MENU
Главная » Статьи » Физика и математика » Мои статьи

Механическое движение, которое не подчиняется ни одной теореме классической теоретической механики

 

Яндекс.Метрика

Теоретически возможно такое механическое движение, ускорение которого принципиально не может быть определено не только по теореме Кориолиса, но и по каким-либо другим теоремам классической механики. Это поворотное движение, в котором поддерживающая сила стабилизирует не угловую скорость переносного вращения, как в классическом поворотном движении, а его линейную скорость. Это движение одновременно противоречит сразу четырём основным моделям и методам классической теоретической механики: I - классическому дифференцированию, II - классической модели вращательного движения, III - классической модели произвольного криволинейного движения и IV - классической модели явления Кориолиса.

Рассмотрим эти противоречия подробнее.

I. Классическое дифференцирование предполагает минимизацию погрешности дифференцирования в «прямолинейной точке» во всех без исключения видах механического движения, в то время как физически калибровочным эталоном дифференцирования криволинейного движения является «криволинейная точка». Следовательно, классическое дифференцирование противоречит принципу минимизации погрешности, которое возможно только в калибровочном дифференцировании (см. гл. 6.1).

II и III. В соответствии с классической моделью произвольного криволинейного движения (см. теорему о проекции ускорения на касательную и нормаль к траектории, Жуковский Н. Е. «Теоретическая механика» издание второе ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАНИЕ ТЕХНИКО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ МОСКВА-ЛЕНИНГРАД 1952 г., стр. 44, 45, или гл. 3.2.) абсолютное ускорение равно:

               ________________

аабс = √ (dV / dt)2 + (V2 / r)2

В отсутствие тангенциальной составляющей абсолютного ускорения приращение тангенциальной скорости равно нулю (dV = 0). При этом в соответствии с приведённой выше формулой абсолютное ускорение произвольного криволинейного движения превращается в центростремительное ускорениеабс = ац.с. = V2 / r), которое в классической физике характеризует исключительно только равномерное вращательное движение. В рассматриваемом поворотном движении так же нет тангенциальной составляющей, т.к. его линейная скорость имеет постоянную величину.  Однако оно не является равномерным вращательным движением, т.к. в нём изменяется радиус и угловая скорость.

Следовательно:

- Существование поворотного движения с постоянной линейной скоростью, динамику которого характеризует только центростремительная составляющая абсолютного ускорения, опровергает положение классической модели вращательного движения, в соответствии с которым центростремительное ускорение это необходимое и достаточное условие только для равномерного вращательного движения.

- Одновременно это движение опровергает теорему о проекции ускорения на касательную и нормаль к траектории, из которой следует, что при отсутствии тангенциальной составляющей абсолютного ускорения точки на траектории, т.е. при отсутствии проекции абсолютного ускорения на касательную, осуществляется только равномерное вращательное движение с центростремительным ускорением.

IV. В составе классического ускорения Кориолиса такого движения отсутствует одна из его классических составляющих, а именно ускорение, обеспечивающее приращение линейной скорости переносного вращения по абсолютной величине.

Вторая составляющая при этом формально сохраняется, т.к. вектор радиальной скорости продолжает изменяться по направлению. Однако это только формально. Его вращение осуществляется совсем в другую сторону, чем в классической модели явления Кориолиса, т.е. против вращения всей системы. Но это есть не что иное, как признак того, что сила, закручивающая такое вращение, превращается в обычную силу, т.е. сила Кориолиса перестаёт быть фиктивной силой инерции. А мгновенное ускорение такого вращения является центростремительным ускорением второго порядка, т.к. его угловая скорость изменяется неравноускоренно. Следовательно, рассматриваемое поворотное движение противоречит классической модели явления Кориолиса.

Таким образом, поворотное движение с постоянной линейной скоростью не подчиняется ни одной теореме классической теоретической механики.

А между тем, оно ничем не отличается от любого другого механического движения, для определения динамики которого и «доказаны» все соответствующие теоремы классической теоретической механики. Не считая методологической погрешности дифференцирования криволинейного движения в «прямолинейной точке», особенности этого движения состоят только в том, что в нём полностью компенсируется истинная сила Кориолиса-Кеплера. Это понятие вообще отсутствует в классической теоретической механике (см. гл. 3.5.3). Однако, как оказалось, без него вся классическая теоретическая механика просто рушится. С учётом истинной силы Кориолиса-Кеплера в рассматриваемом поворотном движении нет никаких парадоксов.

Для простоты понимания рассмотрим принцип формирования этого движения для удлиняющегося радиуса, т.к. именно для удлиняющегося радиуса и был впервые в физике строго физически и соответственно строго математически выведен второй закон Кеплера, который в классической физике по неправомерной аналогии с законом сохранения импульса называют законом сохранения момента импульса (см. гл. 3.5.3). В соответствии с выводом некоторая часть текущей кинетической энергии вращающегося тела, в процессе удлинения радиуса гасится за счёт истинной силы Кориолиса-Кеплера. При этом линейная скорость тела изменяется обратно пропорционально радиусу, а угловая скорость – обратно пропорционально квадрату радиуса.

В рассматриваемом поворотном движении эта энергия компенсируется за счёт поддерживающей силы, равной по величине и обратной по направлению силе Кориолиса-Кеплера. При этом линейная скорость сохраняется в неизменном виде. Однако угловая скорость по-прежнему изменяется обратно пропорционально только теперь уже не квадрату, а просто радиусу. Причём это изменение происходит в отсутствие каких-либо тангенциальных сил, т.к. с изменением радиуса пропорционально ему изменяется линейная составляющая радиана, на преодоление которой с прежней скоростью требуется большее время. Соответственно в такой же пропорции изменяется и центростремительное ускорение переносного вращения, что сопровождается центростремительным ускорением второго порядка.

Безусловно, в составе ускорения второго порядка на микроуровне можно отыскать любые другие ускорения, в том числе и ускорение Кориолиса. Однако на макроуровне общей кинематики такого движения есть исключительно одно только текущее центростремительное ускорение. Поэтому никакие другие ускорения, в том числе и ускорение Кориолиса, в общей геометрии и кинематике этого движения на макроуровне не наблюдаются. Вот и весь кажущийся парадокс. Однако в классической физике этот парадокс не разрешим в принципе, т.к. в классической динамике вращательного движения отсутствует понятие истинной силы Кориолиса-Кеплера. Зато в ней есть пресловутый момент инерции, который якобы может изменять линейную скорость вообще безо всяких тангенциальных сил.

Соjтветственно ни каким классическим методом ускорение поворотного движения с постоянной линейной скоростью определить ни теоретически, ни практически не возможно. Разве, что классическим дифференцированием? Да, и то с неустранимой методологической погрешностью (см. гл. 6.1). Ну, а в нашей версии динамики произвольного криволинейного движения его можно безо всяких проблем определить, как центростремительное ускорение равномерного вращательного движения вписанной в его траекторию эталонной «криволинейной точки», т.е. через калибровочное дифференцирование.

Подробнее см. А. А. Астахов "Физика движения", глава 3;  4; 7.3

Категория: Мои статьи | Добавил: aaa2158 (12.11.2015)
Просмотров: 235 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar