Физика движения. Альтернативная теоретическая механика или осознание знания - Александр Астахов

Если в отсутствии веревки исключить камень, как силу, противодействующую руке, то рука вместо веревки должна воздействовать с тянущим усилием на саму себя, противодействуя собственному же центростремительному воздействию на камень. Однако если нет противодействия камня центростремительной силе руки, – значит, в соответствии с третьим законом Ньютона противодействовать нечему, т.е. нет и воздействующей силы руки на камень.

Если центробежная и центростремительная силы компенсируют друг друга внутри руки, то камень не должен вообще испытывать никакого воздействия. Но тогда камень должен двигаться по окружности фактически по «щучьему велению», т.к. в соответствии с первым законом Ньютона в условиях равновесия сил, эквивалентного отсутствию неуравновешенных сил, камень должен двигаться равномерно и прямолинейно.

При отсутствии веревки с классической точки зрения можно конечно утверждать, что тянущее усилие осуществляет рука, опять же исключая камень. Но тогда в цепочку взаимодействия необходимо вводить дополнительное тело, осуществляющее центростремительное усилие. Это может быть, например плечо или туловище. И так, казалось бы, можно сдвигать цепочку взаимодействия в сторону источника силы до бесконечности, каждый раз, исключая промежуточное передаточное звено: веревку, руку, плечо, туловище и принимая за источник центростремительного усилия следующее в цепочке взаимодействия тело.

Однако цепочка взаимодействий не может быть бесконечной. После исключения туловища источником центростремительной силы может быть только диаметрально противоположное вращающееся тело. Таким образом, источником центростремительной силы фактически является сила инерции, которая приложена к диаметрально вращающимся телам в разных диаметрально противоположных направлениях. Следовательно, либо реальной является сила инерции, порождающая реальную центростремительную силу упругости, либо силу упругости, порождаемую фиктивной силой инерции, также следует считать фиктивной!

Все эти алогизмы, на наш взгляд, происходят только из-за того, что в современной физике нет полной определенности в отношении физической реальности силы инерции.

Причиной инерционного воздействия на руку, безусловно, является камень. С этим соглашаются все классики теоретической механики. Однако по не совсем понятным причинам с точки зрения современной физики сила инерции для камня является фиктивной. Такая логика по сути дела означает, что если кусок масла соприкасается с хлебом, то на куске хлеба масло вне всяких сомнений является маслом, но в самом куске масла это же самое масло, в соответствии с логикой, применяемой в отношении силы инерции, является фиктивным, т.е. не существующим! В масле – нет масла, в камне нет камня?!

В соответствии с этой логикой сила инерции камня, минуя сам камень, может воздействовать только сразу на веревку или непосредственно на руку, что вообще противоречит всякой логике и третьему закону Ньютона. Таким образом, ни о какой ясности в определении явления инерции в классической физике, в том числе и в определении самого Зоммерфельда говорить не приходится.

Далее видимо для «лучшего» уяснения четкого представления о силе инерции, основанного на «ясном определении» Зоммерфельд предлагает в своей «Механике» следующую задачу (Задача 3 к главе II):

«II.3. Центробежная сила при увеличенной скорости вращения Земли

С какой скоростью должна вращаться Земля (тело на уровне её поверхности) для того, чтобы на экваторе сила тяжести и центробежная сила взаимно уничтожались? Какова была бы при этом продолжительность суток?»

Известно, что сила тяжести это сила, с которой Земля притягивает к себе тела, находящиеся в сфере действия ее поля тяготения. Совершенно очевидно, что сила тяжести действует на само тело, лежащее на поверхности Земли. Если тело лежит на опоре, то оно не будет двигаться радиально к центру Земли под действием силы тяготения, т.к. она компенсируется силой противодействия опоры. Для того же чтобы тело не двигалось к центру Земли и не оказывало давление на её поверхность вследствие соответствующего вращения Земли, оно должно вместо реакции опоры испытывать воздействие какой-то другой силы, которая в данном случае должна заменить силу реакции опоры.

