся другой стальной шар такой же массы с канавкой, в ко­торой размещалось два вит-ка шнура. В начале экспе-римента шар 1находился в пусковом устройстве, а шар 2 лежал рядом с устройством. После выбрасывания устрой- Рис. 21а-г.                                 ством шара 1последний взаимодействовал через шнур с шаром 2 и, совершив совместный полет, центр масс их падал на расстоянии S1 или S2 от пускового устройства в зависимости от того, изменялась ли скорость вращательного движения шара 2 или не изменялась. Иначе говоря, дальность полета связки двух шаров определялась тем, в каком состоя­ нии летел второй шар, вращаясь или нет. Превраща­лась кинетическая энергия поступательного движения шара 1 в кинетическую энергию вращательного движе­ ния шара 2 или не превращалась.

Если в начальный момент шнур не был навит на шар 2, т.е. при взаимодействии кинетическая энергия посту­пательного движения шара 1не превращалась в энер­гию вращения шара 2, то центр масс системы шар 1 плюс шар 2 падал на расстоянии 9,2-9,4 м от пускового устройства. Если же в начальный момент шнур был на­вит на шар 2, и при взаимодействии шар 2 начинал вращаться, то после взаимодействия центр масс систе­мы шары падал на расстоянии 6,0-6,2 м от пускового устройства.

По формуле (3.8) определяем среднюю скорость дви­жения центра масс системы шар 1плюс шар 2 по даль­ности 9,3 м. и 6,1 м. Она для первого случая оказывается равной 9,55 м/с, а для второго — 7,75 м/с. Имея эти данные, по формуле;

pr = (m1 + m2)v1,


Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 41; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