Взаимодействие тел в эфирном пространстве обусловливает им равное и противоположное противодействие. 5 страница
Из формул (3.60) и (3.64) явствует, что единственным внешним силовым полем, которое может влиять на период колебания маятника, является гравитационное поле. В формулы входит напряженность гравитационного поля и, следовательно, только она определяет период колебания маятника при неизменной длине подвески, но с изменением способа его закрепления.
По логике рассуждения, принятой в ньютоновской механике, мы не можем перейти от (3.60) к (3.64), что и обусловливает как бы независимое существование в физике математического и физического маятников. Но такой переход должен наличествовать. Ибо это не две независимые формулы, отображающие различные движения маятника, а формализация одного процесса протекающего в различных условиях, определяемых формой его закрепления, а, следовательно, и взаимодействие маятника с гравитационным полем окружающего пространства. Формулы (3.60) и (3.64) отличаются на величину к, равную:
к = (1 +J/ml2)-1/2.
И создается впечатление, что эта величина к = const является постоянным параметром, поскольку включает в себя неизменные величины m, l, r. Поэтому предполагается, что между физическим и математическим (?) движением маятника существует некий необъяснимый скачок, например, типа квантового.
Однако более вероятно, что механизм взаимодействия маятника с гравиполем обусловливает возможность постоянного изменения к в зависимости от движения подвески и грузика относительно осей 3 и 5. Исходя из этого можно провести преобразования, изменяющие формализацию коэффициента к, и получить следующую зависимость:
к = (1 + r2/l2)1/2. (3.65)
И в числителе и в знаменателе дроби правой части (3.65) стоят радиусы грузика r и подвески l. Так как скорость вращения обода грузика равна произведению его радиуса на частоту, то в общем случае будем иметь для него скорость v1:
v1 = rω.
Откуда:
r = v1/ω. (3.66)
И для подвески:
l = v/ω1. (3.67)
Поскольку в формулах (3.66) и (3.67) частота ω имеет, в случае физического маятника, одинаковую количественную величину, то, подставляя (3.60) и (3.67) в (3.64), находим зависимость коэффициента к от скорости поворота обода ротора относительно поворота подвески:
к = (1+ v12/v2)-1/2. (3.68)
И окончательно формула (3.60)имеет вид:
ω = √g/l·(1 + v12/v2)-1/2. (3.69)
Формула (3.69) показывает, что период колебания маятника обусловливается отношением квадрата скорости его поворота v1 к квадрату скорости поворота подвески v, а потому при жестком закреплении грузика, когда его скорость относительно подвески v1 = 0, мы имеем дело с математическим маятником, который с началом свободного поворота грузика превращается в физический. А это позволяет посредством изменения жесткости закрепления грузика варьировать период колебания маятника, как в сторону возрастания, так и в сторону замедления, что кажется невозможным по механике Ньютона.
Эксперименты с изменяемой степенью свободы маятника (а это и названо маятником Крюкова), проведенные в 1988 г. в ЦАГИ В.П. Якуниным и Н.Г. Панферовым, показали, что изменение степени свободы с одной на две меняет частоту колебания маятника на величину, превышающую 30%.
Теоретически можно показать; что максимальный период достигается только тогда, когда коэффициент становится равным к = √2 = 1,414...
Формула (3.56) свидетельствует о безразличном положении подвески относительно горизонта, а потому эксперимент с изменением степеней свободы ротора-грузика может иметь множество разновидностей, как бы не имеющих никакого отношения к маятнику.
Один из вариантов вертикального закрепления роторов по обе стороны оси 5 описан в данной работе. Второй, не имеющий на первый взгляд никакого отношения к маятникам, предложен самим И. М. Крюковым и назван мною «Рамка Крюкова» [66]. Суть эксперимента заключается в следующем (рис. 36):
Внутри металлической рамки l, установленной на оси АВ в подшипниках, расположены планки 7 и 8 с грузиками 2, способными свободно перемещаться по планкам. Грузики с одной стороны прикреплены к боковинам рамки пружинами, а с другой имеют петли 3 и, передвигаясь, растягивают пружины до крючков 4, которые и удерживают пружины в растянутом положении. Крючки 4 тягами 6 соединены со спусковой кнопкой 9. Если в таком положении (грузики имеют одну степень свободы) рамку раскрутить вокруг оси АВ (сообщить ей определенный момент количества движения) и оставить ее вращающейся, то до останова пройдет две-три минуты.