Однако никакой другой силы, действующей на тело, в отсутствии опоры, кроме центробежной силы инерции в рассматриваемом случае нет. Следовательно, сила инерции тела должна реально воздействовать на само тело, т.е. должна быть приложена непосредственно к самому телу вместо реальной силы реакции опоры, что непосредственно следует и из вопроса, поставленного в задаче (выделено жирным шрифтом). Ведь «обычная» сила тяготения не может взаимно уничтожиться во взаимодействии с «фиктивной» центробежной силой инерции.

Г. С. Ландсберг. «Элементарный учебник физики», Том 1, ФИЗМАТЛИТ. 2004, стр. 267:

«Вследствие вращения Земли на ней также должна наблюдаться центробежная сила инерции (которой мы до сих пор пренебрегали). В §133 мы нашли, что центростремительное ускорение на экваторе равно 0,034 м/с2. Это составляет примерно 1/300 часть ускорения свободного падения g. Значит, на тело массы т, находящееся на экваторе, действует центробежная сила инерции, равная mg/ЗОО и направленная от центра, т. е. по вертикали вверх. Эта сила уменьшает вес тела по сравнению с силой притяжения Земли на 1/300 часть».

Как и в задаче Зоммерфельда, приведенной выше, для уменьшения силы тяготения, действующей на тело центробежная сила инерции должна действовать именно на то же самое тело, на которое действует и сила тяготения. Однако если у Зоммерфельда об этом открыто не говорится, хотя однозначно вытекает из логики физических взаимодействий, то у Ландсберга об этом сказано открытым текстом: «Значит, на тело массы т, находящееся на экваторе, действует центробежная сила инерции…».

Можно конечно сослаться на то, что речь идет о неинерциальной системе отсчета и центробежная сила в данном случае является фиктивной. Но как фиктивная сила может реально уменьшить вес тела, в какой бы то ни было системе?! Видимо только реально компенсируя силу тяготения, которая приложена непосредственно к телу по всему его объёму, т.е. в этом случае реальная сила инерции так же должна быть приложена к силе тяготения по всему объёму тела.

Это означает, что именно к телу, т.к. силы не могут взаимодействовать между собой непосредственно в отсутствие тел! Во всяком случае, ни сила тяготения, ни сила инерции без объекта взаимодействия просто не возникнут. Для силы тяготения ответным объектом взаимодействия, безусловно, является вращающееся тело. Следовательно, это же тело должно являться ответным объектом и для силы инерции. Однако классическая физика отрицает такую возможность.

Выше в §119, стр. 230 Ландсберг утверждает:

«Следовательно, шарик действует на нить с силой, также равной mV2/r, но направленной от центра. Эта сила приложена к нити (а не к шарику), и поэтому мы не принимали ее во внимание, когда рассматривали движение шарика».

Но нить-то рассматривается именно в связи с тем, что она имеет непосредственную связь с шариком, т.е. воздействие на нить одновременно является и воздействием на шарик. Иначе нам не было бы никакого дела до абстрактной практически невесомой нити. Хорошо когда есть явная механическая связь между взаимодействующими телами в виде нити или любого другого физического тела. А как быть, когда вместо нити движение тела по окружности происходит под действием силы тяготения?

Неужели же в этом случае следуя логике классической физики, мы должны считать, что сила инерции в инерциальной системе координат приложена непосредственно к силе тяготения, как к связующему физическому телу при механически связанном вращении?!

Однако для этого современная физика как минимум должна признать мировую материальную среду, т.к. тяготение не может осуществляться через вакуум (поле может быть только материальным). Кроме того, если допустить, что тяготение осуществляется через материальную среду, то для его нейтрализации сила инерции опять же должна реально воздействовать на элементы материальной среды, посредством которых осуществляется тяготение, в конечном итоге через само движущееся по окружности тело.

Механическая связь это, только канал, по которому осуществляется взаимодействие пространственно разделенных между собой тел. Суть взаимодействия, надо полагать, состоит именно в обмене энергии между самими взаимодействующими материальными телами. При этом не столь важно происходит ли это взаимодействие через какое-либо промежуточное звено в виде физического тела или при непосредственном контакте взаимодействующих тел.