Текст книги "Физика движения. Альтернативная теоретическая механика, или Осознание знания. Книга в двух томах. Том II"

11.3. Первичный вид движения

Все появляющиеся в последнее время в современной науке дискуссии о первичности вращательного движения, основанные на строении микромира, а также на вращении эфирных вихрей, образующих элементарные частицы вещества несостоятельны. Основным элементом механического движения в природе является прямолинейное перемещение в пространстве.

Все известные науке на сегодняшний день разновидности механического движения являются только следствием локальных элементарных линейных взаимодействий. Единичное точечное воздействие результирующей силы приводит к возникновению только прямолинейного движения, т.к. в природе не существует криволинейных сил и криволинейного точечного воздействия. Это непосредственно следует из законов динамики Ньютона, которые на сегодняшний день считаются незыблемыми.

В первом законе Ньютона говорится исключительно о прямолинейном движении. Второй закон Ньютона определяет силу и ускорение линейного взаимодействия, направление которого не может самопроизвольно измениться в отсутствие других дополнительных взаимодействий. В соответствии с третьим законом Ньютона сила взаимодействия действует на взаимодействующие тела в противоположных направлениях вдоль одной прямой линии, поскольку противоположные направления по определению находятся только на одной прямой, но никак не на одной кривой линии.

Криволинейное движение, образующееся за счет множества разнонаправленных прямолинейных взаимодействий, является более сложным движением, чем прямолинейное движение, а, как известно, сложное не может быть элементом простого. Криволинейное движение вполне естественно представить, как возмущенное прямолинейное движение, а вовсе не наоборот. Для осуществления криволинейного движения необходимы дополнительные силы, имеющие иное направление, чем направление текущего прямолинейного активного или инерционного движения. Поэтому основным элементом механического движения в природе, безусловно, является прямолинейное перемещение в пространстве.

Приверженцы вращательного движения, как базовой основы механического движения аргументируют свою позицию отсутствием в природе прямолинейного движения в чистом виде. Однако при этом они забывают, что в природе также отсутствует и вращательное движение в чистом виде.

11.4. Равномерное вращательное движение

Скорость принципиально не может изменяться только по направлению без преобразования её абсолютной величины в новом направлении. При любом внешнем воздействии, осуществляющемся под любым не равным нулю углом к направлению прежнего движения, в том числе и под прямым углом, который не является каким-либо исключением из этого правила, изменяется не только направление скорости результирующего движения, но и ее величина. Поэтому совершенно очевидно, что в равномерном вращательном движении существует механизм, как изменения скорости по направлению, так и по величине.

В классической модели равномерного вращательного движения радиальное движение отсутствует, даже, несмотря на действие вполне реальной центростремительной силы. При этом окружное линейное движение осуществляется с постоянной линейной скоростью. Это означает, что ускоренное перемещение в пространстве в равномерном вращательном движении отсутствует, как в тангенциальном, так и в нормальном направлении. Следовательно, по всем законам классической же физики все силы в равномерном вращательном движении уравновешены во всех направлениях, а полное абсолютное ускорение равно нулю!

Под каким бы углом к вектору скорости тела не была бы направлена постоянная по абсолютной величине сила, тело в соответствии со вторым законом Ньютона не может не испытывать ускоренного движения в направлении её действия. Следовательно, в нормальном направлении к линейной скорости равномерного вращательного движения со временем должен образоваться нормальный вектор скорости, изменяющийся по абсолютной величине с нормальным ускорением. Но по правилам векторной геометрии это непременно должно привести к изменению результирующего вектора этих скоростей не только по направлению, но и по абсолютной величине.

Кроме того, даже если допустить, что центростремительное ускорение изменяет скорость только по направлению, то в соответствии со вторым законом Ньютона такое ускоренное изменение направления вектора скорости должно изменяться именно ускоренно. Однако, как это ни удивительно для самого понятия «ускорение», но в равномерном вращательном движении вектор линейной скорости изменяется по направлению не ускоренно, как это должно быть по определению понятия «ускорение», а равномерно! Следовательно, либо второй закон Ньютона на вращательное движение не распространяется, чего не может быть в принципе, либо центростремительному ускорению в равномерном вращательном движении что-то реально противодействует. И это «что-то» вовсе не фиктивное (см. гл. 3).

Носителем или источником фиктивных центробежных сил инерции, которые являются реальными обычными силами для связующего тела является само вращающееся тело, хотя бы потому, что никаких других тел, кроме вращающегося тела рядом со связующим телом просто нет. Но как может источник и носитель этих сил производить и носить несуществующие для него самого силы?! Особенно, если связующее и вращающееся тело представляют собой единое тело, выполненное, например, из одного цельного куска какого-либо материала.

Каким образом реальные силы со стороны вращающегося тела, которые растягивают связующее тело, реально преодолевая его силу упругости, перестают вдруг действовать на само вращающееся тело? Как они узнают, где кончается связующее тело и начинается вращающееся тело? Кто даёт им сигнал, в каком месте единого тела им пора превращаться из обычных сил для связующего тела в фиктивные силы инерции для вращающегося тела? Если обычные реальные силы действуют на одну неотъемлемую часть тела, сделанного из единого куска материала под названием связующее тело, то они должны действовать и на все его остальные части, т.е. и на само вращающееся тело этого же куска материала!

Иначе следует считать, что классическая физика преподносит нам законы колдовства, а вовсе не физики!

11.5. Произвольное движение

Центростремительное ускорение является природным измерительным эталоном (калибром) ускорения точки на траектории произвольного криволинейного движения. С любым участком произвольного криволинейного движения можно сопоставить дугу окружности равномерного вращательного движения, динамические и кинематические параметры которого будут мало, чем отличаться от усреднённых параметров этого участка. При этом центростремительное ускорение этого вписанного вращения будет достоверно отражать ускорение произвольного криволинейного движения и на этом участке. Вопрос только в точности этого сопоставления, который легко решается с уменьшением величины сопоставляемых участков.

При этом:

1. Классическая теорема о проекции ускорения точки на нормаль и на касательную к траектории противоречит классической теореме Кориолиса о сложении ускорений. Обе теоремы неверны.

2. Классическая теорема о полном геометрическом равенстве скорости соответственной точки годографа и полного ускорения точки неверна, т.к. полное ускорение точки вовсе не то ускорение, за которое его выдаёт классическая физика.

3. Классическое определение годографа закрепляет за ним несуществующие у него качества. Физический смысл годографа не привязан к началу координат, как значится в его классическом определении.

4. Усреднённое ускорение на участке криволинейной траектории конечной малости, на котором и теоретически, и практически определяется мгновенное ускорение, является центростремительным ускорением, т.к. постоянные усреднённые геометрические и динамические параметры криволинейного движения являются параметрами равномерного вращательного движения.

11.6. Динамика вращательного движения

Современная динамика вращательного движения это в лучшем случае красивая сказка, не имеющая ничего общего с реальной действительностью, которую знал ещё Архимед. Конечно, в каждой сказке есть доля истины, но задача науки не рассказывать сказки, а отделять быль от небылиц. В народе есть такой анекдот. Петька с Василием Ивановичем летят в самолёте. В кресле командира корабля сидит Василий Иванович, который важно спрашивает Петьку.

«Петька, прибор?»

Ответ: «Двести».

Василий Иванович: «Что двести?»

Петька: «А что прибор?»

Вам это ничего не напоминает?

Никто толком не знает, что такое сила. В классической физике это абстрактный вектор, в то время, как в реальной действительности это всего лишь скалярное напряжение взаимодействия, которое одновременно может быть в классической физике, как обычной силой, так и фиктивной несуществующей силой инерции. Но нам навязывают ещё более непонятный момент силы.

Никто толком не знает, что такое импульс. До сих пор не утихают споры, что есть мера движения – импульс или энергия. Но нам навязывают непонятный момент импульса.

И, наконец, самое главное. Никто толком не знает, что такое инерция. Это вообще для современной физики «притча во языцех». Но нам навязывают ещё более непонятный момент инерции.

А не проще ли не мудрствовать лукаво?

Нам известны соотношения угловых и линейных перемещений через радиус, причём обязательно постоянный радиус, иначе эти соотношения не имеют смысла. Нам известно правило рычага, которое применимо к радиусу любого вращательного движения. Точка приложения силы и точка расположения тела – это плечи рычага.

Этого больше, чем достаточно для определения динамики любого движения в рамках динамики Ньютона безо всяких никому толком непонятных и несуществующих в природе моментов чего-то, почему-то. Ведь у материи есть только одно свойство движения – это поступательное движение. А все его разновидности это только разные системы отсчёта, т.е. разные очки, через которые официальная физика их рассматривает. В одних очках она видит то, чего нет, а в других не видит того, что есть на самом деле, даже собственного носа.

Подмена понятия «сила» в классической динамике вращательного движения понятием «работа» (момент силы) это очередной абсурд классической физики, из которого вытекает абсурдная аналогия закона сохранения момента импульса с законом сохранения импульса. В природе нет закона сохранения момента импульса, есть второй закон Кеплера и постоянная Кеплера, аналогия которой с законом сохранения импульса состоит только в их одинаковой фундаментальности для природы, но никак не в их сути. Физическая сущность второго закона Кеплера обеспечивается внешними силами, что противоречит сути закона сохранения импульса в отсутствие внешних сил.

Абсурдная аналогия закона сохранения момента импульса, которая якобы вытекает из уравнения моментов, с законом сохранения импульса, не имеющим никакого отношения к уравнению моментов, только подтверждает абсурдность всей классической динамики вращательного движения. Этот абсурд стал возможным в результате нарушения классической динамикой вращательного движения Закона Сохранения Истины при умножении уравнения второго закона Ньютона на постоянный множитель – радиус.

Двумя самыми характерными примерами нарушения закона Сохранения Истины является нарушение второго закона Ньютона и закона всемирного тяготения Ньютона путём введения в них дополнительных множителей, не обусловленных физической сущностью этих законов. Одинаковые множители не только не изменяют математического равенства уравнений, но и их физической сущности. Поэтому в математике они должны быть сокращены, а в физике, которую и отражает математика, их просто не должно быть в принципе. Разумеется, речь идёт только о тех физических величинах, уравнения которых уже содержат все необходимые множители в их правой части, а в левой части это закреплено одной переменной, которая и выражает эту физическую величину.

Как только мы закрепили за найденной физической величиной её строго индивидуальный математический символ, любые дополнительные множители в её уравнении уже не могут изменить ни её величину, ни её физический смысл. Даже если назначить для ранее найденной (выведенной) физической величины другой математический символ, её суть от этого не измениться, т.к. математическое и физическое наполнение нового символа остаётся при этом неизменным. А вот если закрепить в новом символе дополнительный множитель, то новое уравнение будет означать новую истину, которую нужно ещё доказать. Однако новая истина не может быть доказана простым механическим введением в обе части уже доказанного уравнения дополнительных множителей. В этом и заключается суть Закона Сохранения Истины.

В результате ведения классической физикой во второй закон Ньютона дополнительного множителя – радиуса (r) в классической физике было получено так называемое основное уравнение динамики вращательного движения или уравнение моментов. А в результате введения некоторыми «умниками» дополнительного множителя – гравитационной постоянной (G) в закон всемирного тяготения Ньютона была получена так называемая система измерения физических величин (LT). Ни то, ни другое не соответствует реальной действительности, т.к. это противоречит закону Сохранения Истины!

11.7. Явление Кориолиса

В классической физике описаны два варианта проявления силы и ускорения Кориолиса.

В первом варианте относительная скорость направлена вдоль радиуса вращающейся системы. Здесь действительно проявляется достаточно выраженное явление, которое в классической физике ассоциируют с ускорением Кориолиса. Однако в классической физике за силу и ускорение Кориолиса фактически принимается противо реакция на обычную тангенциальную силу, которая поддерживает угловую скорость переносного вращения. Поддерживающая сила – это либо сила, действующая на движущееся радиально тело со стороны вращающихся масс системы, которые не изменяют своего радиального положения, либо любая внешняя сила, которая поддерживает переносную угловую скорость на постоянном уровне.

