Взаимообратные свойства сил гравитации и инерции, определяемые механизмом рычага

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Взаимнообратные свойства сил гравитации и инерции, определяемые механизмом рычага

В.Э. Евдокимов

Закон Всемирного тяготения, сформулированный И. Ньютоном, устанавливает связь между силами гравитационного притяжения двух тел их массами и расстоянием между центрами тел.

(1)

Где F - сила гравитационного притяжения тел,

- масса одного тела, иногда называемого пробным телом,

- масса второго тела,

R - расстояние между центрами тел,

G - гравитационная постоянная.

Силы, массы и расстояния, как и все другие параметры движения, характеризующие частицы, в дополнение классического определения имеют и независимое определение. Классическое определение - это дифференциальное по форме выражение устанавливающее взаимосвязь трёх параметров и дающее определение каждому параметру из тройки по двум другим по кругу. Такие определения логически замкнуты и подтверждаются опытом тоже логически замкнутыми по кругу экспериментами. На это часто обращают внимание исследователи, указывая на неправомерность такого подхода и к теории и к опыту.

Выход из такой круговой зависимости физических величин заключается в независимом определении каждой физической величины из данной тройки величин. Однако и в этом случае величины нормируются тем же логически замкнутым или классическим образом.

Независимое определение физической величины или параметра характеризующего частицу - есть определение параметра по эталону параметра и наоборот - определение эталона по параметру. Надо сказать и классическая взаимозависимость трёх величин, по сути, представляет то же самое определение параметра по эталону параметра. Логическое замыкание в таком случае осуществляется единичной или нулевой нормировкой величин определяемых взаимно обратным способом типа или . Здесь - модуль одной и той же физической величины измеренный взаимно обратным способом, а модули величин, полученных взаимно обратным измерением или математическим определением.

Взаимообратное определение параметра и эталона в независимом определении - следствие наблюдающегося в природе относительности движения и относительности параметров, характеризующихся движением. Взаимосвязанные параметр и эталон характеризуют пару взаимосвязанных частиц и сами характеризуются этой парой частиц. Пара частиц в совокупности образует третью частицу, характеризующую третий параметр и отражающую наблюдающуюся в природе взаимность движения пары «параметр-эталон». Три частицы - это трёхмерность измерения данного параметра. Увеличение числа частиц, участвующих в измерении, соответственно увеличивает мерность данной величины или параметра. Например, в задаче определения общего эталона для трёх параметров (один из которых - начальный эталон) образующих дифференциальный треугольник, общий эталон характеризует четвёртую частицу в дополнение к трём частицам, задающим три взаимосвязанных параметра дифференциального треугольника. Решением этой задачи, которая по силам школьнику изучившему теорему Пифагора, определяется «гамма фактор» релятивистской механики (в традиционной теории относительности - это треугольник скоростей и скорость света является начальным эталоном скорости). В результате появляется и четвёртая частица, и четырёхмерность параметра скорости. Скорость может быть представлена параметрами пространства (координат), времени и самой скорости - отсюда «четырёхмерный континуум пространства - времени» и многое другое в теории относительности.

Механизм измерения параметра по эталону параметра, а также математический смысл этого измерения формировался на измерении человеком расстояний на местности собственными шагами. Взаимосвязь длины и эталона длины и их взаимное влияние, - всё это присутствует при измерении расстояний шагами. Механика этого измерения дала основу математическим операциям: сложению, умножению и интегрированию, вычитанию, делению и дифференцированию, другим математическим действиям над числами.

Взаимное влияние параметра и эталона, неизменно присутствующее при любом измерении (эталонами или пробными телами) позволяет сделать вывод о том, что в математических действиях всегда есть элемент преобразования чисел, характеризующих физические величины. Однако эти элементы преобразования чисел, существующие в математических действиях, особенно в понятии производной, интеграла, принятых констант и других величин отрицаются традиционной физикой. Числа, также как и константы, традиционной физикой считаются неизменными, заданными раз и навсегда. С точки зрения математики и представления о числах, это может быть и оправдано. В физике же числами обозначают измеряемые физические величины и потому в зависимости от характера измерения одни и те же величины могут выражаться разными числами. Большое значение имеет размерность и обратная размерность величин. К сожалению, обратная размерность величин не рассматривается как дополнение к прямой размерности. Поэтому часто нарушается симметрия в описании физических процессов.

Числами выражают физические величины при их измерении. Измерение шагами расстояния от одной точки до другой в одном направлении никогда не совпадает с таким же измерением в обратном направлении из-за существующего относительного и взаимного влияния параметра и эталона. По разным причинам не совпадают и повторные измерения.

Разными являются также взаимообратные измерения, то есть определение расстояния по шагу и определение шага по расстоянию. В одном случае - это взаимно противоположные измерения и потому с разными знаками, в другом случае - взаимнообратные измерения и потому тоже с разными знаками. Обратные физические величины, как правило, также обозначают противоположными знаками. Если одни и те же величины имеют разные числовые выражения в зависимости от характера измерения, то это и есть преобразование чисел. В частности преобразованием чисел является и переход от одних единиц или систем единиц измерения к другим.

Преобразование чисел - это тема, требующая отдельного рассмотрения, и упоминается здесь только потому, что имеет непосредственное отношение к закону Всемирного тяготения. Можно добавить: - «и не только к этому закону».

Очевидно, что в качестве одних из первых эталонов силы при измерении сил использовался вес различных тел. Сравнение эталонов силы осуществлялось, прежде всего, самим человеком наиболее простым способом - сравнением веса тел поднятых руками. Человек действовал как рычажные весы.

Рычаг в структуре организма, в механике движения частей тела человека, как, впрочем, и любого другого живого существа, в его общем движении имеет первостепенное значение. Рычаг внёс определяющее влияние на механизм измерения длины по эталону длины (по шагу), а значит, - внёс соответствующее влияние: на числа (как математические объекты физических величин) и их взаимное влияние, на математические действия над числами и их взаимное влияние, другие вопросы связи математики с физикой и их взаимным влиянием.

Впоследствии, и по понятным причинам (унификация и стандартизация эталонов параметров), эталоны сил стали определять с помощью рычажных весов. Рычажными же весами измеряли массу эталонами массы. С открытием законов динамики силы стали измерять пружинными весами, но и пружинные весы имеют непосредственное отношение к рычажным весам или к рычагу. Однако в логике измерения по сути ничего не изменилось. В измерениях произошла лишь замена тел живой природы на тела неживой природы.

Материальный рычаг, с учётом свойств материи в различных состояниях, определяет и свойства гравитационных сил. Гравитационные силовые линии (не только силовые линии, но и силовые плоскости, силовые объёмы) - материальны. Они обладают такими же свойствами как, например, стальной (или любой другой) стержень, пластина, объёмное тело. Эти материальные силовые объекты в гравитационном взаимодействии задаются структурой «физического вакуума», который, как в микромире так и в мегамире (космический вакуум), в подавляющем большинстве физиков не считается нематериальной пустотой.

Стальной стержень под действием линейно нарастающей растягивающей силы плавно растягивается сначала быстро, затем растяжение замедляется, становится линейным, после чего растяжение вновь ускоряется, переходя в «плато» (при постоянной силе стержень растягивается, течёт) затем происходит резкое уменьшение деформаций стержня, после чего последующее увеличение деформаций при значительном увеличении силы заканчивается обрывом стержня. Стержень может быть из любого материала, но описанные фазы деформаций всегда в той или иной мере всегда проявляются.

Аналогичные явления обнаруживаются на практике при пуске, например, нагруженного асинхронного электродвигателя. Особенно это заметно на мощных двигательных установках, при переходе с пускового режима на номинальный режим работы. Максимальный пусковой ток плавно переходит на «плато», затем происходит резкий скачок тока, уменьшающий ток до номинальной величины. Это значит, что силовые линии электромагнитного взаимодействия, связывающие ротор и статор двигателя ведут себя так же, как материальные стержни. Электромагнитные взаимодействия родственны гравитационным.

В рычаге есть три точки приложения сил с их относительным и взаимным влиянием: шарнирная опора (с ограничением степеней свободы опоры) и пара шарнирных же точек приложения сил (рычаг консольного типа), либо две опоры и одна точка приложения силы. Естественно приложенные к плечам рычага силы зависят от состояния движения опоры и стержня рычага, поэтому гравитационные силы (электромагнитные силы и другие) зависят от состояния движения материальных объектов формирующихся структурой физического вакуума и участвующих в характеристике взаимосвязанных параметров движения и, в частности, - гравитационных сил

В основе устройства рычажных весов - обратная пропорциональность расстояний (плечей рычага) и приложенных сил. Свойствами рычага определяются и свойства гравитационных сил.

В случае приложения двух, но взаимно противоположных сил по одну сторону от опоры рычага (нагруженная балка на двух опорах), модули сил пропорциональны. Так что рычагом определяется как пропорциональность, так и обратная пропорциональность в соотношениях физических величин.

Чтобы свойства рычага связать со свойствами гравитационных сил, необходимо принять на вооружение одно из правил, применяемых в физике. Правило интерполяции мгновенных физических величин на аналогичные продолжительные физические величины в предположении, что мгновенная физическая величина остаётся неизменной в физическом представлении продолжительной физической величины.

Продолжительность мгновенной физической величины осуществляется за счёт периодичности мгновенной величины или волнового процесса, в котором есть взаимно противоположные осцилляции величины.

Идеальный рычаг отличается от неидеального рычага, которому свойственно, кроме прочего, наличие деформаций.

В случае отсутствия деформаций рычага гравитационные силы, приложенные к недеформированному стержню рычага, как правило, считаются параллельными. Центр гравитационного притяжения тел на весах к третьему телу в таком случае бесконечно удалён (либо длина стержня рычага бесконечно мала в сравнении с расстоянием до центра третьего тела), что является идеалистическим дополнением к идеализации свойств стержня рычага.

Приложенная к рычагу пара сил может быть представлена в виде повторяющихся мгновенных сил инерции от мгновенного ускорения рычага с опорой в противоположную силам сторону. Действие рычага с опорой в таком случае есть аналогия действию физического вакуума как материального объекта.

В случае учёта деформаций стержня рычага (его плечей), согласованных с конечным расстоянием до гравитационного центра «гравитационные» силы поворачиваются на некоторый угол. Новая пара сил будет направлена, при соответствующих условиях, накладываемых на деформации стержня рычага весов, - в общий центр для данной пары сил.

В интерпретации гравитационных сил силами инерции данное явление можно представить как притяжение двух тел друг к другу в случае мгновенного ускорения опоры рычага и деформациях стержня рычага. Силы инерции, действующие на пару тел, обусловливают деформации стержня рычага и реакции плечей рычага. В каждом плече одна сила направлена параллельно мгновенному ускорению опоры, другая - под некоторым углом и по направлению к общему центру, лежащему на линии ускорения опоры.

Таким образом, если не следовать идеализации гравитационных сил и, или, идеализации свойств стержня рычага, то идеальная пара гравитационных сил разлагается на идеальную и неидеальную составляющие начальной идеальной пары гравитационных сил, действующих на идеальный рычаг. Можно сделать вывод, что гравитационные силы «замешаны» в общее понятие сил и поэтому понятие «гравитационные» следует применять только к тем составляющим сил, которые удовлетворяют выражению (1).

Данная пара центральных сил, действующих на деформированный стержень рычага, не является гравитационными силами в идеалистическом представлении, также как идеалистическая пара гравитационных сил, действующих на плечи весов, не направлена к общему центру из-за их параллельности (следствие идеализации) и потому также не может считаться гравитационными силами.

Гравитационные и негравитационные силы - понятия относительные и взаимные как всё взаимно противоположное в природе. И потому закон Всемирного тяготения сводится к простой геометрии. В основе этой геометрии стоит тот факт, что два тела испытывающие притяжение к центру третьего тела испытывают также «притяжение» друг к другу за счёт мгновенного (или условно растянутого по времени) движения к общему центру притяжения. Падающие к общему центру два тела «сближаются» друг к другу, при условии прямолинейности и независимости падения от «природы» тел. Это сближение друг к другу падающих тел интерпретируется как гравитационное притяжение тел.

Пара тел, падающая к третьему телу, может быть представлена как одно тело со связями рычажного типа, составляющее пару тому телу, к центру которого данная пара падает. Новую пару тел снова можно рассматривать как пару тел падающих к некоторому третьему телу, расположенному в ортогональном направлении по отношению к линии связывающей новую пару тел. Появляется четвёртое тело и четырёхмерность гравитации или релятивистская гравитация.

В данном случае геометрия движения, объясняющая гравитационное притяжение, отражает относительность прямолинейного и вращательного движений имеющих место в движении частиц планетарной системы. Прямой отрезок всегда можно представить достаточно малой частью окружности и наоборот.

Независимость падения от «природы» тел обеспечивается, в каждое мгновение, законом рычага или обратной пропорциональностью расстояний (при мгновенном действии асимметричных плечей идеального рычага весов) и приложенных сил.

