MENU
Главная » Статьи » Физика и математика » Мои статьи

Противоречия классической модели вращательного движения 3

Яндекс.Метрика

Даже если вектор скорости (Vа) в точке (а) направлен по касательной к траектории, а сила упругости стремится повернуть его к центру вращения, то тело-то в любом случае не может мгновенно изменить направление своего движения и по инерции некоторое время удаляется от центра вращения. И это не просто инерционное движение в чистом классическом виде. За счёт механизма инерции поэлементной поддержки радиальное удаление ц.м. тела от центра вращения происходит ускоренно, с центробежным ускорением. Поэтому для того, чтобы показать реальную диаграмму вращательного движения, мы несколько модернизируем рисунок из учебника физики (см. Рис. 3.2.4).

Рис. 3.2.4

Для простоты академически усредним реально криволинейную траекторию движения тела «по инерции» от центра вращения до касательной. При этом в соответствии с механизмом инерции поэлементной поддержки уже остановленные было за счёт силы упругости связующего тела элементы тела, на этом пути вновь ускоряются за счёт вновь присоединяемых к нему пока ещё свободно движущихся элементов, которые являются ответными телами взаимодействия для уже присоединённых элементов. При этом радиальная составляющая скорости вновь присоединяемых элементов направлена от центра вращения.

Но именно с направлением скорости ответного тела классическая физика и связывает направление своих абстрактных векторов сил. В данном случае это вполне реальная центробежная сила инерции поэлементной поддержки. Соответственно в этом же направлении проявляется и вполне реальное центробежное ускорение. Тем не менее, классическая физика утверждает, что при удалении тела от центра работает якобы только сила упругости, направленная на центр вращения, т.к. фиктивная в классической физике сила инерции не может работать в принципе. Следовательно, и ускорение при этом с классической точки зрения проявляется не центробежное, а именно центростремительное. Однако это неверно.

Если не работает центробежная сила инерции, то не работает и центростремительная сила, т.к. и центростремительная, и центробежная сила это всего лишь неправильная классическая интерпретация одного и того же общего скалярного напряжения взаимодействия. Сила это всего лишь свойство материи. Но свойства материи не могут работать, т.к. они не материальны. Работает только сама материя, создающая общее напряжение взаимодействия (инерции) (см. гл. 1.2.1). Следовательно, работа одинаково либо совершается, либо не совершается в обоих радиальных направлениях.

В связанном вращательном движении работает как материя связующего тела (совместно с тем, с чем оно связывает вращающееся тело), так и материя самого вращающегося тела. Это деление во вращательном движении достаточно условно, т.к. жестко связанное с центром вращающееся тело невозможно отделить, как от связующего тела, так и от центра вращения. Однако эту границу всё же можно условно установить, например, если связующее тело с её сравнительно малой массой считать просто невесомой упругой связкой, как это часто предлагает нам сама классическая физика в своих академических схемах вращательного движения.

Причём сути дела это не меняет. Главное состоит в том, что на участке (АВ) радиальная материя под условным названием вращающееся тело вместе с её условной границей с невесомым связующим телом под действием реальной центробежной силы инерции поэлементной поддержки ускоренно движется с центробежным ускорением от центра вращения. Причём эти наши доводы не выходят принципиально за рамки классической физики. Ничего принципиально нового в инерции поэлементной поддержки для классической физики нет.

Вспомните, как трогается с места тяжёлый железнодорожный состав. Сначала локомотив сдаёт назад, последовательно выбирая зазоры в сцепках, а затем, последовательно разгоняя в пределах зазоров все вагоны по отдельности, легко страгивает с места весь тяжёлый состав в целом. Это и есть наглядная модель реальной центробежной силы инерции поэлементной поддержки и реального центробежного ускорения. А роль локомотива в этом движении последовательно выполняют внешние элементы вращающегося тела, вновь присоединяемые к первоначально присоединённым к связующему телу элементам.

При этом все уже присоединённые элементы движутся в радиальном направлении с центробежным ускорением. И в этом нет ничего удивительного и противоестественного. Ведь абсолютно никого почему-то не удивляет, если это ускорение отнесено к элементам связующего тела. Но поскольку, как мы отмечали выше, чёткой физической границы между связующим телом и вращающимся телом не существует, то вопрос состоит вовсе не в реальности самого центробежного ускорения, как такового, что никто собственно и не подвергает сомнению в отношении связующего тела, а в всего лишь в том, что считать вращающимся телом, т.е. где провести границу между ним и связующим телом.

При исчезающе малой массе связующего тела по сравнению с массой вращающегося тела границей можно условно считать их видимое механическое сопряжение. Однако, где бы мы условно не провели эту границу, абсолютно все без исключения элементы вращающейся массы, расположенной вдоль радиального направления, в первом полуцикле на участке (АВ) ускоряются именно с центробежным ускорением уже безо всяких условностей. Причём это относится не только к вращательному движению, но и к любому останавливаемому телу.

Как это ни странно для классической физики, но до полной остановки тела любое тело в целом останавливается именно с прямым, хотя замедляющимся ускорением. Все символические математические минусы и стрелки векторов это всего лишь академическая условность. Отрицательных сил и ускорений в природе не существует, а это означает, что и сила, и ускорение есть величины скалярные. И пока мы это себе не уясним, мы никогда не решим дилемму о фиктивных силах инерции вообще и о центробежном ускорении в частности.

Замедляется только пассивное инерционное движение, и то условно, т.е. только относительно произвольно выбранной точки отсчёта. Активное же ускоренное движение всегда абсолютно. Оно зарождается во взаимодействии, в котором в движение преобразуется общее скалярное напряжение взаимодействия. При этом сам процесс рождения всегда положительный. Он никак не связан с механическим движением «роддома».

Процесс рождения это величина развивающаяся, но никак не связанная с конкретным направлением механического движения, т.е. это величина скалярная. Невозможно родиться в ту или иную сторону. И даже если говорить о направлении развития, то это вовсе не направление механического движения. В процессе развития, конечно же присутствуют элементы механического движения, но в нём оно осуществляется во всех возможных направлениях пространства.

Из этого следует, что даже если условно применить к ускорению понятие вектор, связывая его с механическим движением, то не остаётся ничего другого, как связывать его направление с условно выбранным направлением механического перемещения самого развивающего взаимодействия. В этом отношении центробежное ускорение не менее реально, чем центростремительное. При якобы инерционном по утверждению классической физики удалении тела от центра вращения, новые поэлементные взаимодействия происходят в направлении от центра вращения.

В середине цикла формирования равномерного вращательного движения, когда к телу присоединится последний элемент вращающегося тела, его активное радиальное удаление от центра вращения прекращается. При этом вектор скорости (Vа) займёт перпендикулярное положение к связующему телу, превратившись в вектор скорости (Vв) в точке (В). Однако поворот вектора скорости (Vа) происходит вовсе не за счёт центростремительного ускорения. Как следует из приведённых выше логических построений, на этом участке реально проявляется именно центробежное ускорение.

В дальнейшем под действием силы упругости связующего тела и собственного самого вращающегося тела, естественно начнётся радиальное движение тела и поворот вектора его линейной скорости в сторону центра вращения, но уже с центростремительным ускорением. При этом, поскольку во втором полуцикле центростремительное ускорение проявляется в попутном направлении с движением тела, то его скорость (Vc) будет увеличиваться и полностью восстановится до величины исходного вектора (Vа), но теперь уже вдоль касательной к точке (С). При этом среднее ускорение каждого цикла равно нулю.