В отсутствие поддерживающей силы происходит естественное уменьшение угловой скорости при радиальном движении от центра вращения и естественное увеличение угловой скорости при радиальном движении к центру вращения. Это явление в классической физике называется законом сохранения углового момента, который якобы выполняется в отсутствие тангенциальных сил. Однако в реальной действительности угловой момент сохраняется именно за счёт тангенциальной составляющей радиальной силы (радиального взаимодействия). Это и есть основа явления Кориолиса. Поэтому тангенциальную составляющую радиального взаимодействия мы называем истинной силой Кориолиса-Кеплера.

Проявляясь совместно с «обычной» истинной силой Кориолиса, фиктивная сила инерции Кориолиса одновременно противоречит, как физическому смыслу обычных сил, так и фиктивных сил инерции. Поскольку в классической динамике вращательного движения понятие об обычной истинной силе Кориолиса-Кеплера отсутствует, то в классической физике родилась самая странная сила не только из всех сил инерции, но и самая странная из всех обычных сил!!!

Классическая сила Кориолиса – это либо, полу фиктивная обычная сила, либо, полу обычная фиктивная сила. Недаром физики всех народов, начиная со времён Кориолиса, и до сих пор спорят, реальна ли сила Кориолиса или же это только иллюзорная сила инерции.

Поскольку истинная сила Кориолиса-Кеплера в классической модели явления Кориолиса полностью скомпенсирована, то природа этого явления принципиально не может быть раскрыта в классической физике. В частности реальное ускорение и сила Кориолиса за счёт компенсации истинной силы Кориолиса-Кеплера вдвое меньше классического ускорения и силы Кориолиса. При этом классической силе Кориолиса соответствует только общее силовое напряжение, возникающее при противодействии поддерживающей силы и истинной силы Кориолиса-Кеплера.

Во втором варианте явления Кориолиса относительная скорость направлена перпендикулярно постоянному радиусу вращающейся системы. При этом абсолютная линейная скорость является величиной постоянной. Но это есть не что иное, как равномерное вращательное движение, динамику которого с классической же точки зрения определяет исключительно только центростремительное ускорение. Следовательно, либо никакого ускорения Кориолиса при тангенциальном относительном движении нет, либо классической физике следует пересмотреть свои взгляды, как на явление Кориолиса, так и на классическую модель вращательного движения.

Явление Кориолиса – Кеплера играет очень важную роль в природе. Например, А. И. Андреев в работе «Основы естественной энергетики», Санкт-Петербург, 2004, г. на стр. 181 пишет:

«Поскольку образование и существование вихрей элементарных частиц и гравитации происходит за счёт кориолисовых сил и самовращения, то кориолисово самовращение, именно в этом смысле является основой природы».

В реальной действительности никакого самовращения вихрей за счёт силы Кориолиса нет, и не может быть в принципе. Самовращение есть только в равномерном вращательном движении. Тем не менее, явление Кориолиса – Кеплера заслуживает того, чтобы уделить ему особое внимание при рассмотрении вопросов физики движения, тем более что в классической физике оно не имеет непротиворечивого объяснения.

12. БЕЗОПОРНОЕ ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ

12.1. Общие вопросы безопорного движения

Рассматривая вопросы вращательного движения нельзя обойти стороной явление безопорного движения, которое напрямую связано с силами инерции, проявляющимися во вращательном движении. Во второй трети двадцатого столетия в физике появился «феномен» безопорного движения, которое демонстрировали устройства под названием инерцоиды. Предположительно первый инерцоид изобрел советский инженер В. Н Толчин в 1936 г. Наука долгое время игнорировала это явление. Официальная физика до сих пор считает, что такое движение противоречит основным законам природы и в частности третьему закону Ньютона, закону сохранения энергии и закону сохранения импульса.

Так В. Околотин на сайте N-T.ru с иронией пишет: «При конструировании инерцоидов не забывайте, чем это грозит. Ведь если подобное удастся, содрогнется не только техника, а и вся наука, ибо на сохранении импульса базируются все знания человечества. А раз так, то не лучше ли, прежде чем браться за очередной инерцоид, проштудировать соответствующую литературу?» Конечно же, лучше, т.к. «проштудировать» вовсе не означает согласиться с выводами соответствующей литературы, но и увидеть ее противоречия, ведь инерцоиды не могут быть вне законов природы только потому, что это запрещает им их неправильное понимание современной физикой!