Как известно, в соответствии с законами динамики тело с большей массой обладает большей инертностью покоя. При начале движения двух тел с разной массой под действием одинаковых по модулю сил, тело с большей массой должно отставать от тела с меньшей массой, обладающего меньшей инерцией покоя.

В случае гравитационных сил в каждый момент падения «мгновенный рычаг», обеспечивающий обратно пропорциональную корреляцию динамических сил с массами пары тел, выравнивает моменты начала свободного падения непрерывно, то есть, - в каждое мгновение падения тел. Любое мгновение падения тел может быть принято начальным состоянием падения.

В зависимости от свойств деформаций стержня рычага, его плечей, стержень можно представить деформированным в полуокружность. В таком случае изначально параллельная пара идеализированных гравитационных сил, действовавших на идеальный стержень рычага, превратится в пару взаимно противоположных сил, направленных к общему центру, находящемуся в центре масс и являющимся центром третьего тела. Третье тело наряду с взаимной связью с первой парой тел обладает независимыми свойствами, в том числе и в отношении сил характеризующих это тело.

Особо нужно подчеркнуть необходимость третьего общего тела для описания закона Всемирного тяготения Ньютона.

Деформация стержня рычага может быть и кратной дуге полуокружности или числу . Однако, гравитационная постоянная G говорит о том, что эта кратность нарушается, численное значение этой постоянной, с учётом согласования эталона G, превышает значение (кратное ). Число G может быть представлено числом , умноженным на коэффициент с учётом согласования эталонов и G, а также применения принципа неопределённости квантовой механики. Можно расписать принятые константы в согласованных единицах измерения:

, если 1 эталон G, то

, если 1 эталон , то

,

Тогда можно записать при условии масштабной эквивалентности эталонов G и . Принцип неопределённости следует из классического единичного определения числа по числу аналогично определению параметра по эталону и наоборот - определение эталона по параметру:

Выражение может быть преобразовано по типу взаимно обратных величин, используемых в статье «Объединение всего» (статья доступна на сайте Техносообщество ТМ).

В случае определения взаимнообратных величин от взаимно противоположных начальных точек, приращения величин соответствуют самим величинам, поэтому и в случае данное выражение можно переписать в форме, соответствующей принципу неопределённостей квантовой механики

При неклассическом подходе описания , в частности, и в большом числе случаев, . В таком случае используя принцип неопределённости, запрещающий одновременное существование предельных состояний взаимно обратных величин имеющих один модуль, можно отметить что либо , либо . Из последнего выражения, с учётом того что находится единичная величина гравитационной постоянной G.

В геометрии закона всемирного тяготения наблюдается относительность прямолинейного (а также линейного) и криволинейного (также нелинейного), или вращательного, движений. Радиальное прямолинейное движение может быть представлено движением по участку окружности. Такие представления движения взаимно ортогональны и связаны геометрическим противоречием. Приращению длины в радиальном направлении на соответствует приращение длины окружности (сумма мгновенных тангенциальных перемещений, составляющих дугу окружности) на .

По этой причине гравитационная постоянная G в выражении (1) может быть представлена «деформацией» числа , при соответствующем выборе эталона .

В случае сил гравитации происходит автоматическое согласование сил и масс в результате ускорение свободного падения оказывается постоянным. Всё объясняется механизмом рычага, согласующим взаимно связанные величины, участвующие и в процессе и в описании гравитации. Рычага - потому что механизм рычага использовался в определении параметров по эталонам параметров: силы, массы, длины. Рычаг (идеальный) согласует и мгновение начала самосогласованных (равновесных) взаимодействий.

В случае неравновесных взаимодействий рычаг опрокидывается и все его измерительные свойства в рычажных весах нарушаются и переходят на весы, использующие упругие свойства растяжения и сжатия частей стержня того же рычага. Снова наблюдается взаимная ортогональность предельных состояний рычажных весов.

Механизм измерения «опрокинутого рычага» также используется, но уже в пружинных весах. Пружина используется только потому, что её упругие свойства обнаруживаются визуально без привлечения особых приборов, регистрирующих микроскопические деформации стержня рычага. В данном случае также используется метод ухода от идеализации стержня (идеализация предполагает отсутствие деформаций стержня). Наоборот, - не идеальность стержня, а способность его упруго и относительно линейно деформироваться в продольном направлении, - стоит в основе такого измерения.

Поскольку пружинные «весы» в подходе к идеализации свойств рабочего стержня - противоположны, а по направлению стержня - ортогональны рычажным весам, то такими приборами измеряются принципиально разные физические величины. Пружинные весы обнаружат инертность покоя более массивных тел и соответственно обнаружат их инертность движения. Происходит это потому, что в пружинных весах не используется одно из «плеч» опрокинутого рычага и, соответственно, не используются свойства взаимнообратных деформаций двух «плечей» этого рычага, одно из которых работает на сжатие, другое - на растяжение. В случае измерения сил, интерпретирующихся по своим свойствам как гравитационные силы, требуется работа двух плеч рычага.

В частности по этой причине массу, например, рекомендуется измерять рычажными весами, а силы - пружинными весами.

В «опрокинутом» рычаге гравитационные силы его двух плечей действуют вдоль одной прямой. Причём, с учётом действия опоры, расположенной между точками приложения сил, одно из плеч испытывает сжатие, другое - растяжение.

«Опрокидывание» рычага в зависимости от соотношения его плечей может произойти при перевешивании либо «тяжёлого» плеча, либо «лёгкого». Соответственно с учётом разницы мгновенных скоростей сжатия и растяжение плечей может наблюдаться как сближение, так и удаления тел, что может интерпретироваться как притяжение и как отталкивание тел. По этой причине гравитация может рассматриваться как (расширенный) закон Архимеда. Очевиден и факт, что многое зависит от состояния движения рычага с опорой.

Всё остальное в законе всемирного тяготения определяемого выражением (1) довольно просто сводится к тривиальным единицам и равенству левой и правой частей:

В левой части уравнения - модуль взаимно противоположных сил с взаимно обратными свойствами, взаимно противоположными направлениями и одинаковыми модулями. Взаимообратные свойства определяются по отношению к массам тел, если связывать гравитацию со свойствами массы. Тело с большей массой в гравитационном взаимодействии притягивается с такой силой как тело с меньшей массой, при этом элементарная масса массивного тела обладает меньшими гравитационными свойствами чем такая же элементарная масса тела с меньшей массой.

В числителе правой части - взаимообратные по своим свойствам массы, произведение которых в классическом случае равно единице, с учётом принципа неопределённостей квантовой механики.

В знаменателе взаимно обратные «плечи» рычага в предельном состоянии (длина одного плеча устремлена к нулю). Это соответствует измерению длины по эталону длины при устремлении эталона к нулю - что является определением производной длины по эталону длины (математическая скорость). Поскольку это знаменатель вся величина должна иметь обратный математический смысл по отношению к величине числителя, поэтому необходимо взять интеграл с пределами интегрирования от до

Где r - одно плечо,

а dr - другое плечо рычага.

При уменьшении до нуля эталона длины (одного из плеч) число эталонов выражающих длину рычага будет стремится к бесконечности при определении длины по эталону длины, а при определении эталона по длине (противоположное измерение) число длин укладывающихся в эталон будет стремится к нулю. Длина же рычага , поэтому интеграл в левой части (2) преобразован в удвоенный интеграл в правой части. Поскольку верхний предел интегрирования и нижний предел интегрирования, по сути, есть число выражающее модуль общей длины рычага во взаимно противоположных направлениях измерения и взаимно обратным способом, предел интегрирования будет R и результат интегрирования

Смысл выражения сводится к произведению взаимнообратных длин с одним модулем, или длин измеренных взаимно противоположно и взаимнообратным образом как измерения параметра по эталону и измерение эталона по параметру. Поэтому представляет произведение взаимнообратных по своим свойствам величин с одним модулем, связанных принципом неопределённостей квантовой механики.

В случае неклассических величин

.

В числителе (1) - произведение взаимно обратных по своим свойствам масс можно также представить в виде и .

В левой части (1) также пара взаимно обратных сил, , выраженная суммой при этом одна из взаимно обратных сил с тем же модулем, но численно выражается нулём:

(4)

где либо , либо . Также верным будет: - либо , либо .

В зависимости от того как будут представлены взаимно обратные величины в законе (1) закон будет нарушаться или не нарушаться.

Таким образом, закон Всемирного тяготения и другие аналогичные законы выражают общие свойства сил и ничего более. Силы, как другие параметры движения, характеризующие частицы планетарной системы и сами характеризующиеся частицами планетарной системы, обладают одними и теми же свойствами при соответствующих условиях, накладываемых на другие параметры движения находящиеся в относительной и взаимной зависимости с силами. При этом частицы планетарной системы являются квантовыми объектами удовлетворяющими характеристикам параметров движения и сами характеризующиеся этими параметрами движения.

