Navigation




Проблемы математической физики IV

2010-07-15, Естествознание , В. Зуев

,

Представляя тела абстракциями, классическая механика при утверждении закона сохранения импульса тела вводит такие понятия, как изолированное тело и замкнутая система тел. В таком представлении тел, для изолированного тела закон сохранения импульса является очевидным следствием второго закона Ньютона. На этом основании классическая механика с абсолютной очевидностью утверждает, что если на тело не действуют никакие силы, то его скорость, а значит, и импульс остаются постоянными; а если действует сила F=F(t), то изменение импульса тела как целого равно импульсу силы:

Третий закон Ньютона при взаимодействии двух тел.

Оставим пока в покое первую часть утверждения относительно сохранения импульса тела, а рассмотрим его вторую часть - относительно изменения импульса силы.

Соотношение (7) представляет собой дифференциальную форму второго закона Ньютона, записанного относительно импульса тела (mV). Но, как указывалось выше, для реальных тел Природы дифференциальная форма второго закона Ньютона не верна, а поэтому уравнение (7) является ошибочным, т.е. изменение импульса тела как целого в любой момент времени не равно импульсу силы в этот момент времени. В частности, при постоянной действующей силе F классическая механика утверждает, что изменение импульса тела как целого равно импульсу силы:

Изменение импульса тела.

Это утверждение справедливо для идеальных тел (абстракций), с которыми имеет дело современная классическая механика и которые не обладают временем задержки (Δtз) начала изменения состояния движения тела как целого. Для любого реального тела, обладающего массой, это соотношение ошибочно, т.к. обладает временем задержки (Δtз) начала изменения импульса тела как целого. В промежутке времени Δtз с момента начала действия силы импульс тела как целого остаётся постоянным, а изменение его Δ(mV) пропорционально времени (Δt-Δtз), т.к.

Изменение импульса тела с учетом времени задержки.

На этом основании можно утверждать, что любое реальное тело, обладающее массой, оказывается связанным с пространством временем Δtз данного тела, т.к. любая сила, действующая на тело в промежутке времени Δt<Δtз не изменит импульса тела как целого. Последнее утверждение имеет ключевое значение, т.к., согласно ему, любое реальное тело, обладающее массой, не является изолированным, а понятие «изолированное тело», введённое классической механикой в представлении реальных тел абстракциями, является также абстракцией.

Связь реальных тел с пространством может быть усмотрена также из следующего. В первой части данной статьи упоминалось, что пространство в целом обладает временем задержки Δtз=∞. Реальное тело, обладая временем задержки Δtз, должно содержать в себе часть пространства.

И наоборот, тело, не обладающего временем задержки, не должно содержать в себе пространства, т.е. должно быть абсолютно твердым, изолированным телом, но таких тел, доступных для наблюдения, Природа нам не предоставила. Итак, реальные тела Природы не являются абсолютно изолированными телами, они оказываются связанными с пространством.

Учитывая этот факт, можно предположить, что закон сохранения импульса отдельного тела не является так очевидным, как утверждает классическая механика, т.к. при доказательстве его справедливости необходимо рассматривать тело в связи с пространством, а это влечёт за собой знание природных принципов образования и движения тел в пространстве. Рассмотрение этих вопросов, как и других следствий, вытекающих из этой изначальной статьи, в своём содержании выходит за рамки данной статьи и могут быть рассмотрены в последующих статьях при проявлении интереса читателей.

Более важным в практическом отношении является вопрос о законе сохранения импульса системы тел. Перейдём к рассмотрению этого вопроса.

Представляя реальные тела Природы абстракциями, классическая механика для нескольких взаимодействующих тел вводит понятие «замкнутая система тел». Для такой замкнутой системы тел закон сохранения импульса является прямым следствием второго и третьего законов Ньютона. Рассматривая замкнутую систему, состоящую из нескольких абстрактных тел (материальных точек), и опираясь на абсолютную достоверность второго и третьего законов Ньютона, классическая механика утверждает закон сохранения импульса замкнутой системы тел;

Закон сохранения импульса замкнутой системы тел.

При выводе уравнения (10) для каждого из тел замкнутой системы, представленного абстракцией (материальной точкой), было составлено уравнение второго закона Ньютона относительно импульса тела:

Второй закон Ньютона относительно импульса тел.

Складывая эти уравнения, в левой части получается производная по времени от суммы импульсов всех тел системы, или от полного импульса системы, а в правой - сумма всех сил, действующих в системе между телами. По третьему закону Ньютона: Fik=-Fkj. Поэтому полная сумма сил в замкнутой системе равна нулю.

В результате получается уравнение закона сохранения импульса (10).

Все эти рассуждения являются достоверными, а соотношение (10) безошибочным для замкнутой системы идеальных тел (абстракций).

Как было показано во второй части данной статьи, уравнение второго закона Ньютона (11) для реальных тел является ошибочным, т.е.:

Ошибочность второго закона Ньютона для реальных тел.

Непосредственное измерение сил взаимодействия между реальными телами системы показывают, что Fik=-Fkj т.е. полная сумма сил в системе реальных тел также равна нулю.

Рассматривая систему реальных тел, каждое из которых обладает временем задержки начала изменения состояния движения тела, как целого и, учитывая ошибочность уравнения (11) для каждого из тел, получим, что в общем случае

Изменение импульса скорости тел в замкнутой системе.

это значит, что система реальных тел не является замкнутой с точки зрения импульса этой системы.

К такому же выводу можно прийти из того факта, что реальные тела, из которых состоит система, не являются изолированными. Если в систему входят тела, каждое из которых связано с пространством и не является изолированным, то система в целом также оказывается связанной с пространством, т.е. не является замкнутой. В таком случае различий между отдельным реальным телом и системой тел с этой точки зрения не существует. Как указывалось в первой части статьи, реальное тело может быть представлено как скопление в определённых связях частиц или групп частиц в пространстве, причём эти частицы и группы частиц отделены друг от друга пространством. Другими словами, любое реальное тело может быть представлено как система тел. В принципе то же самое представляет собой система нескольких реальный тел. Итак, неравенство (13) предполагает отсутствие замкнутых систем в пространстве с точки зрения закона сохранения импульса этих систем, а это дает основание предположить возможным изменение полного импульса системы тел за счёт «внутреннего» взаимодействия тел системы.

В качестве мысленного примера может быть рассмотрена система тел Земля - человек. Классическая механика утверждает, что человек, шагая по Земле, каждым своим шагом изменяет импульс Земли в целом так, что общий импульс этой системы в пространстве остаётся постоянным. Это утверждение является достоверным, если Землю считать абсолютно твёрдым телом. В действительности Земля не является таковым и потому обладает временем задержки Δtз начала изменения состояния движения. Это время много больше времени взаимодействия (время одного шага) человека с Землёй, поэтому с каждым шагом человека Земля как целое тело не «успевает» изменить свой импульс в пространстве, а внутри её от каждого шага будут распространяться упруго-пластические деформации. Поскольку Земля как тело в целом не изменяет своего импульса, а человек изменяет свой импульс в пространстве, то система человек - Земля (их центр тяжести) в целом изменяет свой импульс в пространстве.

Приведённый пример является мысленным, но весьма убедительным. Изложенные здесь факты относительно отсутствия в Природе изолированных тел и замкнутых систем дают основание предположить принципиальную возможность и практическую осуществимость системы тел с таким характером взаимодействия внутри системы, что эта система как целое будет изменять своё состояние движения в пространстве без изменения тяжёлой массы системы. При этом сила, которая способна изменить импульс такой системы в пространстве, оказывается приложенной к системе со стороны пространства. Другими словами, при определённом характере взаимодействия тел «внутри» системы, в пространстве, связанном с этой системой, может быть получено такое его (пространства) состояние, которое действует на данную систему и сопровождает её движение в пространстве до определённого предела. Но об этом и многом другом (нетрадиционном) в последующих статьях при проявлении интереса читателей.

По аналогии, распространяя эти рассуждения на закон сохранения механической энергии, можно предположить аналогичные выводы.

Проблемы математической физики I
Проблемы математической физики II
Проблемы математической физики III
Проблемы математической физики IV
Проблемы математической физики V

Журнал «Инженер», Наука, техника, производство, образование. гл. ред. К.М. Емельянова. «Проблемы классической математической физики в познании процессов природы» В. Зуев. стр. 6-10. Москва, ноябрь 2009. 40 с.

Другие статьи на подобные темы:
Автомат системы Барнарда
Физика — наука не точная
Первый комплект преобразований СТО
Проблемы математической физики I
Заменитель третьей педали


Теория происхождения культурных растений

2016-10-15, Естествознание, Светлана Аксенова,

Основоположник российской селекции Николай Иванович Вавилов родился в 1887 г. в Москве. С юных лет его интересовала окружающая природа. Ещё будучи студентом Московского сельскохозяйственного института, он занимался проблемой иммунологии растений. Впоследствии Н.И. Вавилов много путешествовал, собирая коллекции различных культурных растений и общаясь с видными учеными Англии, Франции, Германии. Неоднократно он ездил с научной целью в Азию — Иран, Бухару, Афганистан, бывал на Кавказе. На основе собранных коллекций семян и гербариев Н.И. Вавилов готовил серьезный обобщающий труд по селекции и генетике растений.

Подробно


Биоценоз и экосистема

2016-04-21, Естествознание, А.В. Ганжина,

На основе биотических взаимоотношений создаются сообщества растительных и животных организмов — биоценозы.

Подробно


Теория отражения

2016-04-07, Естествознание, Константин Платонов,

Любой живой организм беспрерывно взаимодействует с окружающей средой, в результате чего происходит его развитие.

Подробно


Структура периодической таблицы химических элементов

2016-03-13, Естествознание, Н. Ахметов,

Химию можно определить как науку, изучающую вещества и процессы их превращения, сопровождающиеся изменением состава и строения. В химическом процессе происходит перегруппировка атомов, разрыв химических связей в исходных веществах и образование химических связей в продуктах реакции. В результате химических реакций происходит превращение химической энергии в теплоту, свет и пр.

Подробно


Периодическая система химических элементов

2016-04-01, Естествознание, Светлана Аксенова,

Дмитрий Иванович Менделеев родился в г. Тобольске 8 февраля 1834 г. Окончив в 1855 г. Главный педагогический институт в Петербурге, он служил учителем гимназии в г. Одессе. В 1857 г. Менделеев вернулся в столицу, а с 1865 г. получил профессорскую должность в Петербургском университете.

Подробно


Точка зрения администрации сайта может не совпадать с мнением авторов.
2010-2017 © Анидор
Любое использование материалов сайта, полностью или частично, разрешается только с согласия правообладателя.
Если Вы обнаружили опечатку или неработающую ссылку, просьба сообщить администрации сайта.