Наиболее очевидное объяснение движения инерцоида это взаимодействие с окружающей средой в условиях, когда сумма сил инерции и сопротивления среды за цикл, равный полному обороту каждого груза не равна нулю. При этом никакого нарушения закона сохранения импульса не происходит. Однако такое объяснение устраивает далеко не всех. Сторонники безопорного движения считают, что основной движущей силой инерцоидов является центробежная сила инерции, а не взаимодействие инерцоида с окружающей средой.

В настоящее время изобретателями разных стран созданы многочисленные модели устройств, способных двигаться поступательно без видимого взаимодействия с внешней средой. В нашей стране наиболее известен инерцоид В. Н. Толчина (Рис.12.1.1). Сам Толчин и его последователи считают, что инерцоид должен двигаться и без взаимодействия с внешней опорой.

По утверждению Г. И. Шипова, такое движение действительно происходит, причем объясняется оно существованием сил инерции как самостоятельного физического феномена, определяемого вводимой физиком характеристикой – «кручением пространства» (по аналогии с определяющей гравитацию «кривизной пространства»). – («Теория физического вакуума» М., Наука, 1997 г.)

Инерцоид Толчина. В тележках В. Толчина грузы ускоряются (зона I), замедляются (зона II) или двигаются по инерции (зона III). Рис. 12.1.1

Инерцоид Толчина представляет собой тележку, на которой смонтированы вращающиеся грузы (Рис.12.1.2). Грузы соединены с осями вращения жесткими рычагами. Вращение грузов осуществляется синхронно во встречных направлениях. Если скорость вращения грузов в разных полуплоскостях относительно поперечной оси симметрии разная, то система тележка – грузы осуществляет поступательное движение в сторону полуплоскости, в которой угловая скорость вращения грузов больше. При этом привод на колеса отсутствует. Внешне все выглядит так, как будто инерцоид совершает безопорное движение.

Рис. 12.1.2

Закон сохранения импульса гласит, что векторная сумма всех изменений импульсов внутри замкнутой системы равна нулю. Если грузы в результате реактивного взаимодействия с тележкой получат импульс движения в каком-то направлении, то в соответствии с законом сохранения импульса тележка должна получить такой же по величине импульс в обратном направлении. При этом общее количество движения всей системы не изменится. Для того чтобы изменить импульс движения замкнутой системы, необходим внешний импульс. Замкнутая система может изменить импульс движения, только получив, или передав часть своего импульса другому телу, не входящему в эту замкнутую систему или изменив свою массу, что также эквивалентно изменению импульса системы.

Таким образом, основное возражение против безопорного движения заключается в том, что замкнутая система не может изменить количество своего движения без взаимодействия с окружающей средой. Поэтому реально наблюдаемое поступательное движение инерцоидов скептически настроенные исследователи пытаются объяснить за счет сопротивления внешней среды.

По их мнению, при более быстром вращении грузов в передней полуплоскости инерцоида создается более интенсивный, т.е. более сконцентрированный во времени импульс силы тяги, чем в противоположной полуплоскости. Если сила трения колес инерцоида с опорной поверхностью в некотором диапазоне скоростей не зависит от скорости движения и одинакова в обоих направлениях, как, например, при движении по сухой твердой поверхности, то инерцоид по мнению противников безопорного движения легче преодолевает сопротивление движению в прямом направлении. В результате откат инерцоида назад оказывается меньше, чем его продвижение в прямом направлении, поэтому инерцоид рывками передвигается в прямом направлении.

При движении по водной поверхности сила сопротивления пропорциональна скорости движения, поэтому на водной поверхности в зависимости от параметров инерцоида он может совершать либо только возвратно-поступательные движения без изменения общего положения центра масс в пространстве, либо двигаться в сторону силы тяги с наименьшей интенсивностью. В этом случае, по мнению скептиков, движение инерцоида опять же совершается исключительно за счет сил сопротивления внешней среды. Однако, по нашему мнению, роль силы трения в поступательном перемещении инерцоидов несколько преувеличена.

Во-первых: инерцоиды передвигаются поступательно, даже если принять меры по максимально возможному снижению трения в осях колес и в точках соприкосновения колес с твердой поверхностью опоры. Более того, при снижении трения эффект поступательного движения инерцоидов по твердой поверхности проявляется в еще большей степени. Это отмечают даже противники безопорного движения.

Инерцоид Толчина, например, преодолевает поперечные преграды, закручивает нить подвешенного коромысла, на котором уравновешены два инерцоида, поднимая все конструкцию вверх, передвигается по качели, не вызывая реакции отдачи, легко передвигается по гладкой твердой поверхности смазанной маслом, вращается на игле, поставленной на скамью Жуковского.

Следовательно, поступательное движение инерцоидов нельзя объяснить только эффектом храповика, т.е. за счет силы трения, сдерживающей его движение в одном из направлений больше чем в другом. Кроме того, количественные расчеты поступательного движения только за счет сил трения значительно отличаются от реальных параметров движения инерцоидов.

Во-вторых: в поступательном движении инерцоида кроме механизма несимметричного влияния на движение инерцоида сопротивления внешней среды в условиях проявления в противоположных направлениях одинакового импульса силы разной интенсивности задействован механизм несимметричного влияния центробежной силы инерции в противоположных направлениях.

Простой расчет показывает, что при разной угловой скорости вращения грузов в разных полуплоскостях импульс силы тем больше, чем больше их угловая скорость. Поскольку центробежная сила инерции пропорциональна квадрату угловой скорости, а линейная скорость движения грузов по окружности только первой степени угловой скорости, то при увеличении скорости вращения грузов происходит не только концентрация импульса силы во времени, но и его прямое увеличение прямо пропорциональное угловой скорости вращения (k = ω₂ / ω₁).

Поэтому при превышении инерционной составляющей движения инерцоида над силами сопротивления среды он может двигаться в прямом направлении не только по суше, но и по водной поверхности.

Таким образом, ситуация в которой инерцоид передвигается по воде и по суше в разных направлениях не может свидетельствовать об исключительной роли сил сопротивления внешней среды в поступательном движении инерцоида. Обратное движение инерцоида по воде обусловлено только трудностями получения мощного импульса в прямом направлении.

В-третьих, поскольку в поступательном движении инерцоида в среде в общем случае задействованы два разных физических механизма, то силами внешнего сопротивления можно объяснить только движение инерцоида в среде. В безопорном пространстве силы трения только препятствуют прямому поступательному движению инерцоида. Обратное движение инерцоида в водной среде и более интенсивное движение инерцоида по гладкой твёрдой поверхности, смазанной маслом, только подтверждает этот факт.

К сожалению, до настоящего времени опыты с инерцоидами в безопорном пространстве не проводились. Поэтому однозначно утверждать, что движение за счет силы инерции в принципе невозможно, по меньшей мере, некорректно.

Кроме того, природа сил инерции современной наукой не установлена, следовательно, утверждения скептиков о невозможности движения за счет силы инерции на сегодняшний день является абсолютно голословным. (Безопорным пространством здесь и далее будем условно считать вакуум (в его традиционном понимании), в котором также отсутствует и сила тяготения).

Если предположить, что явление инерции связано с взаимодействием материальных тел с мировой материальной средой, то замкнутой системой в чистом виде является только вся вселенная в целом. Поэтому никаких принципиальных запретов на поступательное движение инерцоидов в природе не существует (см. главу 1, ИНЕРЦИЯ И СИЛЫ ИНЕРЦИИ).

Г. И. Шипов в работе «Теория физического вакуума» М., Наука, 1997 г., а также в ряде своих статей предложил теоретическое обоснование безопорного движения. К сожалению, как и в большинстве современных теорий, упор сделан на феноменологическое и математическое (количественное описание явления). В работах Шипова есть ссылки на обнаруженные отклонения от механики Ньютона без разъяснения сути и причины этих отклонений. Введены некоторые небесспорные понятия, такие как «кручение пространства» и другие.

Г. И. Шипов

«Кручение пространства» наряду с эйнштейновской «кривизной пространства» является скорее философским и математическим понятием, чем физическим. Любое явление, которое пытаются объяснить, основываясь на формальных математических понятиях, оторванных от физики, не добавляют понимания физической сущности явления. Во всяком случае, большинством современных исследователей безопорное движение по-прежнему не признается, в том числе и после выхода в свет теории Г. И. Шипова.