Лекция аксиомы единства канарёв Ф. М. kanarevfm
Скачать 230.14 Kb.
|
ВТОРАЯ НОВАЯ ЛЕКЦИЯ АКСИОМЫ ЕДИНСТВА Канарёв Ф.М. kanarevfm@mail.ru ЗАБЛУЖДЕНИЯ ИСААКА НЬЮТОНА Анонс. Суть научных заблуждений Исаака Ньютона - в нарушении принципа выявления начала научного описания анализируемого процесса или явления. Описание движения тел он начал с равномерного движения, которое всегда является следствием начального ускоренного движения. В результате были разорваны причинно-следственные связи между последовательными фазами движения тел: ускоренного, равномерного и замедленного. ^ Лекционный зал белоснежного лайнера «Аксиома Единства» был заполнен искателями научных истин. В точно назначенное время появилась аксиома Единства и сообщила, что вторую лекцию она посвящает анализу научных заблуждений Исаака Ньютона. Динамика Ньютона – фундамент расчётов механических движений материальных точек и тел считалась полностью безошибочной в условиях присутствия в его первом законе явного противоречия, которое оставалось незамеченным более 300 лет. Первый закон Ньютона сформулирован следующим образом: «материальное тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока приложенные к нему силы не выведут его из этого состояния». Обратим внимание на то, что в первом законе обобщены две фазы состояния тела: статический покой и прямолинейное равномерное движение. Из опыта явно следует, что если тело находится в статическом покое, то сумма сил и моментов, приложенных к нему, равна нулю. В результате не совершается работа и не расходуется энергия на поддержание тела в состоянии покоя. Если же тело, автомобиль, например, движется прямолинейно и равномерно, то сумма сил, приложенных к нему также равна нулю, но не равна нулю работа, совершаемая этими силами, так как на поддержание автомобиля в состоянии прямолинейного и равномерного движения расходуется энергия. Из этого следует, что статический покой тела и его прямолинейное равномерное движение не эквивалентны, поэтому эти фазы состояния тела должны описываться разными законами. Далее, расход энергии на равномерное и прямолинейное движение тела, указывает на то, что эта фаза движения должна описываться математической моделью, содержащей силу, совершающую работу по такому перемещению тела. В результате математическая модель, описывающая прямолинейное и равномерное движение тела, должна позволять вычислять указанную силу. Однако в динамике Ньютона нет математической модели, описывающей прямолинейное равномерное движение тела и его равномерное вращение. В результате более 300 лет не рассчитывается сила, реализующая такие движения тела. Причина описанного заключается в том, что Исаак Ньютон не обратил внимание на главное – равномерное движение тела всегда является следствием его ускоренного движения. Поставив закон равномерного движения тела на первое место, он поставил следствие впереди причины и, таким образом, нарушил причинно-следственную связь между ускоренным и равномерным движениями тел. Вторую ошибку в описании движения тел допустил Даламбер, постулировав, что на ускоренно движущееся тело, действует сила инерции  , равная произведению массы  тела на его ускорение  и направленная противоположно ускорению  . Суть этой ошибки заключается в том, что сила инерции, направленная противоположно ускоренному движению тела, замедляет это движение не одна, а вместе с другими силами сопротивления движению, поэтому её величина не может равняться произведению массы тела на его ускорение .Начиная исправлять указанные ошибки динамики Ньютона, обратим внимание на то, что уже существуют электродинамика, термодинамика, аэродинамика, гидродинамика. Поэтому есть все основания назвать новую совокупность законов, описывающих механические движения тел механодинамикой [1]. 2. МЕХАНОДИНАМИКА Механодинамика - раздел теоретической механики, в котором устанавливается и изучается связь между движением материальных точек и тел, и силами, действующими на них. Основные модели реальных объектов в механодинамике - материальная точка и абсолютно твердое тело. В качестве материальных точек рассматриваются такие реальные объекты, у которых различиями в движении отдельных точек можно пренебречь. Если же этого сделать нельзя, то движение такого объекта рассматривается, как движение твердого тела. Абсолютно твердое тело - это совокупность материальных точек, расстояния между которыми не меняются со временем. Из этого следует, что материальная точка – частный случай твёрдого тела. Совокупность материальных тел, в которой они не могут двигаться независимо друг от друга, благодаря связям между ними, называется механической системой. Законы механодинамики базируются на фундаментальных аксиомах Естествознания: пространство и время абсолютны, пространство, материя и время не разделимы. Достоверность аксиом следует из очевидности их утверждений. Достоверность законов механодинамики, которые базируется на аксиомах, не очевидна и доказывается экспериментальным путём, поэтому законы механодинамики нельзя считать аксиомами, они – постулаты [1], [2]. ^ последовательность решения задач механодинамики Начало решения любой задачи механодинамики начинается с установления вида и фазы движения материальной точки, твёрдого тела или механической системы. Существуют следующие виды движений материальных точек, твёрдых тел и механических систем: прямолинейное, криволинейное, вращательное и сложное движения. Все виды этих движений имеют фазы. Первая фаза – ускоренное движение, вторая - равномерное движение и третья – замедленное движение. В некоторых случаях движение может состоять из двух фаз: ускоренного и замедленного. Например, тело, брошенное в поле силы тяжести вверх, имеет только две фазы движения: ускоренную и замедленную. После установления вида движения материальной точки, твёрдого тела или механической системы определяются фазы их движения. При этом надо помнить, что любое движение любого материального объекта начинается с фазы ускоренного движения, поэтому для получения полной достоверной информации о движении любого материального объекта надо начинать с анализа фазы его ускоренного движения. Для этого объект исследования изображается графически, упрощённо и к нему прикладываются векторы всех сил и моментов, действующих на этот объект в фазе его ускоренного движения. Первыми составляются кинематические уравнения движения объекта в фазе ускоренного движения и при наличии исходных данных определяются скорость и ускорение ускоренно движущегося объекта. Затем составляются векторные уравнения сил и моментов, приложенных к объекту в фазе его ускоренного движения. Если для решения задачи необходимо иметь проекции сил и моментов на координатные оси, то составляются уравнения сил и моментов, приложенных к объекту, в проекциях на оси координат. После этого начинается определение всех остальных механических показателей, характеризующих ускоренное движение объекта [1], [2]. ^ Многовековой опыт использования второго закона Ньютона, который появился в 1687г, показал его безупречную достоверность, поэтому у нас есть основания поставить его на первое место и назвать основным законом механодинамики [1], [2]. Согласно основному закону механодинамики, сила  , действующая на материальное тело, движущееся с ускорением  , всегда равна массе  тела, умноженной на ускорение и совпадает с направлением ускорения. (1)Чтобы отличать силу , формирующую ускорение, от других сил, назовём её ньютоновской силой. Она всегда совпадает с направлением ускорения , которое она формирует. А теперь обратим внимание на то, что математическая модель (1) основного закона механодинамики описывает лишь одну силу, которую мы называем ньютоновской силой. Она действует только при ускоренном движении тела. В этой модели нет других сил, сопровождающих ускоренное движение тела, поэтому мы не можем считать бывший второй закон Ньютона первым законом механодинамики. Это главная причина присвоения ему статуса основного закона механодинамики. ^ В 1743 г. Даламбер дополнил основной закон Ньютона (1) своим постулатом: в каждый данный момент времени на ускоренно движущееся тело действует сила инерции, равная произведению массы тела на ускорение его движения  . Эта сила направлена противоположно ньютоновской силе (1). Далее, он объявил принцип, согласно которому сумма сил, действующих на движущееся тело, в каждый данный момент времени равна нулю. Впоследствии этот принцип был назван принципом Даламбера.А теперь посмотрим, к чему приводит использование силы инерции, введённой Даламбером, и его принципа при описании ускоренного движения тела. Согласно Даламберу, сила инерции , действующая на ускоренно движущееся тело, равна ньютоновской силе  , движущей тело ускоренно, и противоположна ей по направлению. Если сумму всех сил сопротивления движению обозначить через  , то согласно принципу Даламбера, сумма сил, действующих на ускоренно движущееся тело, в каждый данный момент времени, равна нулю. В результате уравнение ускоренного движения тела в динамике Ньютона записывается так . (2)Абсурдность этого результата очевидна, но её игнорировали. Причина игнорирования противоречия, следующего из формулы (2), – непонимание физической сути силы инерции , которая всегда возникает и действует на тело противоположно его ускоренному движению. Суть этого непонимания заключается в том, что сила инерции, действующая противоположно ускоренному движению тела, тормозит это движение совместно с другими силами сопротивления, и каждая из сил сопротивления движению тела формирует его замедление со знаком противоположным знаку ньютоновского ускорения . Из этого следует, что силы сопротивления ускоренному движению тела равны произведениям массы тела на замедление, которое формирует каждая из сил сопротивления, в том числе и сила инерции. Обозначая замедление, формируемое силой инерции, символом  , а суммарное замедление, формируемое всеми остальными силами, символом  , и используя принцип кинетостатики, имеем неоспоримое уравнение сил, действующих на ускоренно движущееся тело.  . (2)И все противоречия исчезают. Представим эти силы, действующими на ускоренно движущийся автомобиль (рис. 1).  Рис. 1. Схема сил, действующих на ускоренно (OA) движущийся автомобиль При ускоренном движении автомобиля (рис. 1, b) на него действует ньютоновская сила , генерируемая его двигателем; сила инерции  , направленная противоположно ускорению  автомобиля и поэтому тормозящая его движение; суммарная сила всех остальных сопротивлений , которая также направлена противоположно движению автомобиля. В результате, в соответствии с принципом кинетостатики, имеем неоспоримое уравнение сил (2), действующих на ускоренно движущийся автомобиль (рис. 1, b).А теперь приведём формулировку первого закона механодинамики, который следует из анализа ускоренного движения автомобиля. Ускоренное движение тела происходит под действием ньютоновской активной силы и сил сопротивления движению в виде силы инерции , и механических сил сопротивления , сумма которых, в каждый данный момент времени, равна нулю. Из этого закона сразу следует следствие  , (3)которое формулируется следующим образом. ^ ускоренно движущегося тела равно геометрической сумме замедлений, формируемых силой инерции и другими силами сопротивления ускоренному движению тела . Сразу возникает задача – как определить сумму замедлений  , действующих на ускоренно движущийся, например, электропоезд? Надо установить между электровозом и вагонами поезда динамометр и записать его показания при ускоренном движении поезда, масса которого известна. Сила сопротивления ускоренному движению поезда, которую покажет динамометр, будет равна . (4)А теперь возникает задача определения инерциального замедления  , формируемого силой инерции при ускоренном движении поезда. Она решается просто. Надо записать показания динамометра  при равномерном движении поезда и учесть, что при равномерном движении поезда инерциальное замедление равно нулю  . Равномерному движению поезда сопротивляются все другие силы (механические, аэродинамические…), поэтому показания динамометра будут равны  . Из этого результата находим величину замедления, формируемую механическими и аэродинамическими силами  . Учитывая формулу (4), имеем величину замедления, формируемую силой инерции при ускоренном движении поезда . (5)Из этого следует, что коэффициенты механических сопротивлений ускоренному движению поезда, определённые до этого по показаниям динамометра, ошибочны, так как в их формировании участвовала и сила инерции. Её действие автоматически входило в показания всех приборов: динамометров, счётчиков электроэнергии и расходомеров топлива при ускоренном движении и таким образом искажались величины экспериментальных коэффициентов сопротивления движению. Если возникает необходимость получить функциональную зависимость силы от времени при ускоренном движении тела, то составляется и решается дифференциальное уравнение такого движения.  . (6)В проекции на ось ОХ уравнение (6) становится таким  . (7)Интегрируя, получим уравнение движения материального тела вдоль оси ОХ. После фазы ускоренного движения тела могут следовать фазы равномерного или замедленного движений. Например, при резком торможении автомобиля, движущегося ускоренно, сразу наступает фаза его замедленного движения. При подъёме тела, брошенного вертикально вверх в поле силы тяжести, его ускоренное движение также сразу переходит в замедленное, минуя фазу равномерного движения. Вторым законом механодинамики является закон, описывающий фазу равномерного движения. Необходимость постановки его на второе место следует из причинно-следственных связей между этими движениями. Равномерное движение тел всегда следует после ускоренного их движения. Второй закон механодинамики гасит: равномерное движение тела происходит под действием силы инерции , направленной в сторону движения, постоянной активной силы и сил сопротивления движению , сумма которых остаётся постоянной. Когда автомобиль начинает двигаться равномерно (рис. 2, b), то сила инерции автоматически изменяет своё направление на противоположное и сумма активной силы, силы инерции и силы сопротивления движению, остаётся постоянной, или в соответствии с принципом кинетостатики, равной нулю [1]. (8)Это и есть второй закон механодинамики – закон равномерного прямолинейного движения тела (бывший первый закон ньютоновской динамики). Таким образом, суть второго закона механодинамики заключается в том, что равномерное движение автомобиля (тела) обеспечивает сила инерции , а постоянная активная сила  , генерируемая двигателем автомобиля, преодолевает все внешние сопротивления . Сила постоянна потому, что автомобиль движется равномерно и его ускорение равно нулю  (рис. 2). Рис. 2. Схема сил, действующих на равномерно движущийся автомобиль |
Похожие:
 | Лекция аксиомы единства канарёв Ф. М. kanarevfm Теперь у них есть возможность присвоить эти названия зримым структурам осколкам ядер, которые оставляют следы в экспериментах на... | | Физический смысл тепла и температуры канарёв Ф. М. Десятая лекция... Происходит это потому, что элементарный носитель тепловой энергии – фотон существует в рамках Аксиомы Единства, а теоретики пытаются... |
| Лекция аксиомы единства канарёв Ф. М. kanarevfm Анонс. В 1831 году английский физик Майкл Фарадей открыл закон электромагнитной индукции – экспериментальный фундамент существующей... | | Новая первая лекция аксиомы единства Представим эту информацию в виде лекций главного судьи достоверности научных знаний – аксиомы Единства. Изучение цикла её лекций... |
| Эволюция теорий атома канарёв Ф. М. Четвёртая лекция аксиомы Единства Анонс Анонс. Формирование научных представлений о структуре атомов – наиболее сложный процесс познания микромира | | Лекция аксиомы единства канарёв Ф. М Природы начал рождать элементарные частицы и формировать материальный мир, состоящий из протонов, нейтронов и электронов, которые... |
| Вторая лекция аксиомы единства Анонс. Главный принцип научного поиска – установление начала формирования изучаемого физического процесса или явления | | Девятая лекция аксиомы единства Понятия тепло и температура самые неопределенные в современной науке. Физическая суть этих понятий определилась лишь в новой теории... |
| Комментарии читателей к дискуссии плазара с канарёвым канарёв Ф. М Чтобы прояснить ситуацию в понимании физической сути аксиомы «Единства пространства, материи и времени», мы обратились к нашим читателям... | | Седьмая новая лекция аксиомы единства Анонс. Научные достижения человечества по формированию, передаче и приёму электронной информации – фантастика, полученная, главным... |