MENU
Главная » Статьи » Физика и математика » Мои статьи

Бред сумасшедшего или бомба для сумасшедшей теоретической механики. Часть I.

 

Яндекс.Метрика

Противоречия современной динамики вращательного движения могут быть легко преодолены.

Уравнение моментов не может быть применено к криволинейному движению с изменяющимся радиусом кривизны, которое в классической динамике вращательного движения ошибочно называется вращательным движением.

Вращательное движение — это движение тела, при котором точки описывают окружности, размещенные в параллельных плоскостях. При этом центры всех окружностей располагаются на одной прямой, которая определяется как ось вращения.

В свою очередь окружность – это геометрическое место точек плоскости, равноудаленных от одной ее точки (центра) на расстояние, называемое радиусом.

Следовательно, по определению вращательное движение подразумевает только постоянный радиус вращения. При изменении радиуса происходит преобразование вида вращательного движения по радиусу (см. гл. 3.5). Однако само это преобразование не является вращательным движением, т.к. переходная траектория не является окружностью.

Таким образом, все моменты классической динамики вращательного движения определены и имеют смысл, если они вообще имеют смысл, только для постоянного радиуса, т.к. соотношения углового и линейного перемещений, на которых и основывается связь динамики поступательных перемещений Ньютона с классической динамикой вращательного движения, справедливы исключительно только для постоянного радиуса.

Кривизны с переменным радиусом просто не существует по определению. Действительно, понятие кривизны определяется выражением:

dφ / dS = 1 / r

где:

dφ – некий фиксированный, т.е. постоянный угол смежности

dS – Фиксированная бесконечно малая дуга, на которую опирается фиксированный угол смежности (dφ)

Но, как известно, соотношение двух фиксированных (постоянных) величин так же есть величина постоянная. Следовательно кривизна, и радиус кривизны могут быть только постоянными величинами по определению. Причём мгновенной кривизны и соответственно мгновенного радиуса кривизны не существует, т.к. кривизна траектории движения, как собственно и любое движение существует только во времени.

Это означает, что все участки переменного криволинейного движения, на которых определяется его кривизна, по умолчанию усредняются до дуги окружности с постоянным радиусом. Следовательно, никакой динамики вращательного движения с переменным радиусом не может быть в принципе, как собственно не может быть и вращательного движения с переменным радиусом по определению.

Об этом же свидетельствует и физическая бессмысленность самого уравнения моментов.

Вывод уравнения моментов основан на определении работы силы вдоль окружности длиной равной радиусу, что без учёта затрат на преобразование движения по направлению эквивалентно обычному поступательному перемещению вдоль прямой линии. Затем в левой части уравнения моментов эта прямая линия искусственно разворачивается перпендикулярно силе, превращаясь в реальный радиус. При этом сила естественно не совершает никакой работы вдоль самого радиуса, т.к. её проекция на радиус равна нулю.

Оставив же радиус как линейное перемещение под действием силы классическая физика лишится самого уравнения моментов, как такового. Поэтому в левой части уравнения моментов появляется искусственная физическая величина - момент силы, не существующая ни в природе, ни в динамике Ньютона. Однако это не спасает классическую динамику вращательного движения от физического абсурда.

Как это ни странно в новой физической величине - моменте силы сохранена размерность обычной работы. Однако размерность физической величины определяется её физическим смыслом. При этом момент силы одновременно противоречит, как силе, так и работе. Следовательно, с физической точки зрения искусственная физическая величина момент силы и работа не могут быть равны, т.е. уравнение моментов не имеет физического смысла.

Динамика - это часть теоретической механики, изучающая механическое движение тел в зависимости от сил, но никак не от работы сил и тем более ни от их не существующих в природе моментов чего-то, почему-то.

Работа непосредственно не воздействует на тела и на их движение, - это всего лишь математическое описание самого процесса преобразования напряжение-движение, измеряющегося работой. Однако работа (энергия) не является аргументом динамики движения - это всего лишь математическое описание её результатов.

Природе нет никакого дела до того, как мы её субъективно описываем сами для себя через математику. Как говорят классики, природа дана нам только в ощущениях. Но мы не можем непосредственно ощущать произведение массы на квадрат скорости, делённое на два, как таковое.  Мы не можем так же ощущать произведение массы на ускорение.  

Это означает, что мы не можем непосредственно ощущать формулы, т.е. как связаны между собой свойства материи. Поэтому мы не можем по своим ощущениям отличить работу от просто силы и скорости. И тем более мы никогда не сможем ощутить искусственные для природы моменты классической динамики вращательного движения.

А вот сами три свойства материи: напряжение, движение и преобразование напряжение-движение так же, как и сама материя являются вполне ощутимой объективной реальностью. Напряжение мы ощущаем, как боль, тяжесть, беспокойство и т.д., а «какой же русский», говоря словами классика, «не любит быстрой езды», да ещё и с ускорением?

Итак, мы выяснили, что уравнение моментов не только не может быть применено к динамике криволинейного движения с переменным радиусом. Оно не может быть применено даже к динамике вращательного движения с постоянным радиусом, т.к. даже постоянное плечо не устраняет противоречия между левой и правой частью уравнения моментов, как противоречие между силой и работой силы.

Все эти противоречия связаны с отсутствием в физике единой меры перемещения в пространстве. Сегодня в физике фактически существует единая мера только для обычного поступательного перемещения, не зависимо от кривизны его траектории. Это обычный метр, который учитывает только абсолютную величину перемещения, но не его кривизну. Поэтому метр объективно относится исключительно только к мере перемещения в прямоугольной декартовой системе координат.

Существует так же эталон углового перемещения – радиан. Однако у вращательного движения, которое естественно удобнее всего рассматривать в радиальной системе координат, т.е. у углового перемещения опирающегося на конкретную дугу есть два измерения. Это угол опирающийся на дугу окружности, равную радиусу и длина самой дуги, т.е. радиуса.

Однако угловой эталон радиана может опираться на дуги окружности с разными радиусами, измеряемыми в метрах. При этом единичный эталон линейного измерения радиана в радиусах становится фактически изменяющимся, т.е. резиновым в прямом смысле этого слова эталоном радиана в метрах. Это означает, что единого эталона для линейного измерения радиана в классической физике нет, что и привело к бессмысленности классической динамики вращательного движения.

Таким образом, радиан в классической физике фактически стал вторым метром пространства в радиальных системах координат, строго индивидуальным для каждой конкретной окружности, т.е. фактически «резиновым эталоном-метром» с плавающей величиной.

Как известно, число или цифра при декартовых мерах пространства - метрах, содержащихся в произвольном линейном размере, фактически является безразмерным коэффициентом, кратным декартовым метрам (Кд). При этом длина пространства в декартовых метрах равна (Кд * [м]). В радиане же коэффициент (Кд) показывает уже не только количество метров в размере радиуса в декартовой системе отсчёта, но фактически является поправочным коэффициентом растяжимости (резиновости) линейного эталона радиана – радиуса в радиальной системе отсчёта.

Однако поскольку само по себе пространство не зависит от систем отсчёта, то в нашей принципиально субъективной для нас же самих науке – физике для всех систем отсчёта должна существовать единая универсальная мера пространства. Она должна связывать воедино угловое и поступательное перемещение. При этом поскольку эти два измерения содержит только радиан, то и две их меры должны сочетаться именно в радиане.

Тогда универсальной двуединой мерой – эталоном пространства в любых системах отсчёта может быть единичный мерный радиан, опирающийся на дугу окружности с радиусом в один метр. Его в равной степени правомерно называть хоть метром, хоть радианом. Однако поскольку основой углового перемещения прежде всего материи, а потом уже и пространства является линейный размер, целесообразно сохранить за единой мерой название метр. В радиальных системах отсчёта следует только добавить к нему соответствующие знаки отличия, например, подстрочный индекс (рад]).

При этом всё становится на свои места естественным образом.

Поскольку единичный мерный радиан по своей физической сущности и по размерности неотличим от обычного метра, то коэффициент (Кд), фактически изменяющий масштаб резинового метра в классической динамике вращательного движения, теперь перестаёт быть коэффициентом растяжения (резиновости) метра для каждого индивидуального радиана-радиуса.

Остаётся только его обычный смысл безразмерного коэффициента кратности при обычных теперь универсальных мерах пространства в метрах (рад]), каким он всегда и был в декартовой системе отсчёта при линейных метрах ([м]).

В мерной динамике вращения коэффициент (Кд) естественным образом выходит из размерностей несуществующих в природе физических величин классической динамики вращательного движения. При этом из их размерности устраняются и ненужные теперь дополнительные декартовые метры, в которых в классической динамике вращения измерялся линейный размер радиана-радиуса, т.к. теперь и для силы, и для радиуса, а так же для других ньютоновских величин в радиальной системе отсчёта их заменяет единый эталон – мерный радиан

В классической физике резиновость метра-радиуса очень трудно обнаружить, т.к. коэффициент (Кд) из размерности всех моментов классической динамики вращательного движения так же вынесен. Однако сам объект растяжения, т.е. декартовые метры остаются при этом в размерностях классической динамики вращательного движения нетронутыми. При этом происходит искусственное смешение понятий силы и работы в моменте силы, площади и массы в моменте инерции, а так же массы, скорости и длины в моменте импульса.

Это привело к появлению в классической динамике вращательного движения физических величин, не только отличных от физических величин динамики Ньютона, но и прямо противоречащих им:

I = m * r2 [кг * м2]

М = F * r [н * м]

L = m * V * r [кг * м2 /с]

Классическая физика считает эти величины аналогами массы, силы и импульса соответственно. Однако они имеют разные размерности, а, как известно физический смысл физических величин отражается в их размерности. Следовательно, они не только не являются аналогами физических величин динамики Ньютона, но и принципиально искажают их ньютоновский физический смысл, т.к. двух одинаковых истин с разным физическим смыслом не может быть в принципе.

Таким образом, фактическое введение индивидуальной меры перемещения в направлении окружного перемещения в виде индивидуального радиана-радиуса, т.е. «резинового метра», который в классической динамике вращательного движения замаскирован под видом обычного метра - это фундаментальная ошибка классической физики и классической динамики вращательного движения, которая противоречит динамике Ньютона и тем самым подрывает основы всей теоретической механики.

Одному и тому же угловому перемещению при разных радиусах соответствует и разное пространственное перемещение. При этом если сила приведена к мерному радиану, то для тел, расположенных на разных радиусах меняется интенсивность взаимодействия, выражающаяся в разных ускорениях тел на разных радиусах при одной и той же силе и одном и том же угловом ускорении.

Но это есть не что иное, как правило рычага, заключающееся в соотношении его плеч. Следовательно, коэффициент (Кд) – это фактически есть не что иное, как Масштабный Коэффициент Интенсивности взаимодействия (Кмки = Кд = r / rрад) в радиальной системе отсчёта. При этом все задачи динамики вращательного движения могут быть успешно решены при помощи ньютоновской механики и правила рычага или коэффициента интенсивности взаимодействия (Кмки).

Это означает, что единственной необходимостью создания динамики вращательного движения является вовсе не какие-либо принципиальные особенности взаимодействий во вращательном движении, как это фактически представлено в классической физике с её пресловутыми моментами. Все отличия динамики вращения от динамики Ньютона заключаются в необходимости учитывать разную интенсивность линейного взаимодействия при разных радиусах и одинаковых кинетических параметрах углового перемещения.

В мерной динамике вращательного движения сила остаётся силой ([кг * м / с2] = [кг * мрад / с2]), только умноженной на безразмерный коэффициент (Кмки = Кд = r / rрад). При этом основное уравнение динамики вращательного движения становится полностью аналогичным второму закону Ньютона, от которого оно отличается только масштабным коэффициентом интенсивности и индексом приведённого вращения при всех его параметрах. При этом физический смысл всех параметров естественно сохраняется Ньютоновский.

Fрад = mарад = Кмкиmа (m [кг]) * (ε [мр / с2]) * r / rр) = [кг * мр / с2] = [кг * м / с2]

Поскольку размерность мерной дуги пространства окружного перемещения в радиальной системе координат равна (рад]), то угловая скорость и угловое ускорение в мерной динамике приобретают размерность соответствующих параметров динамики Ньютона:

ωрад = [мрад / с]

εрад = [мрад / с2]

В общем виде параметры (ω) и (ε) вращательного движения с произвольным радиусом, приведённые к мерному вращению (ωпв) и (εпв) или просто (ωрад) и (εрад), выразятся следующими уравнениями:

ωрадрад / с] = ω * r / rрад

εрадрад / с2] = ε *  r / rрад

Таким образом, мерный радиан позволяет измерять направление и перемещение в пространстве в одних и тех же универсальных мерах Ньютоновского пространства. При этом параметры вращательного движения возвращают себе размерность соответствующих параметров динамики Ньютона.

При наличии принципиальной физической аналогии динамики Ньютона с динамикой мерного вращения нет никакой необходимости прятать эту аналогию и в математических символах. Если обозначить угловую скорость и угловое ускорение приведённого вращения символами скорости и ускорения из динамики Ньютона с индексами приведённого вращения (рад), то мы получим не только принципиальную, но и полную внешнюю аналогию. При этом индексы нужны только для того, чтобы различать системы отсчёта:

ωрад  Vрадр / с] = ω * r / rрад

εрад  → арад р / с2] = ε *  r / rрад

Таким образом, в мерной динамике вращательного движения угловая скорость и угловое ускорение, а так же сила и работа по физическому смыслу и по размерности полностью аналогичны соответствующим физическим величинам динамики Ньютона, которая является на сегодняшний день единой и единственной динамикой механического движения.

Поэтому с введением мерного радиана из физики, очевидно, навсегда исчезнут абсурдные теории вроде классической динамики вращательного движения, классической теории явления Кориолиса, классической теории произвольного движения, квантование микромира и другие.

Как мы отмечали выше, физический смысл (Кмки = r / rрад = r [без размера]) фактически аналогичен правилу рычага.

Распределение сил в рычаге напрямую вытекает из закона Гука для силы упругости (F = - k * x), в котором удлинение упругого тела (x) не является радиусом вращения, как такового. Принцип работы рычага наглядно и исчерпывающим образом поэтапно показан на рисунке (3.5.2 а).

Рис. 3.5.2

Уберём левые опоры на рисунке (3.5.2 а) и разместим их в точках приложения силы (F). Затем отсечём левую часть рисунка (3.5.2 а) по оси, проходящей через силу (F). Отразим отсечённую часть зеркально и совместим левый край зеркально отражённой отсечённой части с оставшейся частью с учётом нового положения опор. Силу (F) в новом рисунке уберём. В результате получим рисунок (3.5.2 б). Рисунок (3.5.2 в) принципиально повторяет предыдущие рисунки (3.5.2 а) и (3.5.2 б). Непринципиальные отличия заключаются в обозначениях сил и плеч рычага, изображённого на рисунке (3.5.2 в).

Все пропорции плеч и соответствующих им сил на рисунке (3.5.2 в) сохранены, как в исходном рисунке (3.5.2 а), т.е. все три рисунка демонстрируют одно и то же правило рычага. Однако после описанных последовательных преобразований и смены обозначений рисунок (3.5.2 в) превратился в точную геометрическую иллюстрацию физического смысла мерной динамики вращательного движения.

Верхняя часть рисунка (3.5.2 в) это непосредственно само мерное вращение, т.е. единая универсальная мера пространства Ньютона  в радиальной системе отсчёта вдоль окружного движения. Если радиус произвольного вращения равен радиусу мерного вращения (здесь rо), то коэффициент приведения его к мерному вращению равен единице (Кмки = r / rо = r = 1), т.е. сила произвольного вращения равна силе приведённого вращения (Fрад = F).

На средней части рисунка (3.5.2 в) радиус произвольного вращения тела в два раза больше мерного радиуса, т.е. (Кмки = r / rо = r = 2). Следовательно, приведённая сила в полном соответствии с уравнением мерной динамики вращательного движения и правилом рычага равна (Fрад2 = 2F2). На нижней части соответственно (Fрад3 = 3F3).

Как видно, на рисунке (3.5.2 в) действительно может возникнуть вращение. Однако приведённые силы при этом ни в коем случае не превращаются в несуществующие в природе моменты сил. Приведённые силы сохраняют физический смысл Ньютоновских сил. Можно, например, жестко зафиксировать рычаги от поворота в опорах. При этом приведённые силы, как и в динамике Ньютона, превратятся в статические силы, а их величина, определяющаяся масштабным коэффициентом интенсивности (Кмки = r / rо = r) сохранится в соответствии с этим же соотношением и в отсутствие вращения, т.к. рычаг передаёт усилие и в статике.

Но даже при наличии вращения, когда коэффициент интенсивности соответствует не только соотношению относительно малого упругого удлинения (перемещения) плеч рычага в статике, но и соотношению больших окружных перемещений в направлении силы, это по-прежнему соответствует только коэффициенту интенсивности перемещения. Ведь работа по правилу рычага остаётся неизменной на любых плечах рычага, что и обеспечивает эквивалентное приведение любого вращательного движения к мерному вращению.

Приведённая сила всегда будет в (r) раз больше, чем сила на мерном радиусе, т.к. только в этом случае в полном соответствии с правилом рычага и мерной динамикой вращательного движения приведённая сила окажет точно такое же силовое воздействие, как и реальная сила произвольного вращения на его реальном радиусе. Изменится только интенсивность приведённого окружного перемещения. Причём в полном и принципиальном соответствии с динамикой перемещения Ньютона.

Далее

Категория: Мои статьи | Добавил: aaa2158 (12.11.2015)
Просмотров: 273 | Комментарии: 7 | Рейтинг: 1.0/1
Всего комментариев: 7
avatar
1
Добрый вечер !
Хочу высказать по силам классической механики.
У меня в руках учебник для техникумов автор Е М Никитин Теоретическая механика
Выдержка > В отличии от реальной силы инерции материальной точки ,действующей на тела ,обусловливающие данное ее ускорение ,фиктивную силу инерции материальной точки ,условно прикладываемую к ней самой при применении метода кинетостатики,иногда называют даламберовой силой инерции.
То обстоятельство ,что сила инерции материальной точки в действительности приложена не к ней самой ,а к тем телам ,которые производят изменение ее скорости , необходимо всегда иметь в виду. В противном случае ,если бы равные и противоположные силы Р и Ри были приложены к одной точке ,они всегда бы уравновешивались и изменение скорости данной материальной точки было бы невозможно вообще. <
Из этого я понимаю что инерция тела фиктивна только для метода расчета но что в действительности она существует нужно помнить. Просто ктото оторвался от реали.
Не пойму как они противо поставили равные статическую и динамическую силы и получили ноль движения. Статическая сила действует одинаково как на неподвижное тело так и движущееся в плоть до скорости света. Динамическая сила возникает только при ускорении. Статическая сила создает ускорение и только по этой причине создается равная ей противоположно направленная динамическая сила m *а . Это и есть сила инерции. Чтобы избежать движения тела нужно приложить к нему две противоположно направленные статические или динамические силы но не разные. Но динамическая сила есть сила инерции и появляется она только в результате действия статической силы. Получается динамические силы противопоставить нельзя. Если ошибаюсь поправте меня ?
avatar
0
2
Здравствуйте, Леонид!

На это я вам отвечу следующее: нет ничего более глупого в физике, чем принцип Даламбера. Хотя вру, в классической физике очень много глупостей, и нет никакого смысла посвящать им своё драгоценное время. Лучше заниматься естественным порядком вещей.

У меня в главе 1.2.5 приведена выдержка из книги Гулиа "Удивительная физика", где он описывает какой "казус" произошёл в его практике на защите кандидатской и приводит уравнение тягового баланса ускоряющегося автомобиля в соответствии с принципом Даламбера. Только это казус не для диссертанта, а скорее для самого учёного совета, который посмеялся над самим собой. Какой смысл добавлять в уравнение баланса не существующий в реальной действительности член, тождественно равный нулю, да ещё при этом считать себя очень умным и важным учёным советом?Ё! Разве от нуля что-либо изменится? Конечно же, нет! Вот уж во истину удивительная физика и в ней есть очень удивительные клоуны-профессора!Ё!
avatar
3
Здравствуйте Александр Алексеевич!
Это однажды гдето уже прочел. После бреда в дальнейшем что он написал ,вообще за ученого воспринимать не стал. Можно ошибаться но чтобы еще этим восхищаться. Не в какие рамки не входит.
Тема закрыта.
avatar
4
Здравствуйте Александр Алексеевич!
Все не как не успокоюсь почему при векторном сложении векторов скоростей результирующий вектор скорости движения тела не сохраняет энергию ранее сообщенную телу.
Если рассматривать динамику движения тела в системе прямоугольных координат то мы имеем следующее.
По оси х тело имеет постоянную скорость. Сила приложенная в проекции оси у придает телу ускорение.. Если наблюдать за результирующим вектором скорости через малые промежутки времени то в начале ускорения тела по оси у результирующий вектор будет иметь малый наклон к оси х. По мере увеличения скорости в проекции оси у наклон будет увеличиваться. Если проследить за движением тела от начала координат то тело нарисует некую восходящию дугу концы которой соединены результирующим вектором скорости. Вот подумайте как может получится что , тело за определенный промежуток времени , ускоряясь по дуге ,пройдя больший путь и достигнуть конечной скорости, с которой оно за такое же время проходит отрезок пути соединяющий концы этой дуги.
avatar
5
тут конечно заморочка та еще. По у путь пройден ускорением ,скорость средняя ,но он пройден. По х путь пройден с постоянной скоростью. Геометрия сейчас быстренько сейчас нарисует параллепипет и нарисует диагональ. Это будет путь пройденный телом. За время t . Соответственно и скорость найдут. Но тело на самом деле путь прошло по дуге и за то же самое время t. Значит ее средняя скорость выше чем расчетная. А если скорость тела выше значит она не может исчезнуть.
Я никого не критикую. Просто ищу ответ.
avatar
0
6
Здравствуйте, Леонид!

Маленькая поправка: и средняя скорость вдоль реальной траектории, и расчётная скорость по прямой в вашем примере обе являются средними. Разница только в степени их приближения к реальной действительности. Поэтому и различия. Средняя величина всегда меньше пиковых величин, т.к. пиков, как правило, всегда меньше, чем прочих значений. Вот эти самые "прочие" и разбавляют пики до значительно меньших размеров, чем сами пики. Но может быть и наоборот. Если пик отрицательный, то прочие поднимают его выше при усреднении. 

Из этого следует, что чем больший участок траектории мы усредняем, тем больше его параметры отличаются от параметров реальной траектории. Ваша дуга это последовательное усреднение очень малых участков, которое при большом увеличении выглядит, как ломанная линия. А прямая это глобальное усреднение всей траектории в целом только между двумя единственными её точками. Все остальные точки траектории при этом для истины потеряны. Вот вам и разница, хоть энергии, хоть какого-либо другого параметра движения.
avatar
7
Здравствуйте Александр Алексеевич!
Вы правы. Путь по гипотенузе и путь по истинной траектории тело прошло со средней скоростью . Заметьте. Одновременно за одно и тоже время. Значит в движении по дуге скорость выше. Импульс тело приобретает только в конце динамики ускорения. Замечу. В природе динамики ускорения с постоянным ускорением не существует. В конце участка разгона обязательно есть отрезок с плавным падением ускорения до нуля. Так как в точке приложения силы всегда имеется деформация.
Для того чтобы сложить два движения тела необходима переносная система двигающаяся относительно основной системы. Объектом наблюдения являются не системы а само тело. Совершает оно движение одновременно в двух системах. Причем в основной системе это первичное движение тела закрепленного в переносной системе и его параметры нам известны. В переносной системе это вторичное движение относительно первого движения и его параметры также известны. Так как тело уже находится в движении относительно основной системы движение тела в переносной системе без динамики ускорения физически невозможно.
Задавши произвольно скорость движения переносной системы и параметра ускорения тела в переносной системе построил траекторию результируешего движения тела относительно основной системы. По оси х откладывал путь за время t . По оси у путь за время t при ускорении а . Построив траекторию динамики за произвольное время вычислил приобретенную скорость тела в переносной системе за это время и дополнил траекторию динамики линейной траекторией. Затем точки по которым строил график траектории движения тела последовательно соединил отрезками с центром координат. Это будут якобы пути которые тело проходит за отдельный момент времени. Вектор скорости должен совпадать с этими отрезками. Как видите при движении тела по реальной траектории вектор скорости вращается относительно центра координат. траектория движения не взирая на то что имеет прямолинейный участок выглядит как динамическая. Площадь между отрезком пути и реальной траекторией растет с некой зависимостью. Площадь заключенная между отрезком пути осью х и перенесенным отрезком с оси у есть как бы полная работа по отрезку пути. Площадь между отрезком пути и реальной траекторией это неучтенная часть полной работы по перемещению тела.
Если учесть то что первичное движение сформировано приблизительно таким же образом то возникают сомнения в том что скорость векторная величина. Хотя бы частично.
avatar