Если же после раскручива-ния, нажать кнопку 9 то освобожденные грузики 2 под действием пружин устремятся к оси АВ (грузики получают две степени свободы). Пока они сходятся к оси, рамка раскручивается в соответст- Рис. 36. вии с «законом» сохранения ко-личества движения. Но достаточно грузикам перейти ось АВ, как вращение рамки мгновенно тормозится почти до полной ее остановки. Грузики раздеформируются. Момент их импульса нейтрализуется, количество движения уменьшается и сохраняется только момент импульса рамки. «Закон» сохранения количества движения как бы нарушается, поскольку система останавливается за счет «внутренних» сил.
Все вышеописанное позволяет сделать следующие выводы:
• маятник является гравитационным прибором, и характер его движения определяется способом деформации с гравитационным полем Земли:
• «физический и математический» маятники различаются эмпирически только количеством степеней свободы, а, следовательно, и способом взаимодействия с гравиполем.
3.6. «Инерциальные» и гравитационные
силы и массы
Постулирование классической механикой эквивалентности инерциальной и гравитационной масс при распространении на взаимодействия тел логически приводит к заключению, что эффект, вызываемый ускорением, экспериментально невозможно отличить от аналогичного эффекта, вызываемого гравитационным притяжением. Этот эффект, используемый Д. Эйнштейном в построении теории гравитации ОТО, предполагает возможность рассмотрения в течение малого промежутка времени и в пределах небольшой области пространства гравитационного поля как приблизительно постоянного и однородного. Вот как иллюстрируется принцип эквивалентности в работе [74]:
«Предстают себе космическую ракету, пролетающую так далеко от гравитирующих тел — звезд или планет, что гравитационные силы, действующие на ракету, ничтожно малы. Пусть мощность ракетных двигателей подобрана так, чтобы ускорение, с которым движется ракета, в точности равнялось ускорению свободного падения g. На космонавта, который сидит в ракете, действует единственная сила — реакция опоры со стороны кресла N. Именно эта сила сообщает космонавту ускорение: согласно второму закону Ньютона N = mg, где т – инертная масса космонавта. Космонавт помнит, что перед стартом, когда ракета стояла неподвижно на Земле, на него со стороны кресла действовала сила N, уравновешивающая силу притяжения к Земле, т.е. N' = m'g. И в том, и в другом случае у космонавта создавалось ощущение, что какая-то сила вдавливает его в кресло. Если т = т', то N = N'. Значит, если гравитационная и инертная массы совпадают, то и в том и другом случае космонавт должен испытывать совершенно одинаковые ощущения: т.е. он, закрыв наглухо иллюминаторы, не смог бы угадать — неподвижна ли ракета, но вблизи есть тело, создающее гравитационное поле с напряженностью g, или гравитационное поле отсутствует, но ракета движется с ускорением g».
И далее следует сильный вывод: «никакой локальный эксперимент, т.е. эксперимент, проводимый в малой части пространства, в изолированной лаборатории, не позволяет отличить гравитационное поле от ускорения».
Аналогичное утверждается и в популярной брошюре лауреата Нобелевской премии [13]:
«Представим себе, что мы захватили измерительные приборы, погрузились на межпланетный корабль и отправились путешествовать в мир звёзд. Быстро бежит время. Солнце уже стало похоже на маленькую звёздочку. Двигатель выключен, корабль далеко от притягивающих тел.
Посмотрим теперь, что делается в нашей летающей лаборатории. Почему весит в воздухе и не падает на пол, сорвавшийся с гвоздика термометр? В каком странном положении застыл отклонившийся от «вертикали» маятник, висящий на стене. Мы тут же находим разгадку. Предметы потеряли вес. (?? – А.Ч.)
Полюбовавшись на необычную картину, мы решили изменить курс. Нажатием кнопки включаем реактивный двигатель, и вдруг … предметы, окружающие нас словно ожили. Все тела, которые не были наглухо закреплены, пришли в движение. Маятник начал качаться и, постепенно успокаиваясь, пришёл в вертикальное положение, подушка послушно прогнулась под лежащем на ней чемоданом. Посмотрим на приборы, которые указывают, в какую сторону наш корабль начал движение. Конечно, оно направлено вверх. Приборы показывают, что мы выбрали движение с небольшим для возможностей корабля ускорением 9,8 м ⁄с2. Наши ощущения вполне обычны, мы чувствуем себя как на Земле (?? – А.Ч.). Но почему так? По-прежнему невообразимо далеко находится корабль от притягивающих масс, нет сил притяжения (?? – А.Ч.), а предметы приобрели вес (?? – А.Ч.).
Выпустим из рук шарик и измерим, с каким ускорением он падает на пол корабля. Оказывается, ускорение равно 9,8 м ⁄с2. Эту цифру мы только что прочли на приборах, измеряющих ускорение ракеты. Корабль движется с таким же ускорением вверх, с каким тела в нашей лаборатории падают вниз… .
Смысл наших наблюдений понять не трудно: на шарик, выпущенный из рук, никакие силы не действуют. Шарик движется по инерции (?? – А.Ч.). Это ракета движется с ускорением по отношению к шарику (?? – А.Ч.), и нам, находящимся в ракете, кажется, что шарик «падает» в сторону обратную направлению ускорения ракеты. Разумеется, ускорение этого «падения» равно истинному ускорению ракеты. Ясно также, что все тела в ракете будут падать «с одинаковым ускорением» (?? – А.Ч.).
(Авторы не замечают, что выпущенный на поверхности Земли шарик проходит за первую секунду путь в 4,9 м, а в ракете – 9,8 м. Это обусловлено качественно различным состоянием шарика. Над поверхностью он неподвижен и относительно пространства и относительно Земли, и ему надо приобретать ускорение. В ракете же, он уже движется с постоянным ускорением относительно пространства. И когда его отпускают – он теряет ускорение. Т.е. всё наоборот, имеет место качественно различные эффекты. А разница в пройденном за секунду пути, сразу же свидетельствует о движении ракеты в космическом пространстве.)
Из всего сказанного мы можем сделать интересный вывод. В ускоренно движущейся ракете тела начинают «весить» (точно они ничего не весят в ракете движущейся без ускорения – А.Ч.). При этом сила притяжения направлена в сторону, противоположную направлению ускорения ракеты, а ускорение свободного «падения» равно ускорению движения ракетного корабля. И самое замечательное то, что практически мы не можем отличить ускоренное движение системы от соответствующей силы тяжести (?? – А.Ч.). Находясь в космическом корабле с закрытыми окнами, мы не могли бы узнать, покоится он на Земле или движется с ускорением 9,8 м ⁄с2 (?? – А.Ч.). Равноценность ускорения и действия силы тяжести называется в физике принципом эквивалентности».
Уверенную аргументацию авторов, физиков-экспериментаторов и теоретиков по профессии, достаточно легко опровергнуть, предложив им провести простой эксперимент с маятником, помещенным вместо ракеты в обыкновенный лифт, движущийся с постоянным ускорением (этот, достаточно простой, эксперимент по замене ракеты лифтом, почему-то, физики в упор не замечают – А.Ч.).
В своем движении лифт, изменяя положение точки закрепления маятника по высоте, а вместе с ней и напряженность внешнего гравиполя, воздействует на деформацию и раздеформацию тела-маятника, и, следовательно, на процесс перехода потенциальной энергии в кинетическую и наоборот. Отсутствие данного перехода приводит к быстрому затуханию колебания маятника. Поэтому в своем колебании в лифте тело маятника будет проходить один первый такт. Второй — раздеформация — зависит от численной величины ускорения и при ускорении, превышающем проекцию амплитуды на вертикальную составляющую, наблюдаться не будет, что и зафиксирует наличие в кабине лифта «инерциального» поля. Таким простейшим способом не только космонавт, но и лифтер может достаточно быстро убедиться в том, что имеет дело не с мощным внешним гравитационным полем, а с движущейся ускоренно «изолированной» лабораторией.
Убеждение, что сила инерции и сила тяготения есть разные, но сводимые друг к другу силы, лежит в основе всех гравитационных теорий и сопровождается предложением иных мыслимых экспериментов, как бы подтверждающих принцип эквивалентности и способных создать условия, при которых силу тяготения невозможно отличить от силы инерции. Так в работе [89] предлагается следующий опыт по его подтверждению:
«Представим себе совершенно закрытый вагон, который движется по горизонтальному полотну дороги с постоянным ускорением (рис. 37, 1). В таком вагоне отвес будет отклоняться от направления, которое мы на Земле называем вертикальным. Равнодействующая силы инерции и силы тяжести отклонит отвес к задней стенке вагона. В вагоне все будет так, как если бы вагон поднимался с постоянной скоростью в гору (рис. 37, 2). А величина силы тяжести равнялась бы сумме действительной сил тяжести и силы инерции в ускоренном, но горизонтально движущемся вагоне(понятно, что надо брать геометрическую сумму векторов). Так как в обоих случаях все тела получают совершенно одинаковые ускорения, нельзя узнать, чтопроисходит с вагоном на самом деле: движется он равномерно в гору при увеличении силы тяжести или ускоренно по ровному месту, если пользоваться только приборами, регистрирующими вес, и не знать подлинной величины силы притяжения к Земле. Если за окнами будет темно, то никакого способа различить силы, нет. Сила притяжения к Земле и сила инерции проявят себя как физически тождественные».
Данная задача сформулирована более хитро, чем эксперимент с ракетой, хотя заключение столь же категорично — нет способов различения инерции и гравитации. Автор за-дачи — теоретик помнит, что при движении с ускорением а вес тела меняется, и при длительном наблюдении в ускоренном вагоне это изменение будет зафикси-ровано. Вот почему нельзя пользоваться весами. По этой же причине второй вагон не стоит наклонно, а движется в гору с постоянной скоростью. В нем тоже будет Рис. 37. наблюдаться эффект уменьшения веса.
Поскольку в классической механике свойства не зависят друг друга, то иных способов обнаружения состояния движения больше не предлагается, хотя таких способов множество. Простейший из них позволяет обнаружить движение вагона с ускорением с помощью обыкновенного метра. Для этого достаточно, оказавшись в вагоне, замерить расстояние h от пола до грузика отвеса. Подождав некоторое время, повторить замер, и если обнаружится изменение h, то, значит, вагон движется с ускорением. Если h осталось неизменным, вагон с равномерной скоростью поднимается в гору.
Более сложные эксперименты, например, с помощью зеркала и зайчика от направленного на него и отраженного на отдаленный экран луча света или с помощью интерферометра Майкельсона, позволяют, находясь в закрытом вагоне, визуально наблюдать его перемещение с ускорением в сантиметрах и даже в долях миллиметра, т.е. с меньшим, чем развивает улитка.
Чем же обусловлены столь серьезные заблуждения в понимании сути физических процессов, связанных с движением тел?
Эти заблуждения определяются постулативнымхарактером начал механики, отсутствием системной взаимосвязи между свойствами, полным совпадением результатов многих теоретических расчетов элементов движения с экспериментальными данными и некоторой предсказательной способностью механики. В частности, при описании движения наличествуют следующие явные и неявные постулаты:
• рассматриваются отдельные свойства тел и их изменение при движении, а не взаимосвязанное изменение всех свойств;
• произвольно разделяются массы на инертную и гравитационную, что искусственно раздваивает силы на инерциальные и гравитационные;
• предполагается тождественность тел в покое и движении;
• движение тела отрывается от эфирного пространства и гравитационного поля;
• постулируется неизменность и независимость пространства от тел, которые в нем движутся;
• предполагается возможность существования скорости без ускорения, отсутствие зависимости, как между ними, так и с движущемся телом;
• постулируется относительность прямолинейного и равномерного движения;
• вводятся (постулируются) искусственные инерциальные системы отсчета;
• и самое главное — отсутствует представление о том, чтотело, неподвижное относительно пространства, качественно отличается от того же движущегося любым способом тела. И это отличие всегда можно зафиксировать приборами, находящимися внутри него.
Проиллюстрирую как, базируясь на вышеперечисленных постулатах, возникает неадекватное природе представление о сущности движения.
Сначала отмечу, что не все из перечисленных постулатовисторически принадлежат Ньютону. В частности, у него отсутствует понятие «инерциальные системы отсчета» как абстрактное «геометрическое и кинематическое определение, заключающее в себе нереалистическую идеализацию» [90] и описание событий в терминах этого понятия. В своей механике Ньютон использовал представление о коперниковой системе, отображающей реальное физическое пространство — вместилище, заполненное эфиром. Такое представление до некоторой степени напоминает понятие о месте Аристотеля. И именно поступательное движение тела относительно пространства, эфира и тел, находящихся в них без взаимодействия с первыми, становится у него движением по инерции. Неинерциальным оставалось движение с ускорением, и только потому, что оно обусловливалось либо воздействием внешних сил, либо вращением.
Введение последователями Ньютона представления об инерциальных системах отсчета стало деформацией ньютоновской механики, превращало эти системы в самостоятельные сущности, делало излишним представление о физическом пространстве и совсем ненужным понятие «эфир». Первым это заметил и сразу же отбросил эфир, как и эфирное пространство — Эйнштейн, сначала заменив пространство как реальность пустотой и координатными мнимостями, а затем инерциальными системами отсчета. И поэтому в современной физике вещественное пространство описывается не как телесное образование, взаимодействующее со всеми телами, а как абстрактное пустое вместилище, заполненное не взаимодействующими с пространством полями и телами.
В теории функции инертного пустого пространства приписаны мыслимым инерциальным системам отсчета.Прямым следствием введения инерциальных систем оказался произвольный отрыв движения тела от вещественного пространства и превращение последнего в инерциальную, первичную систему отсчета (в которой можно поместить неподвижного наблюдателя), а тела - во вторичную систему отсчета (в нее усаживается движущийся наблюдатель). Наблюдателей, как дополнение к инерциальным системам отсчета, впервые использовал Мах.Естественно, чтонаблюдатель понимает наблюдаемое событие не таким, каким оно происходит в природе, а таким, каким оно должно быть по той теории, приверженцем которой является ученый, посадивший этого наблюдателя (не случайно А.А Денисов наименовал их «зеваками» [91]). Являясь исполнителями субъективных устремле-ний ученого, они как бы выполняют функцию «независимого прибора», подтверждающего предлагаемые посылки, и потому наблюдатель в тележке не должен замечать взаимодействия движущегося тела с вещественным пространством, что до него и за него делает автор теории, превращая субъективные домыслы в «реальную» действительность и демонстрируя кажущуюся относительность этого движения.
Приведу еще один пример описания поступательного движения с ускорением тележки (вторичной системы) относительно инер-цииальной коперниковой первичной системы отсчета. По горизонтальным рельсам с пренебрежительно малым трениемкатится тележка (вторичная система отсчета), увлекаемая закрепленном на блоке грузом (рис. 38). На тележке массой т установлен отвес массой т'. Опуска-емое под действием притяжения Земли тело М сообщает тележке постоянноеускорение. При этом отвес отклоняется в сторону, противоположную ускоре-нию на угол α. Величинаотклонения Рис. 38.угла α определяется однозначно ускорением тележки относительно инерциальной системы отсчета и остается неизменной в последующем (Вопрос: аскорость? – А.Ч.).
В этом рассуждении замаскирована ошибка. Оназаключается в том, что тележка движется не относительно абстрактной инерциальной системы отсчета, а относительно Земли. И если относительно мыслимой системы отсчета, с которой тележка, естественно, не взаимодействует, она кажется движущейся с постоянным нарастанием скорости, не влияющей на ее физическое состояние (не меняющей ее качество). То при движении с постоянным ускорением по поверхности Земли изменение скорости движения сопровождается реальным изменением взаимодействия тележки с Землей, которое и вызывает соответствующее изменение угла отклонения отвеса α, т.е. фиксируется новое качество тележки.
Ошибочная форма понятийного описания ускоренного движения определила, в свою очередь, порядок математического доказательства неизменности ускорения α. Покажу, как оно логически проводится. Сначала определяется масса тележки с отвесом M'.
М' = т' + т.
Уравнение движения под действием силы натяжения нити F записывается в виде:
М° = Mg – F, где M'a = F.
Исключив из этих уравнения F, найдем ускорение а:
а = Mg/(М + М°) = kg,
где k = М/(М + М°) = const ?
Полученный некорректный результат однозначно подтверждает принятый постулат о неизменности ускорения а и полное отсутствие взаимодействия с окружающим пространством движущихся тел (тележки с отвесом). Поскольку k определяется делением «неизменных» (?) масс (отмечу, что и массы изменяются, что не учитывается в данных рассуждениях), то он остается неизменным всегда, а вместе с ним остается постоянной величиной и ускорение а и сила инерции Р = М°а.
Теперь задачей наблюдателей становится подтверждение «математически доказанной» неизменности ускорения и силы инерции, а, следовательно, и относительности движения с постоянным ускорением. Вот как они справляются с этой задачей.
С точки зрения «неподвижного» наблюдателя (рис. 38а.): Поскольку отвес отклонен на постоянный угол а (это некорректно «доказывается» математически, но не экспериментально), он движется вместе с тележкой с постоянным ускорением а. Происхождение движения обусловлено действием на массу отвеса т силы та в горизонтальном направлении. Если F' сила натяжения нити отвеса, то горизонтальная составляющая F'·sinα должна равняться та. То есть у неподвижного наблюдателя даже мысли не возникает об экспериментальной проверке истинности математического доказательства. И он оперирует теми же математическими аргументами, основанными на постулате о том, что масса движущегося тела остается неизменной и в покое и в движении.
С точки зрения движущегося наблюдателя, отслеживающего как (предполагаемое теоретиком неизменное) отклонение отвеса на угол α, так и перемещение тележки относительно Земли, констатируется, что, поскольку отвес отклонен и покоится относительно тележки (то, что отвес покоится в движущейся с ускорением тележке, — тоже домысел теоретика), сумма всех действующих на него сил равна нулю. На отвес под углом друг к другу действуют сила земного тяготения F = mg и сила натяжения нити F'. Их сумма компенсируется силой Fо = – та (рис. 38б.), равной по величине и противоположной по направлению сумме сил F' и mg, и наблюдатель движущийся «...в вагоне с наглухо закрытыми окнами... мог бы следить за движением отвеса, но ничего не знал бы о движении вагона.
Не зная, движется ли вагон с ускорением относительно коперниковой системы отсчета (точнее, не представляя физического механизма движения с ускорением – А.Ч.), движущийся наблюдатель не мог бы утверждать, что отклонение отвеса объясняется действием сил инерции. С таким же основанием он мог бы предложить и другое объяснение: вагон на рельсах закреплен неподвижно, но к нему справа приблизилась большая масса, сила тяготения которой и вызвала отклонение отвеса. Возможность двоякого истолкования поведения отвеса наблюдателем в вагоне с наглухо закрытыми окнами является следствием эквивалентности сил инерции и сил тяготения», — утверждает вслед за предыдущими авторами профессор Хайкин [92].
И возвращаясь к движущимся вагонам (см. рис. 37), еще раз отмечу, что классическая механика рассматривает движение вагона с одним и тем же линейным прибавлением скорости независимо от внешнего пространства и гравитационного поля. По ней вагон, движущийся с постоянным ускорением по горизонтальной поверхности, и отвес в нем не взаимодействуют с гравиполем Земли и не испытывают никаких физических изменений, оставаясь тождественными своему состоянию покоя. И далее. Поскольку грузик отвеса взаимодействует с вагоном только через подвеску, то при ускоренном движении вагон постоянно «уходит» (?? – А.Ч.) из-под отвеса на одну и ту же величину, которую фиксирует угол α. Поэтому при неизменном линейном ускорении угол α остается постоянным. Для тела же, находящегося в вагоне, стремление вагона «уйти» из-под него фиксируется как инерциальная сила, действующая по горизонтали в направлении, противоположном движению вагона. Векторная сумма инерциальной и гравитационной сил остается неизменной для ускоренного движения, но вес уменьшается с возрастанием скорости по поверхности Земли, вызывающей появление силы, направленной вертикально вверх. И эти механистические фантазии называются классической механикой.
Неизменность веса при ускорении и не связанное с ускорением уменьшение его же с возрастанием скорости и демонстрирует независимость ускорения от скорости и отсутствия связи между ними и гравитационным полем пространства. Ускорение само по себе становится основной сущностью, не зависящей от пространства, и затушевывает тот факт, что ощущаемое нами ускорение есть следствие взаимодействия с гравиполем Земли. В механике оно отражает только наблюдаемое изменение скорости за единицу времени относительно поверхности. И связано только со скоростью перемещения. Скорость же, в свою очередь, жестко связана с напряженностью гравиполя, и именно гравиполе определяет механизм поведения тел. Рассмотрим этот механизм.
Прежде всего, движение тела-грузика в некотором направлении во внешнем гравиполе вызывает возрастание напряженности внешнего гравиполя, последнее сжимает грузик так же, как сжимается тело при падении. Деформация грузика сопровождается появлением силы F° направленной в сторону, противоположную возрастающей напряженности. Именно сила, обусловленная возрастающей деформацией движущегося с постоянным ускорением тела, является силой инерции. А изменившаяся напряженность собственного гравиполя тела есть наблюдаемое ускорение с обратным знаком.
Сила инерции Fо может быть рассчитана по уравнениям классической механики следующим образом. Поскольку грузик отвеса увлекается с постоянным ускорением а, деформация грузика сопровождается появлением силы Fо, направленной в противоположную сторону, то за промежуток времени t он приобретет скорость v' равную:
v' = vо + аt, (3.70)
где vо – начальная скорость вагона (грузика).
Напряженность внешнего гравиполя на поверхности Земли определяется уравнением:
g = v2/R,
где v – первая орбитальная скорость.
Грузик, двигаясь по поверхности, будет менять свою напряженность g' по такому же закону:
g' = v'2/R. (3.71)
Или, подставляя в (3.71) значение v' из (3.70):
g' = (vо + аt)2/R, (3.72)
где g' и есть то ускорение (собственная изменяемая напряженность гравиполя тела), которое определяет количественную величину силы инерции Fо. В отличие от изменяющегося линейно ускорения а ускорение g' возрастает по параболическому закону и вместе с ним возрастает сила Fо: Fо = mg'.
Сила Fо направлена против движения вагона и потому постоянно отклоняет грузик в этом направлении, последнее вызывает постоянное возрастание угла α. Именно изменение угла α можно замерить метром, транспортиром многими другими приборами и тем самым зафиксировать все особенности движения вагона с постоянным ускорением.
Таким образом, при движении по поверхности Земли с одним и тем же ускорением a фактическое ускорение g', обусловленное изменением напряженности гравиполя тела под действием гравиполя земли, будет постоянно возрастать, а вместе с ней и горизонтальная сила Fо, действующая на отвес.
Дата добавления: 2015-02-19; просмотров: 901;