В частности особо можно отметить квантовые свойства гравитационных сил, подтверждающие выражения (2) и (3), в которых величины связаны принципом неопределённости. Принцип неопределённости запрещает одновременное существование величин в их предельном (идеализированном) состоянии. По этой причине существуют как прямая иерархия частиц планетарной системы, так и иерархия гравитационных сфер, нарушающие закон всемирного тяготения, о которых говорится, например, в статьях А.А. Гришаева http://newfiz.narod.ru «Свидетельства об одномерности колебаний Земли в кинематике пары Земля-Луна», «Синхронизатор орбитального движения Луны» и другие [1]. Отмеченные А Гришаевым отклонения от закона всемирного тяготения легко объясняются в том числе и с позиций закона гравитации (1) если его представить в форме (4). Для пояснения этого нужно снова обратиться к взаимно обратному определению параметра и эталона в отношении физической скорости. Физическая скорость, например:

и (5)

представляет одну и туже по модулю физическую скорость и отражает определение длины по эталону длины и наоборот. Эталон длины представлен временем, затрачиваемым на преодоление эталона длины. Скорости (5) имеют один модуль, но обладают взаимно обратными свойствами при изменении эталонов длины и времени. В скорости отброшены , а в скорости - .

В физмате Лагранжа-Эйлера функция Лагранжа определяется с точностью до аддитивного слагаемого, прибавление полного дифференциала от любой функции времени не изменяет уравнение движения системы, то есть не изменяет уравнение Лагранжа-Эйлера. Отбрасываемые парные величины (0,9с и 0,9м) во взаимно обратных скоростях имеют тот же математический смысл. Однако отбрасывание данных величин имеет совершенно определённую физическую интерпретацию. Одинаковые взаимнообратные скорости имеют одинаковые модули на разных физических длинах и временных отрезках (тоже длин). Возникает своего рода прямая и обратная иерархия скоростей исходя из их связи по размерности.

Если аналогичным образом проанализировать выражение (4) то и между взаимно обратными силами, имеющими одинаковый модуль, в законе гравитации обнаруживается аналогичная взаимно обратная иерархия сил. Эта иерархия и обнаружена А. Гришаевым в отношении движения пары Земля-Луна также как относительность и взаимность прямолинейного и вращательного движений. Земля совершает синхронные движения вперёд-назад вдоль орбиты вокруг Солнца, в то время как Луна обращается вокруг центра масс Земля-Луна. Относительно Луны Земля в таком случае вращается по эпициклу Птолемея. Луна же обращается по схеме гелиоцентрической системы. В движении Земля-Луна оказываются совмещёнными «гелиоцентрическая» схема и схема Птолемея.

Противоречия закона гравитации следуют также из одинакового описания: закона гравитации, закона Кулона, закона взаимодействия параллельных токов. В последних двух законах коэффициент перед отношением произведения взаимодействующих зарядов на квадрат расстояния между зарядами (коэффициент перед отношением произведения параллельных токов на квадрат расстояния между параллельными токами, - для закона параллельных токов) зависит от выбранной системы единиц величин входящих в описание рассматриваемых взаимодействий. Аналогичным образом обстоит дело и в законе гравитации Ньютона.

На возражения оппонентов по поводу того, что гравитационная постоянная измерена и подтверждена экспериментально, можно предложить некоторые аргументы, позволяющие по-иному представить и саму постоянную величину, и гравитационное взаимодействие тел в целом. Измерение этой константы производилось в условиях стационарного гравитационного взаимодействия двух тел, при котором гравитационные силы притяжения тел при измерении компенсировались упругими свойствами струны подвеса крутильных весов. Вторая «струна», точнее - её реакция была представлена реакцией корпуса крутильных весов. Расстояние между центрами тел при измерении было неизменным. Этот случай измерения соответствует предельным состояниям параметров участвующих в описании гравитационного взаимодействия двух тел. Одна струна предельно деформирована гравитационным взаимодействием тел. Другая «струна», представляющая корпус прибора, испытывает деформации много меньшие деформации первой струны и, естественно, эти деформации в измерении и в математической интерпретации измерения не участвуют, что не совсем верно. Нулевые деформации корпуса представляют обратные предельные состояния данной величины в измерении.

Предельным состоянием в данном измерении является и постоянное расстояние между центрами взаимодействующих тел. Все эти предельные величины не являются истинными пределами, поскольку при достаточной длительности эксперимента всё изменяется. Все тела при действии длительных сил «текут».

Ещё одним предельным состоянием этих параметров является постоянное ускорение (мгновенное) свободного падения тел к их общему центру масс. Это предельное состояние предполагает временной и пространственный сдвиг начала измерения. Измерение необходимо проводить от момента начала действия сил притяжения тел (момент освобождения тел от противоположных сил реакции спускового механизма, компенсирующих гравитацию). Эксперимент должен начинаться с того момента, когда струна крутильных весов не напряжена. В момент освобождения тел спусковым механизмом наблюдается мгновенное свободное «падение» тел испытывающих гравитационное притяжение друг к другу. Мгновенное свободное падение - потому что начальная реакция струны крутильных весов нулевая. То же самое происходит и при падении тел, например, с башни или воздушного шара. В начале падения сопротивление воздуха незначительное.

Свободное падение - это мгновенное состояние движения от некоторого его заданного начала. При длительном падении в процесс всегда вмешиваются (посредством своего влияния на данный процесс) другие тела (измерительный прибор - крутильные весы) и материальные среды (твёрдые, жидкие, газообразные, плазменные и другие), включая физический вакуум. Естественно с учётом относительности и взаимности всех противоположностей участвующих в процессе.

В первом случае рассматривалось относительное притяжение двух тел и, соответственно, относительность притяжения одного тела к другому телу.

Во втором случае во взаимодействии участвует три тела, причём третье тело представлено совокупностью начальной пары тел. Каждое из двух тел по отношению к противоположному телу является пробным телом. Противоположное тело в таком случае является измерительным прибором. Пробное тело и измерительный прибор оказывают как относительное, так и взаимное влияние друг на друга. При взаимном влиянии два тела действуют как дно тело, характеризующееся, в том числе (наряду с общими), индивидуальными свойствами движения и соответственно индивидуальными параметрами движения.

Первый случай является частным случаем второго случая. Действительно ничего абсолютного в природе нет, потому не бывает и этих двух абсолютных предельных состояний, на которые делится гравитационное взаимодействие двух тел. При соответствующем подходе к измерению, струна крутильных весов обнаружит свои нелинейные свойства сил сопротивления кручению и гравитационное взаимодействие переходит в половинчатый второй случай. «Половинчатый второй случай», - потому что только одно тело подвешено на струне крутильных весов. Для чистоты эксперимента для «полного второго случая» необходима соответствующая симметрия при измерении. То есть необходимо учитывать процессы, в которых участвуют реакции корпуса крутильных весов, несмотря на мизерные деформации корпуса в сравнении с деформациями струны.

Впрочем, для представления симметрии измерения удобнее использовать не крутильные весы, а обыкновенные рычажные весы. При этом логика гравитационного взаимодействия двух тел сохраняется и, кроме того, обнаруживаются новые тела, участвующие в описании процесса и новые физические обстоятельства

Гравитация описывает свойства сил, как параметров движения характеризующих частицы планетарной системы. Свойства сил описывает и второй закон динамики Ньютона. Противоречия второго закона Ньютона, отмеченные в статье с аналогичным названием (статья доступна на сайте «Техносообщество ТМ») накладываются определённым образом и на закон гравитации.

Противоречия неразрывно связаны с классическим и неклассическим подходом описания физических явлений. Эти противоречия в частности явились причиной появления статьи О.Е. Кириллова в ответ на статью М.А. Самохвалова [2] (обсуждаемой в данное время на http://www.Phisicks-Online.Ru), в которой связывается релятивистский закон динамики с гравитацией. Можно прокомментировать в предложенном ключе выдержки из этой статьи:

«релятивистский закон динамики для движущегося пробного тела массой m имеет следующий вид» [3]:

»… (6)

«Здесь F - сила, действующая на пробное тело; v- скорость пробного тела; t - время»

Нетрудно угадать происхождение этого закона. Происходит он из первого варианта второго закона динамики, предложенного Ньютоном, в котором устанавливается пропорциональность между приращением импульса и силой. Вполне можно допустить, что при соответствующих условиях данное выражение справедливо. Но каковы эти условия?

Можно сразу заметить, что пропорциональность и обратная пропорциональность и сопутствующая их взаимное (относительность величин - их математическое отношение, взаимность величин - их произведение) постоянство отражают линейные алгебры величин. Линейные алгебры, - это когда величины определённых классов допускают математические действия над ними в соответствии с правилами сложения и вычитания, деления и умножения как над обыкновенными числами в математике. Линейные алгебры отражают независимое определение параметров по эталонам параметров. Различные классы параметров определяют и различные классы линейных алгебр величин.

В дифференциальной форме второй закон Ньютона, в его первом варианте, можно записать как

(7)

Выбором соответствующих единиц размерности трёх величин коэффициент перед силой можно привести к единице и дифференциал импульса будет численно соответствовать силе . Дифференцирование по времени левой и правой частей даёт

. (8)

Коэффициент k имеет размерность времени и единичное (k = 1) есть эталон времени.

Сравнивая с (6) можно сделать вывод, что эталон времени и дифференциал времени совпадают, и потому в правой части остаётся только сила, а в левой дифференциальное отношение, в котором дифференциал времени есть эталон времени:

, (9)

в левой и правой части этого уравнения - неразрывное математическое понятие. Коэффициент k перед силой F в (9), в виде единицы, имеет размерность времени, но выражает неразрывную связь с эталонами импульса и силы, то есть эталоны силы, импульса и времени образуют неразрывную систему единиц, подобную системам единиц в электромагнетизме (закон Кулона и закон взаимодействия параллельных токов). Изменением системы единиц изменяется коэффициент k, по аналогии с таким же коэффициентом в законе Кулона (и, как уже читатель может догадаться, при изменении системы единиц изменяется коэффициент, именуемый гравитационной постоянной, в законе гравитации).

Освобождение от k = 1 и единичного dt методом их сокращения необходимого для согласования (9) с выражением второго закона Ньютона (7) накладывает определённые условия на взаимоотношения дифференциала импульса и оставшегося в результате такого преобразования дифференциала времени в левой части уравнения (9).

В (6) - неразрывное математическое и физическое понятие импульса разорвано. В уравнении (6) вообще нет математических неразрывных величин, которые выражаются отношением частных дифференциалов.

Однако нельзя сказать что (6) абсолютно неправильное выражение. При определённых условиях, накладываемых на взаимосвязанные величины выражение (6) оказывается верным. Более того, когда в квантовой механике, и в физике вообще, возникает необходимость отхода от общих правил дифференцирования прибегают к особым математическим действиям - операторным, задаваемым особыми математическими объектами - операторами с особыми правилами их применения.

Далее в статье [2] предлагается:

«Перепишем уравнение» (6) «для случая гравитационного взаимодействия пробного тела со сферическим телом массой M, находящимся в начале системы координат, с учётом многократно подтверждённого в эксперименте принципа эквивалентности инертной и гравитационной масс и закона всемирного тяготения Ньютона.

На этом этапе статьи уже видно, что замена динамической силы из второго закона Ньютона гравитационной силой вносит все противоречия второго закона Ньютона в закон гравитации. Кстати, о принципе эквивалентности инертной и гравитационной масс. В этом принципе участвуют взаимно обратная пара масс и взаимно обратная пара сил , которые есть в законе гравитации Ньютона (текст статьи выше). Равенство по модулю взаимно обратных масс нормируется условием равенства по модулю взаимно обратных сил. В таком случае и никакого эксперимента не требуется.

В предложенном ключе можно прокомментировать и дальнейшие математические преобразования величин в статье [4], а также физический смысл этих величин и преобразований. Однако это выходит за рамки настоящего трактата, но читатель может это сделать и сам, ознакомившись с уже упоминавшимися статьями и в частности [4].

В настоящем трактате подтверждается предположение, отмеченное в статях: «Объединение всего», «Геометрическая интерпретация постоянной Планка» и других (доступных на сайте «Техносообщество ТМ») - о существовании Особой Среды, взаимосвязанными деформациями которой, переводящими её в состоянии различных физических событий, объясняется появление и существование всего в природе.

Цитируемые публикации

рычаг гравитация инерция

1. Гришаев А.А. «Наброски для новой физики» newfiz@yandex.ru.

2 Planck M. Das Prizip der Relativitat und die Grundgleihungen der Mechanik // Verhandl. Deutsch. Phys. Ges. - 1906. - Bd. 8. - S. 136-141.

3 М.А. Самохвалов «Результат применения релятивистского закона динамики к гравитационному взаимодействию двух тел» samochvalovma@ignd.tpu.ru.

4 В.Э. Евдокимов «Объединение всего» доступна на сайте «Техносообщество ТМ»

Размещено на Allbest.ru