runo_lj (runo_lj) wrote,
runo_lj
runo_lj

Category:

Крылатые качели Вселенной (14)

К вопросу о том, что сила, вообще говоря, может быть переменной величиной и зависеть от времени или движения тела, и что, соответственно, и ускорение тела, движущегося под действием этой силы, будет меняться - к этому вопросу мы еще вернемся. Ибо вопрос этот очень интересный, и он в современной физике не получил абсолютно никакого освещения - так, как будто и вопроса такого не существует. Но он существует. Ибо сила может меняться во времени. Скажем, когда электрический заряд движется, то с его перемещением меняется и сила поля во всех точках пространства вокруг этого заряда. И именно это движение в итоге и порождает электромагнитную волну. Но это потом. А пока мы продемонстрируем правильность нашего определения неинерциальной системы - то есть покажем, что для определения неинерциальной системы понятие об инерциальной системе совершенно не нужно, и давая такие определения, физики просто путаются в трех соснах и пытаются зацепиться за определение Ньютона, как груднички цепляются за мамкину сиську.

Представим, что вагон движется относительно поверхности земли под действием внешней силы с постоянным ускорением a. Тогда, если внутри вагона подвесить шарик на ниточке, то шарик отклонится от вертикали и будет висеть в воздухе под углом - так как на него будет действовать та самая сила инерции. Я вот даже картинку нужную надыбил:

тележка-2


Отклонившись на какой-то угол, шарик так и будет висеть под углом, то есть находиться в неподвижном равновесном состоянии, так как, помимо силы инерции F=ma, на него действуют еще две силы: сила тяжести, направленная вниз, и сила упругости нити, направленная вверх по линии нити. В результате суммарная сила этих трех сил равна нулю.

Что будет, если мы подвесим шарик с большей массой? На какой угол он отклонится? На тот же самый или другой? Как это ни странно, угол отклонения не будет зависеть от массы шарика, и шарики любой массы будут висеть под одинаковым углом. Это несколько противоречит представлению из обыденного опыта, когда при ускорении - например, когда поезд трогается и набирает ход - на пол летят более легкие предметы, но связано это только с тем, что легкие предметы имеют и меньшее трение, а потому ложки и кружки в купе летят со стола, а чемоданы не падают с полки. Но все предметы получают одинаковое ускорение, и если бы не сила трения, чемоданы летели в сторону, противоположную движению поезда, с той же скоростью, что и ложки и стаканы. Из рисунка выше видно, что угол отклонения определяется как tgA=ma/mg, то есть тангенс угла отклонения равен a/g. И он зависит только от ускорения, с которым движется вагон. Скажем, если вагон движется с ускорением g, угол наклона будет равен 45 градусам.

Попробуем исключить из этой модели силу тяжести вовсе. Для этого представим, что в купе есть стол и стул, привинченные к полу, и мы сидим за столом и пускаем шарики по столу в направлении оси, перпендикулярной движению и направленной от нас. Как будут катиться шарики? Если мы будем придавать им одинаковую скорость, то все они будут катиться по столу по одинаковой параболической траектории. То есть все будет похоже на то, что происходило, когда мы стреляли с Пизанской башни из лука, пистолета и пушки, только теперь шарики сначала будут катиться по столу от нас, постепенно уклоняясь влево, в сторону, противоположную движению вагону, а потом, когда их скорость изменит направление на противоположное движению (то есть когда они покатятся строго влево), они покатятся влево и дальше. Сила инерции, действующая на них, будет зависеть от их массы, но и действие самой этой силы зависит от массы тела, а потому все шарики, независимо от массы, будут двигаться одинаково при одинаковой начальной скорости.

То есть по сути действие инерции ускоренного движения похоже на действие поля гравитации. Только теперь у нас, помимо поля тяготения с ускорением g, которое действует вниз, появляется еще одно поле - инерционное, с ускорением a, и "притягивающее" все предметы с массой влево. И в этой неинерциальной системе мы можем легко ввести еще какую-то систему отсчета, в которой неинерциальная система движущегося вагона будет рассматриваться как неподвижная. Просто в такой системе будут действовать уже два поля - поле тяготения с ускорением g и поле инерции с ускорением a. Я не понимаю, в чем смысл определения неинерциальной системы через инерциальную. Это просто бред. "Инерциальная система" - то, что ученые физики под этим понимают, когда дают определение неинерциальной системы - это просто система, которую мы считаем неподвижной. Вот и все. И она совсем не обязательно (и никогда таковой не является) инерциальная. Ведь и все системы отсчета, которые мы связываем с поверхностью земли, не являются инерциальными - так как в них, как минимум, действует поле тяготения. И мы просто учитываем этот факт при описании любого движения в системе отсчета, связанной с поверхностью земли. Иногда косвенно (когда мы принимаем во внимание силы трения), иногда прямо - когда мы описываем движение в воздухе. Ученые физики тут просто путаются в элементарных понятиях, и "инерциальной системой" называют систему, которую мы принимаем за неподвижную. Но она именно неподвижная, начальная, исходная - и только потому, что это система в своей собственной системе отсчета. Никакого отношения к инерциальным системам она не имеет.
Tags: Философия
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments