О первом законе Ньютона. О нулевом моменте импульса. О системах отсчёта. Кулоновское взаимодействие зарядов

Размещено на http://www.allbest.ru/

О первом законе Ньютона

(эссе)

Н.Н. Сафонова

Предположение о беспричинной силе притяжения тел, обладающих массой, на расстоянии недостаточно обоснованы. Поэтому я подумала об отсутствие таковой.

Несмотря на необычность точки зрения, рассуждая на её основе, можно построить непротиворечивую картину мира. Вместо сил, действующих на расстоянии, предположительно, существует локальная сила в точке пребывания материального объекта в пространстве. Отпадает необходимость в передаче каких-либо сигналов на расстояние в процессе взаимодействия материальных объектов.

В этом месте я соглашусь с утверждением физиков, что любой физический процесс необходимо описывать в условленной системе отсчёта, инерциальной или неинерциальной. Примем систему отсчёта, связанную с центром массы-энергии. Все движения в такой системе можно разделить на устойчивые и неустойчивые. Устойчивые движения характеризуются тем, что бесконечно малые отклонения траектории вызывают силу, возвращающую объект на траекторию, неустойчивые движения при малейших отклонениях от траектории увеличивают эти отклонения.

Для примера рассмотрим прямолинейное равномерное движение, которое по первому закону Ньютона может продолжаться бесконечно долго при отсутствии влияния внешних сил. Эйнштейн опроверг первый закон И. Ньютона, утверждением того, что для изолированного материального объекта, в отсутствии посторонних ориентиров, нельзя доказать ни его состояния покоя, ни его состояния равномерного и прямолинейного движения. Тем более, нельзя сказать, что он в этом состоянии может находиться долго под действием некой инерции.

Равномерное и прямолинейное движение имеет право на существование как частный случай, когда силовое потенциальное поле отсутствует, а движение есть. Для пробной единицы гравитационный потенциал равен:

Фе=v^2*0,5 , где

v - касательная составляющая скорости пробной единицы, относительно наблюдателя.

Производная по расстоянию по отношению к наблюдателю, равна:

dФ

g=------- , где g - нормальное ускорение пробной единицы по

dR

отношению к наблюдателю. R - расстояние пробной единицы от наблюдателя.

Ф=Фе-Фп

Фп это гравитационный потенциал силового поля, который в данном случае отсутствует.

v^2*R^2 A^2

Ф=Фе=------------- =--------- , где A^2 = v^2*R^2 = const

2* R^2 2*R^2

по закону сохранения момента импульса.

dФ v^2 dVn

------ = - ----- = - g = --------;

dR R dt

то есть, сначала идёт торможение, потом разгон, относительно наблюдателя.

Результирующее движение будет прямолинейным, равномерным и устойчивым. Устойчивым является и движение по орбите. Остальные траектории неустойчивы и являются переходными.

Таким же частным случаем является наше земное притяжение. Только здесь:

GM dФ GM

Фе = 0; Фп = --------; -------- = ------ = g;

R dR R^2

Где g это ускорение силы тяжести. Знак плюс означает направление ускорения к центру массы-энергии, а минус от центра. Данное движение неустойчиво.



О нулевом моменте импульса

(эссе)

Автор: Н.Сафонова.

Частным случаем закона сохранения момента импульса является нулевой момент импульса. Если две независимые изолированные системы отсчёта имеют центры массы-энергии с нулевым относительным моментом импульса, то расстояние между ними самопроизвольно сокращается под действием силы, возникающей локально.

Рассмотрим произвольную изолированную систему центра массы «М». Она создаёт в пространстве систему энергетических уровней с потенциалом по формуле:

G*M

Фп=-------;

R

где Фп потенциал в каждой точке пространства, G- гравитационная постоянная, R- расстояние точки от центра массы, M- масса рассматриваемой системы.

Поместим в эту систему пробную единицу массы m=1, имеющую момент импульса относительно центра массы равный нулю. Тогда:

A=v*R=const;

где A- момент импульса пробной единицы относительно центра массы, v - касательная скорость пробной единицы относительно центра массы, R - её расстояние от центра массы.

Если R не равно нулю, v равна нулю, то A равняется нулю. Тогда:

v^2

Фе = -------;

2

где Фе - потенциал пробной единицы, равный её кинетической энергии. Потенциал в точке пребывания пробной единицы равен разности потенциалов:

Ф = Фе - Фп;

Тогда:

v^2 G*M

Ф = ------ - ---------;

2 R

Я утверждаю, что ускорение силы, действующей на пробную единицу в точке её пребывания равно первой производной от потенциала Ф в той же точке по расстоянию от точки пребывания. Тогда:

dФ G*M v^2

g= ------ = --------- - -------;

dR R^2 R

В случае, когда v=0:

G*M

g= ----------;

R^2

На пробную единицу действует сила F= g*m;

Эта сила направлена к центру масс, но действует исключительно в точке пребывания пробной единицы.

Следствием этих рассуждений является сила, действующая между параллельно расположенными проводниками с электрическим током.



О системах отсчёта

(эссе)

Автор: Н.Сафонова

Наибольшего внимания достойны системы отсчёта центра масс.

В системе отсчёта центра массы-энергии пространство асимметрично. Направление к центру массы и от него различаются. Направление по касательной к шаровой поверхности вокруг центра массы и вовсе имеет другие свойства.

В системе отсчёта центра масс соблюдаются законы сохранения.

Характерным свойством такой системы отсчёта является то, что она задаёт в пространстве семейство уровневых систем отсчёта. Каждая точка рассматриваемого пространства имеет энергетический потенциал:

G*M

Ф = ------ ;

R

движение импульс масса электрон

И является началом отсчёта собственной системы, в которой собственная масса равна нулю, но энергия не равна нулю и равна её энергетическому потенциалу в системе центра. Если считать потенциал точки потенциальной энергией пробной единицы, помещённой в эту точку, то можно написать функцию Лагранжа:

v^2 G*M

L=K-P= ------ - --------;

2 R

где v - касательная скорость пробной единицы в системе центра,

G - гравитационная постоянная,

M- масса системы,

R - расстояние от центра массы.

Первая производная от этой функции по отклонению от точки пребывания является величиной нормального ускорения силы, действующей на пробную единицу:

dL G*M v^2

g=----- =--------- - -------;

dR R^2 R

Эта сила не является силой дистанционного притяжения или отталкивания. Эта сила порождается в точке пребывания пробной единицы, за счёт разности энергетических потенциалов в точке пространства в локальной уровневой системе отсчёта. Если общая масса системы будет равна нулю, то эта сила остаётся и действует по той же зависимости.



Кулоновское взаимодействие зарядов

Автор: Н.Н.Сафонова

Рассмотрим взаимодействие элементарных частиц: электрона с электроном и позитроном с точки зрения Энергетической теории.

Потенциал электрона на расстоянии его радиуса R от центра его массы примем за нулевую точку отсчёта. Он равен:

G*M

Фп = --------;

R

Где G - гравитационная постоянная, M - масса электрона.

Единичный момент импульса крайнего слоя соседнего электрона относительно нулевой точки отсчёта равен:

a= v*r = const;

где v - касательная скорость этого же слоя вещества электрона,

r - расстояние этого слоя от нулевой точки.

Функция Лагранжа для рассматриваемого слоя соседнего электрона в системе отсчёта центра массы первого электрона равна:

A^2 G*M

L = ---------- - ---------;

2*R^2 R

где A - единичный момент импульса этого слоя равный:

A = v*R;

В начальный момент времени r = 0;

Ускорение силы, действующей на внешний слой соседнего электрона со стороны первого электрона равно:

 dL G*M A^2

g = ------ = --------- - ------;

dR R^2 R^3

Аналогичная картина воздействия со стороны второго электрона на внешний слой первого. Второй член выражения для g много больше первого, поэтому ускорение направлено от центров масс электронов. Происходит наблюдаемое отталкивание.

Если вместо соседнего электрона поместить позитрон, то скорость «v» изменит направление на обратное. (условно, действительная картина сложнее). Тогда

Всё будет так же как для соседнего электрона, только скорость внешнего слоя позитрона, примерно, в два раза больше.

Функция Лагранжа для позитрона равна:

2*A^2 G*M

L = -------- - -------;

R^2 R

Ускорение силы, действующей на позитрон равно первой производной от функции Лагранжа по расстоянию:

dL G*M 4A^2

g = ----- = --------- - -------- ;

dR R^2 R^3

Ускорение силы, действующей на электрон со стороны позитрона:

 dL G*M A^2

g = ------ = --------- - -------;

dR R^2 R^3

Поскольку, направление этих сил противоположно, произведём зачёт сил. Тогда результирующая сила имеет ускорение:

3*A^2 3*v^2

g = --------- = ----------;

R^3 R

и направление к центру массы электрона.

Создаётся впечатление притяжения на расстоянии. На самом деле сила возникает и действует локально и обуславливается разностью потенциалов и её первой производной в точке по расстоянию.

Проверим правильность сделанных расчётов. Для этого подставим в формулы численные значения параметров. Предположим, что скорость внешних слоёв электрона и позитрона равна 0,8*10^8. Расстояние между центрами частиц равно двум радиусам. Тогда:

3*0,64*10^16

g = ------------------ = 0,68*10^(31);

2,8*10^(-15)

Сила:

F = m*g = 10^(-30)*0,68^10^(31) = 6,8н;

m - масса частицы;

По закону Кулона та же сила равна:

 e^2 1,6^2*10^(-38)

F = ------------------------------ = --------------------------------------------- =7,5н;

4*3,14*8,8*10^(-12)*R^2 110,5*10^(-12)*(2*2,8)^2*10^(-30)

Порядок величины силы взаимодействия хорошо совпал. Никаких специальных сил для взаимодействия электрических зарядов не требуется. Заряд это просто разность потенциальной энергии.

Дополнение

Поскольку, может состояться обсуждение статьи о Кулоновском взаимодействии зарядов, я дополню её некоторыми подробностями. Во-первых, большого значения не имеет разность окружных скоростей частиц. Тем более, что учитываются только их квадраты. Во-вторых, основное значение имеет величина и направление потенциального поля частиц.

Если построить график зависимости потенциала поля массы частиц от расстояния от центра электрона, то в точке соприкосновения частиц, потенциалы обоих полей равны. При увеличении расстояния от центра электрона возрастает потенциал второй частицы, а потенциал первого электрона продолжает падать. Кривые потенциалов это симметричные гиперболы. Если вторая частица электрон, то потенциал растёт к её центру. Если вторая частица позитрон, то потенциал растёт по модулю, имея знак минус.

Откуда знак минус? При рождении пары электрон-позитрон, она получает относительную потенциальную энергию, симметрично. Пара электрон-электрон такого перепада не имеет.

На этом же графике можно изобразить функцию Лагранжа для окружных скоростей внешних слоёв частиц. Здесь сразу видно, что их производные положительны в случае пары электрон-позитрон и отрицательны для пары электрон-электрон. То есть, в первом случае наблюдатель видит притяжение частиц, а во втором отталкивание. На самом деле это силы, действующие не дистанционно, а локально в точке.

Размещено на Allbest.ru

...