Сумма абсолютных величин всех ускорений каждого цикла, т.е. величина академического центростремительного ускорения, которое и является обобщённой энергетической характеристикой равномерного вращательного движения, определяется точно так же, как и в классическом выводе. Ведь треугольники, а точнее фигуры (АСО) и (BDE), остаются подобными и в векторной диаграмме скоростей в нашей модели вращательного движения (см. Рис. 3.2.4). Непринципиальная разница состоит только в том, что в нашей векторной диаграмме в качестве (∆V) необходимо учитывать сумму абсолютных значений двух разнонаправленных векторов (∆V).

Единственное противоречие нашей векторной диаграммы с классической векторной геометрией состоит в том, что наш разностный вектор между векторами (Vв) и (Vа) на участке (АВ) в отличие от классического разностного вектора направлен во внешнюю сторону от центра вращения. При этом поворот вектора (Vа) в обеих версиях осуществляется по часовой стрелке, т.е. в сторону центра вращения, что с классической точки зрения свидетельствует исключительно только о центростремительном приращении линейной скорости.

Из нашего же разностного вектора следует, что на участке (АВ) проявляется центробежное ускорение. Однако это вовсе не значит, что правильной является именно классическая векторная геометрия вращательного движения. Дело в том, что классический разностный вектор не отражает реальный физический процесс поворота вектора линейной скорости во вращательном движении.

Из описанного выше механизма инерции поэлементной поддержки (гл. 1.2) следует, что физически поворот тела за счёт центробежного ускорения последовательно осуществляется, начиная с ближайших к связующему телу элементов вращающегося тела. Это означает, что хотя вращающееся тело и соответственно вектор его линейной скорости (Vа) вращаются по часовой стрелке, но момент центробежной силы инерции поэлементной поддержки приложен к задним элементам тела.

Из этого следует, что фактически по часовой стрелке вращается задняя часть тела относительно его передней части и соответственно тупой конец вектора его линейной скорости (Vа) относительно его стрелки. При этом разностный вектор естественно направлен во внешнюю сторону от центра вращения (см. отдельный фрагмент зелёного цвета на Рис. 3.2.4).

Образно говоря, за счёт центробежной силы происходит всем хорошо известный занос «автомобиля» с задним приводом, т.е. вращающегося тела в нашем случае. При этом передний конец тела лишь пассивно следует за поворотом его задних элементов, являясь пассивным центром вращения. Но как мы только что показали сам этот занос вовсе не пассивный, т.к. он и есть то самое механическое движение непрерывно перемещающихся в этом же направлении центробежных взаимодействий.

Классическая векторная геометрия принципиально не способна отразить физические процессы, происходящие при изменении положения вектора скорости тела, т.к. все тела в ней заменены материальной точкой центра масс тела. При этом совершенно естественно, что любые повороты в ней по умолчанию осуществляются относительно центра масс тела и соответственно относительно тупого конца вектора его скорости в сторону положения текущего вектора скорости.

Это и есть одно из объяснений классического направления ускорения равномерного вращательного движения. Однако вектор это всего лишь условное обозначение общепринятых, но весьма ограниченных классических представлений о развитии взаимодействий. Но, как показано выше, реальность такова, что её может отражать не только общепринятое в векторной геометрии вращение векторов относительно их тупого конца, но и их вращение относительно стрелки.

Что касается, направления на центр вращения классического центростремительного ускорения, да и вообще направление всякого ускорения, то кроме указанного выше недостатка классической векторной геометрии, это так же объясняется ограниченными классическими представлениями об общем для любого взаимодействия скалярном напряжении.

Классическая физика представляет это единое общее напряжение в виде двух абстрактных разнонаправленных векторов сил. Однако в главе (1.2.1) показано, что напряжение взаимодействия всегда есть величина скалярная. При этом за направление скалярных сил и ускорений субъективно принимается направление скорости ответного тела.

Нарастающее напряжение (давление) всегда развивается от центра взаимодействия, т.е. с противоположной стороны ускоряемого тела и разряжается к передней части тела. При этом начала стрелок векторов силы и ускорения располагают в центре взаимодействия (в центре наибольшего давления), а саму стрелку в сторону его разряжения. Но поскольку наибольшее давление находится в начале вектора, то реальная перегрузка всегда направлена против прямой силы и ускорения.

Это и есть вектор фиктивной силы инерции, стрелка которого указывает на максимальное давление (напряжение). При этом оказывается, что вектор перегрузки в классической физике всегда направлен против вектора ускорения и совпадает со стрелкой силы для ответного тела (для ускоряемого тела это фиктивная сила инерции). Однако это не более, чем академическая условность, которая в отсутствие правильных представлений о природе силы и ускорения, а так же о природе движения и преобразования напряжение-движение и в отсутствие гибкого их условного отображения, является скорее вредным чем полезным для физики.

Во вращательном движении центр наибольшего напряжения (давления) находится всегда с внешней стороны вращающегося тела, т.к. линейная скорость, которая и подвергается изменению во время вращения, всегда наибольшая с внешней наиболее удалённой от центра стороны вращающегося тела. Поэтому силу и ускорение во вращательном движении классическая физика всегда академически направляет к центру вращения, а перегрузка, т.е. инерция вращательного движения уже совсем не академически, а вполне реально ощущается снаружи.

При этом в первом полуцикле для каждого отдельного элемента тела, ускоряемого за счёт механизма инерции поэлементной поддержки в сторону от центра вращения, перегрузка направлена на центр. Но для всего тела в целом она ощущается и реально расположена (действует) с внешней стороны, т.к. в середине цикла, т.е. в верхней его точке она наибольшая. Во втором подуцикле перегрузка для отдельных элементов и всего тела в целом совпадает, и по прежнему расположена снаружи. При этом равновесие в поворотных точках цикла вы не почувствуете, т.к. оно на очень короткое время наступает только для каждого отдельно взятого элемента тела.

Подробнее механизм формирования вращательного движения со всеми поясняющими рисунками будет рассмотрен в главе (3.3).

***

Есть ещё и другие классические обоснования направленности на центр центростремительного ускорения, которые так же притянуты за уши. Так, авторы статьи в разделе «Классическая механика» (Mechanicshistori.ru Классическая механика) относительно направления вектора центростремительного ускорения говорят следующее: «…вектор ускорения антипараллелен вектору r, то есть, направлен к центру» (см. гл. 3.1).

Это довольно странный на наш взгляд вывод. Сама по себе антипараллельность вовсе не означает направленность на центр вращения. Всё зависит от радиус–вектора, с которым эта антипараллельность сравнивается. А, как показано выше (см. гл. 3.1), направление радиус-вектора не имеет физической основы. Это всего лишь закреплено в условном искусственном определении. Следовательно, и центростремительное ускорение направлено на центр вращения всего лишь по искусственному условно математическому определению.

Как видно, классические теоретики готовы на любые подлоги только для того чтобы обосновать свои заблуждения, которые иногда, неожиданно для самих фальсификаторов всё-таки приближаются к реальности, т.к. реальность скрыть не возможно. Её не видят только слепые, и не хотят видеть только упрямые.

***

Несколько по-иному подходит к определению ускорения вращательного движения Жуковский Н. Е. «Теоретическая механика» издание второе. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАНИЕ ТЕХНИКО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ МОСКВА-ЛЕНИНГРАД 1952 г. При определении полного ускорения криволинейного движения Жуковский Н. Е. пользуется понятием годографа. Он доказывает теорему о том, что скорость соответственной точки годографа линейной скорости есть не что иное, как полное ускорение материальной точки, движущейся по криволинейной траектории (см. фотокопии ниже стр. 41).

 

 

 

 

Жуковский даёт следующее определение годографа: «Годограф скорости есть кривая, проходящая через концы векторов, проведённых из начала, равных и параллельных скоростям движущейся точки». Физическая сущность годографа не противоречит этому определению, но оно и не раскрывает его физическую сущность, т.к. оно фактически отражает только частный случай графического построения годографа.

Годограф может быть размещён в любой произвольной точке пространства, а вектора образующих его скоростей могут быть развёрнуты относительно их фактического расположения на траектории движения на любой произвольный угол. При этом годограф не перестаёт быть годографом и в произвольной точке пространства с произвольным разворотом его векторов. Главное, чтобы для всех векторов был соблюдён одинаковый произвольный угол их переноса в произвольную точку пространства. Однако вектор линейной скорости соответственной точки такого развёрнутого на произвольный угол годографа, построенного в произвольной точке пространства, естественно не соответствует полному ускорению геометрически.

При помощи искусственных построений, о которых говорится в официальном определении годографа, в теореме о полном геометрическом равенстве, а также в теореме о проекции ускорения… годограф в принципе может быть построен и на векторах, перенесённых параллельно самим себе в начало системы координат. Однако о полном геометрическом равенстве скорости соответственной точки годографа и абсолютного ускорения точки на траектории можно говорить только в одном единственном случае - при наличии доказательства, что классическое определение годографа обеспечивает единственно возможное его расположение и угловую ориентацию по отношению к траектории движения.

Такого доказательства в рассматриваемых теоремах нет.

Следовательно, ни теорему о полном геометрическом равенстве скорости соответственной точки годографа полному ускорению точки, ни тем более, основанную на ней теорему о проекции ускорения… нельзя считать доказанными. Эти теоремы фактически доказывают только свои же искусственные построения и искусственную привязку годографа к реальной траектории в соответствии с его официальным определением, которое само по себе естественно не является доказательством полного геометрического равенства скорости соответственной точки годографа и полного ускорения точки.

Выше мы отмечали, что никакие теоремы о том, что такое годограф и как с его помощью определять ускорения любого движения не нужны, т.к. доказательства этих теорем намного более сложны и намного менее очевидны, чем то, что непосредственно вытекает из самого физического смысла годографа, т.е. то, что требуется доказать. Но как теперь выяснилось эти теоремы и их доказательства, к тому же, просто «притянуты за уши» и не соответствуют реальной действительности. Однако мы не отрицаем сам факт того, что именно годограф позволяет безо всяких противоречий и парадоксов определять ускорения любых движений. Но, как показано выше, и, как будет более подробно показано в главе (7.3), классическая физика в лице Жуковского умудрилась исказить и этот единственно правильный метод!Ё!

Жуковский рассматривает общий случай произвольного криволинейного движения, в котором даже, несмотря на ошибочность указанных теорем, полное ускорение движения при нулевой тангенциальной скорости трансформируется в центростремительное ускорение. Однако физическая сущность центростремительного ускорения, как и всех приведённых выше теорем, остаётся у него не раскрытой.

В конечном итоге ускорение равномерного вращательного движения по Жуковскому сводится к классическому варианту центростремительного ускорения со всеми его неразрешенными в классической физике противоречиями.

***

Во вращательном движении немало неразрешенных вопросов. Что такое и как образуется  центробежная сила? Что такое и как образуется центростремительное ускорение в отсутствии движения к центру? Как происходит поворот вектора линейной скорости? Почему в случае фиктивного противодействия фиктивной центробежной силы инерции реальной силе упругости вращающееся тело, тем не менее, не приближается к центру вращения? И многие другие...

По-видимому, противоречивость основных понятий вращательного движения в академической науке вызвано тем, что движение материальных тел рассматривается как движение материальной точки в отрыве от реальных физических процессов, протекающих в реальных телах при их взаимодействии с учётом реальности сил инерции.

Наша точка зрения на примерный механизм преобразования прямолинейного движения во вращательное движение, которое является базовым элементом любого криволинейного движения, а так же на механизм возникновения центробежной силы пояснена ниже в главе 3.3. МЕХАНИЗМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ.

В начало

Подробнее см. А. А. Астахов "Физика движения", глава 3

 

Категория: Мои статьи | Добавил: aaa2158 (01.09.2017)
Просмотров: 178 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar