MENU
Главная » Статьи » Физика и математика » Мои статьи

Масса это не энергия, это всего лишь количество материи в штуках. Часть V.

Яндекс.Метрика

В англоязычной Википедии в статье Correspondence principle в параграфе Relativistic kinetic energy приведён подробный вывод ньютоновской кинетической энергии из полной релятивистской энергии при v <<c.

«Уравнение массы–энергии Эйнштейна имеет вид:

E = m0 * c2 / корень (1 – v2 / c2),

где E0 = m0 * c2 энергия и масса покоя соответственно.

Когда тело находится в движении полная энергия превышает энергию покоя на величину, которая по определению является кинетической энергией:

Eк = EE0 = m0 * c2 / корень (1 – v2 / c2) – m0 * c2

Eк = m0 * c2 * (1 / корень (1 – v2 / c2) – 1)

Eк = m0 * c2 * (1 / (1 – v2 / c2)1/2 – 1)

Используем аппроксимацию для |х|<< 1:

(1 + х) n ≈ 1 + x * n 

Тогда:

Eк = m0 * c2 * ((1 – v2 / c2)–1/2 – 1)

Eк = m0 * c2 * ((1 – (– ½) * v2 / c2) – 1)

Eк = m0 * c2 * (½ * v2 / c2)

Eк = ½ * m0 * v2»

Однако количественное равенство вовсе не означает качественного физического равенства. В количественных приближениях вместе с пренебрегаемыми математически, но реально существующими физически, по крайней мере по утверждению самой исходной теории, членами теряется принципиальная возможность обратного перехода, а следовательно и физический смысл исходной теории. При этом она физически превращается в новую теорию. В нашем случае это старая добрая ньютоновская механика.

Это означает, что вместе с такими количественными приближениями, сопровождающимися физическими пренебрежениями теряется и смыл ФЭ. Какой бы он при этом ни был, частный случай не должен качественно отличаться от общих положений теории. То есть приведённое в Википедии количественное, но не физическое совпадение ньютоновской кинетической энергии с её релятивистским вариантом не может являться теоретическим подтверждением ФЭ. Как говорится, вместе с водой, т.е. вместе с количественным приближением ((1 + х) n ≈ 1 + x * n) выплеснули и ребёнка - ФЭ. И то сказать, а был ли мальчик.

В приведённом выше подробном разборе авторского вывода ФЭ показано, что вывод ФЭ так и не состоялся, т.к. его конечный результат противоречит исходным данным, а именно заявленная энергия излучения двух фотонов в конце вывода необоснованно трансформировалась только в одну массу фотона. В соответствии с исходными данными эйнштейновская масса покоя (m0) должна быть эквивалентна двум массам фотона, т.е. должна удвоиться (2m0). Тогда не состоится не только физическое, но и количественное равенство ФЭ ньютоновской энергии при v << c:

Eк = ½ * 2 * m0 * v2 = m0 * v2

Отсюда вывод ФЭ не доказана.

В основе СТО лежат два постулата. Постулат относительности, утверждающий, что во всех инерциальных системах законы механики имеют одинаковую форму, и постулат инвариантности скорости света, утверждающий, что скорость света в пустоте во всех инерциальных системах одинаковая, равна C=299 792 458 м/с и эта скорость в пустоте не зависит ни от движения источника света, ни от движения наблюдателя, измеряющего эту скорость. В соответствии с постулатом инвариантности при условии, что скорость света не зависит от движения наблюдателя, два события, одновременные в одной инерциальной системе, оказываются неодновременными во всех других инерциальных системах.

В результате подобных рассуждений в теории относительности сделан вывод о том, что в движущихся системах сокращается продольная длина тел, увеличивается продольная масса и время течет медленнее (три так называемых «следствия» СТО). Однако физически эти выводы ничем не подкреплены. Даже если скорость света предельна для фотонов, то тяга ракетных двигателей на зависит от скорости ракеты и зависит только от скорости вытекания газов. Поэтому сверху скорость (V) той же ракеты физически ограничена только запасом топлива, а вовсе не вольными выдумками релятивистов. При этом релятивистское соотношение v/ cможет быть много меньше единицы не только за счёт уменьшения досветовой скорости (v), но и за счёт увеличения сверхсветовой скорости (V).

Но тогда даже при v = c, за счёт одного только увеличения скорости передачи информации сигналов (V) все информационные иллюзии сокращения продольной длины тел, увеличения массы и замедления времени исчезнут и начнут появляться только при приближении v к новой скорости передачи информации V. А это свидетельствует о том, что информационные иллюзии, связанные с запаздыванием информации в виду конечности скорости света, релятивисты ошибочно принимают за реальную действительность. Однако физика иллюзий несколько отличается от реальной действительности. Поэтому–то в современной физике нет ни одного непротиворечивого вывода формулы Эйнштейна.

Один из наших оппонентов утверждает, что формула Эйнштейна не имеет никакого отношения к обычным телам. Это всего лишь выражение скорости ЭМ волны, через плотность энергии (w) и массовую плотность ЭМ поля (р). Он исходил из того, что формула скорости распространения ЭМ волны следует из теории упругости сплошной среды:

v = корень (G / p),

где G: модуль сдвига.

Переходя к скорости света якобы получаем:

с = корень (w / p),

где

W якобы равна G, т.е. (w = G).

Оппонент сослался, что последнее равенство следует из классической физики, он в него особо не вникал, но доверился классике.

В итоге получаем энергию ЭМ волны:

W = m * c2

Мы же решили вникнуть в это дело поглубже и вот что из этого получилось:

Начнём с модуля сдвига.

Итак, модуль сдвига (G) из Википедии:

Рис. Из Википедии.

«G = τ / ɣ = (F / A) / (∆u / ∆r) = (F * ∆r) / (A * ∆u)

Скорость поперечной волны зависит от модуля сдвига:

с = Корень (G / p)

где р: массовая плотность среды».

Теперь выясним правомерность равенства (w = G).

Пусть энергия сдвига возбуждает энергию поля, и соответственно энергию волны. Остаётся определить эту энергию.

Итак, энергия сдвига, поля и волны равна работе силы (F) на усреднённом участке от (0) до (∆u), т.е. на участке (∆u / 2) (см. Рис. из Википедии) равна:

W = ½ * (F * ∆u)

∆u = ɣ * ∆r

F = τ * ∆r2

Тогда:

W = ½ * (τ * ∆r2 * ∆u)

Определим плотность энергии при (V = A * ∆r = ∆r3):

w = W / V = ½ (τ * ∆r2 * ∆u)/r3 = ½ (τ * ∆u / ∆r)

Умножим правую часть на τ / τ:

w = ½ (τ * τ * ∆u / ( τ * ∆r))

Заметим, что ∆u / (τ * ∆r) = 1 / G

Тогда:

w = ½ (τ2 / G)

Отсюда:

G = ½ (τ2 / w)

Как видите, (G) это вовсе не то же самое, что плотность энергии (w). Во всяком случае при чистом сдвиге обычного упругого тела.

С учётом (G) получим:

c2 = ½ (τ2 / (w * p))

Очевидно, что из этого формулу Эйнштейна не слепишь ни для фотонов, ни для ЭМ волны, ни для обычных тел. А теперь посмотрим, что можно действительно слепить из последнего выражения.

Умножим правую часть на (V / V = ∆r3 / ∆r3):

c2 = ½ (τ2 * ∆r3/ (w * p * ∆r3)) = ½ (F2 * ∆r3/∆r4) / (w * m) = ½ (F2/∆r) / (w * m)

c2 = ½ (F/∆r) / (w * m)

Ещё раз умножим правую часть на (V / V = ∆r3 / ∆r3):

c2 = ½ (F2 * ∆r2) / (W * m) = ½ W2/ (W * m) = ½ W/ m

или

c2 = ½ W/ m,

Отсюда окончательно получаем нормальную формулу энергии (W) из нормальной классической механики:

W = m * c2/2

Модуль сдвига измеряется в единицах силы, отнесённой к единицам площади – паскалях, что при полном раскрытии всех физических величин, входящих в модуль сдвига, формально совпадает с размерностью плотности энергии. Однако энергия – это вовсе не сила, отнесённая к единице площади. Энергия в единичном объёме не перестаёт быть энергией в Джоулях на метр объёма ([дж/моб.). Следовательно, физически модуль сдвига не соответствует плотности энергии. А энергия обычных тел не может отличаться от энергии фотонов или ЭМ–волны, если в основе и того, и другого лежит одна и та же материя.

В начало.

Подробнее см. А. А. Астахов "Физика движения", глава 1.2

Категория: Мои статьи | Добавил: aaa2158 (03.03.2020)
Просмотров: 107 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar