Часть 8. Тепловая энергия 8.1 В сосуде, помещённом в вакуум, находится газ под давлением. Он занимает определённый объём и имеет определённую температуру. Через отверстие в сосуде газ под давлением вытекает наружу. Его объём увеличивается, а температура падает. По существующему закону термодинамики молекулы свободно перемещаются в газе, поэтому, вытекая из отверстия, они силой давления должны ускорить своё движение, и газ должен нагреться по закону увеличения температуры при увеличении кинетической энергии молекул. По современной теории термодинамики тепловая энергия это хаотическое движение молекул с некоторой скоростью, чем выше скорость молекул, тем выше температура тела. Естественно, молекулы движутся без сопротивления среды, в которой они существуют, иначе тело остывало бы не отдавая тепло пространству. На молекулы воды океана действует сила гравитации, поэтому на дне кинетическая энергия молекул будет больше, чем на поверхности. Солнце в дневное время нагревает поверхностные молекулы океана, они увеличивают скорость, которая еще больше увеличивается под действием силы гравитации. За ночь успеют охладиться только верхние слои океана и, когда наступит день, они снова нагреются. Нижние же молекулы будут все время повышать свою кинетическую энергию за счет силы гравитации. Очень скоро вода в океане должна была бы закипеть. Следовательно, тепловая энергия это не хаотическое движение молекул. 8.2 Тепловая энергия – это энергия дефекта масс. Если сжимать газ со всех сторон, то расстояние между ядрами уменьшается и выделяется тепловая энергия дефекта масс в виде сферы точечных сил. Выясним, каким образом обогревается тело. Объем ядер составляет лишь ничтожную часть общего объема тела. Поток тепла пройдет сквозь тело не обогрев его. Поток тепла обогревает упругое поле пересечения силовых линий, насыщая его внутренней тепловой энергией. 8.3 Существует такое расстояние между молекулами газа, при котором упругое поле данного вещества насыщенно тепловой энергией до предела. Упругое поле газа может принять, тепловую энергию, но она будет избыточной. Эта излишняя тепловая энергия может совершать работу, либо отдавать тепло в пространство в виде силовых сфер. Некоторая масса газа занимает некоторый объем пространства. Давление в центре наибольшее, а расстояние между молекулами увеличивается от центра до поверхности газа. Пусть в инерционной системе находится газ, некоторой массы, в центре которой расстояние между молекулами равно . Будем сжимать газ со всех сторон, насыщая его тепловой энергией. Наступит такой момент, при давлении , когда расстояние между молекулами станет равным . Это произойдет при объеме . Теперь давление в любой точке газа будет равно . Тепловая энергия газа будет равна , а температура . Параметры , , и - начальные параметры, при которых начинают действовать законы термодинамики. Назовем эти параметры естественными для данной массы газа. Тепловая энергия упругого поля газа не отдает тепло в пространство. Внешнему давлению противостоит сила упругости и, если убрать внешнее давление, то восстановит прежний объем не работа тепловой энергии, а сила упругости. При дальнейшем сжатии до объема давление газа станет , тогда появляется излишек тепловой энергии. Если объем газа зафиксировать на объеме , то нагретое поле отдаст излишек тепловой энергии пространству в виде тепловой энергии сферы точечных сил и его температура станет равной , тепловая энергия станет равной при температуре Если излишек тепловой энергии не отдавать пространству, то он может совершать работу по увеличению объема газа. Работа по увеличению объема газа, совершаемая нагретым полем равна работе внешних сил по уменьшению объема газа. Нагретое поле, совершив работу, охладится, и энергия отдачи тепла будет равна энергии совершенной работы. 8.4 Будем сжимать газ, объемом , давлением и температурой давлением до объема . Газ, имеющий тепловую энергию , повысит свою тепловую энергию до . Повышение тепловой энергии обеспечивается работой давления , которое уменьшило объем газа с до , температура газа стала равной . Уравнение зависимости увеличения тепловой энергии от производимой давлением работы примет вид , откуда (1) Уберем силу, сжимающую газ, до того момента, когда объем его станет , тогда давление его станет . Зафиксируем это положение. Нагретое поле газа совершило работу равную , истратило на это тепловую энергию и охладилось до температуры . Если - - избыток тепловой энергии газ отдаст в пространство, он охладится до температуры , величина тепловой энергии его станет , но давление его останется . Если отпустить силы, сжимающие охлажденный газ температуры до объема , то работу по увеличению объема до будет выполнять сила упругости. Тепловая энергия и температура газа будут равны и , так как давление газа будет . Поэтому делаем вывод; если работу по расширению газа выполняет сила упругости, то газ не поглощает тепловой энергии. Весь процесс сжатия и расширения поля пересечения силовых линий подчиняется закону сохранения энергии и Кроме того, цикл сжатия-расширения сохраняет величину массы газа в инерционной системе. Сферы точечных сил и нагретое упругое поле два вида тепловой энергии. Сферы точечных сил, это кинетическая тепловая энергия, т.к. она распространяется в пространстве со скоростью света и передает тепло от одного тела другому. Тепловая энергия величиной упругого поля объема газа данного типа - это потенциальная энергия тепла. Нагреть другое тело она может только при контакте. Нагретое тело не будет передавать тепло другому телу, которое находится на расстоянии от него, пока мы не будем уменьшать расстояние между молекулами. Тогда упругое поле отдает избыток тепла в пространство. Тепловая энергия упругого поля тоже выделяется в виде сфер точечных сил, но выделяет их не дефект масс ядер, а нагретое упругое поле, поэтому начальное положение сферы точечных сил - вся поверхность объема упругого поля. При растяжении масса ядер увеличивается, но энергия не поглощается ядрами, зато поглощает тепловую энергию упругое поле, когда расстояние между молекулами увеличивается. 8.5 Теперь, при начальном давлении газа , будем сжимать газ давлением , объемом до того момента, когда конечная тепловая энергия газа будет равна энергии . Тогда , давления и будут разные, а, значит и температуры газов, при равной тепловой энергии, будут тоже разными и, если мы заключим газы в сосуд с жесткой перегородкой, которая разделит объем сосуда на объемы и так, чтобы давление газов было бы и , то тепловая энергия газов не будет передаваться один другому, так как они будут равны, несмотря на то, что у одного газа температура будет выше. Например, в условиях полярной ночи, когда не происходит обогрева Солнцем, температура атмосферы гораздо меньше, чем температура льда. В тоже время, если перегородка будет гибкой, то давление, а значит и температуры уравняются. Общая тепловая энергия останется той же, т.к. один газ совершил работу и повысил тепловую энергию другого газа, а сам уменьшил свою тепловую энергию, совершив работу. 8.6 Пусть в цилиндре с поршнем находится газ при атмосферном давлении и температуре атмосферы. Будем растягивать газ поршнем. Давление и температура газа в цилиндре уменьшится. Мы, а не нагретое поле газа совершили работу по увеличению объема газа, а газ все равно охладился. Причем поглощенная энергия будет равна совершенной работе. То есть не важно совершает работу тепловая энергия или внешняя сила, тепловая энергия будет поглощаться, т.к. поглощение тепловой энергии зависит только, от увеличения расстояния между молекулами, когда совершается работа либо внешней силой, либо нагретым полем газа. Если работа совершается силой упругости, то тепловая энергия не поглощается. Следует отметить, что если при сжатии мы будем отбирать энергию у газа, то сопротивляться силе сжатия будет уравновешивающая сила. При расширении охлажденного газа работу будет производить тоже уравновешивающая сила. 8.7 Жидкость при нагревании расширяется, но, достигнув определенной температуры (точку кипения), расширение прекращается. Вся энергия тепла идет на преодоление силы упругости жидкости. Давление жидкости повышается и когда это давление преодолевает силу упругости, происходит взрыв – жидкость превращается в газ. Заключим жидкость в сосуд и будем ее нагревать. Жидкость будет нагреваться только до какого то момента. Существует такое насыщение тепловой энергией данного объема жидкости, при котором этот объем не может принять тепловую энергию, а значит повысить свою температуру. Вся энергия тепла уходит на повышение давления пока стенки сосуда не лопнут. Похожее явление можно наблюдать на Солнце. Жидкости в центре Солнца не дает расширяться громадное давление атмосферы Солнца на поверхности жидкости. Жидкость не повышает температуру, но давление внутри его растет, поэтому периодически в том или ином месте происходит взрыв - вспышки на Солнце. Это некоторая часть жидкости превращается в пар. Но давление атмосферы остается прежним. Давление, при котором в центре образуется из газа жидкость. Величина массы жидкости соответствует этому давлению. Поэтому величина массы жидкости, превратившейся в пар, снова превращается в жидкость. 8.8 Любой газ и жидкость самонагреваются. Электрон, вращаясь вокруг ядра, постоянно меняет свое направление, поэтому электростатическая сила ядра электрона тоже все время меняет свое направление, заставляя молекулы колебаться. Электростатическая сила тоже меняет свое направление и тоже участвует в колебании молекул. Кроме того, если вектор электромагнитной силы, действующий на молекулу, направлен перпендикулярно мысленной прямой, соединяющий две соседние молекулы, то молекула пройдет между этими молекулами. Молекулы жидкости и газа испытывают хаотические колебания и хаотическое движение, при этом расстояние между молекулами никогда не остается постоянным. В связи с этим не остается постоянным и объем жидкости и газа. Жидкость и газ сжимаются и растягиваются с некоторой частотой колебания. Когда расстояние между молекулами уменьшается, выделяется сфера тепловой энергии, передающая тепло упругому полю газа. При увеличении расстояния между молекулами участвует сила упругости, поэтому упругое поле забирает выделенную тепловую энергию частично. Частично потому, что упругое поле нагрелось немного, и тоже будет участвовать в расширении. Так будет продолжаться до тех пор, пока в любой точке газа работа по расширению будет совершаться нагретым упругим полем газа. Тогда самонагрев прекратится. Самонагрев – нарушение закона сохранения энергии, как и существование гравитационного поля и вращение электрона вокруг ядра. Но Вселенную нельзя отопить термоядерными реакциями, происходящими на звездах. Термоядерной реакции, если бы она происходила внутри Солнца, требовался бы замедлитель реакции, иначе она произошла бы сразу и мощность взрыва разорвала бы Солнце, а естественного замедлителя термоядерной реакции не существует внутри Солнца. Термоядерная реакция, возникающая при столкновении молекул водорода, не может происходить, на Солнце, даже по существующей теории зависимости скорости молекул от тепловой энергии, ведь для того, чтобы скорость молекул достигла мощности столкновения термоядерной реакции. Солнце нужно сначала нагреть до большой температуры. Где взять изначальное тепло ? К тому же современная теория термодинамики не выдерживает критики. Чтобы создать Вселенную в таком виде, какая она есть, нужно частичное нарушение закона сохранения энергии, которое не опровергает этот закон, являющийся основой всех явлений физики. Иначе Вселенную ждала бы тепловая «смерть» и «смерть» движения тел и частиц. 8.9 Пусть в инерционной системе находится такая масса газа, при которой расстояние между молекулами на поверхности газа будет , тепловая энергия его будет равна , а объем . При такой массе газа сразу действуют законы термодинамики. Газ самонагревается, он увеличивает свою тепловую энергию до , объем до . Давление станет равным . Когда газ отдаст избыток тепловой энергии пространству, энергия его станет равной , а давление . Сила гравитации сжимает его до объема . Тепловая энергия газа останется равной . Газ снова будет самонагреваться и процесс будет продолжаться бесконечно долго. Газ такой массы является неиссякаемым источником тепла, каким является Солнце. Величина отдаваемой Солнцем энергии тепла в пространство равна (1) Если величина амплитуды колебания неизмеримо меньше, чем радиус объема газа, то . Мощность излучения равна (2), где - частота колебания объема Солнца. Когда газ отдает тепловую энергию, сжатие происходит силой упругости, поэтому происходит удар молекул друг о друга. Чем больше масса газа, тем сильнее удар. На Солнце это удар такой силы, что может сорвать электрон с орбиты водорода. Электрон приобретет ускорение. Затем электрон найдет атом водорода без электрона и на его орбите восстановит свою характерную скорость и массу и выделится тепловая энергия в виде сфер точечных сил. При уменьшении расстояния между слоями газа начинает выделяться тепловая энергия в виде сфер точечных сил. Плотность силовых точек сфер не одинакова, а растет с уменьшением расстояния между слоями от минимальной в начале сжатия, до максимальной в конце. Периодические удары слоев молекул друг о друга образуют сферическую электростатическую волну. Оба вида светового потока, образующихся одновременно. 8.10 Надо сказать, что масса газа, у которой расстояние между молекулами на поверхности будет больше , не будет являться источником тепла, т.к. нагрев может достигнуть только величины и прекратится. 8.11 Пусть в инерционной системе находятся две массы газа на некотором расстоянии друг от друга. Это два источника тепла с тепловой энергией и . Сферы точечных сил каждого источника пройдут сквозь друг друга, не встречая сопротивления, и каждый источник будет повышать тепловую энергию другого. Сила обогрева зависит от мощности сфер, достигших поверхности другого источника. Мощность сферы зависит от плотности силовых точек сферы и уменьшается с увеличением площади сферы, т.е. обратно пропорционально квадрату расстояния между источниками. Тепловая энергия источников будет равна и . Если один источник убрать с инерционной системы, то второй источник восстановит свою прежнюю тепловую энергию. 8.12 Земля вращается вокруг своей оси. Атмосфера со стороны Земли, обращенной к Солнцу, нагревается, повышая свою тепловую энергию, а атмосфера обратной стороны Земли восстанавливает свою тепловую энергию. Естественная температура и давление зависят так же от массы молекул газа. У газов одинаковой массы давление будет больше у того газа, у которого молекулы большей массы, поэтому тепловая энергия по формуле 1 у него будет больше. Кроме того, у молекул большей массы электростатические и электромагнитные силы имеют большую величину и газ, состоящий из молекул большей массы, имеет большую частоту цикла сжатие – растяжение и поэтому по формуле 2, большую мощность излучения. То, что естественная температура углекислого газа больше естественной температуры кислорода, является причиной глобального потепления. Ледниковые периоды наступают тогда, когда атмосфера Земли насыщена кислородом. Естественная температура воды, насыщенной углекислым газом, больше, чем естественная температура воды, насыщенная кислородом, что является причиной таяния подводной части льда. 8.13. Длина и частота сферических волн светового потока. Расстояние между поверхностными слоями молекул звезды тем больше, чем больше масса звезды. Длина волны световой сферической волны зависит от этого расстояния. Чем больше масса звезды, тем больше длина волны ее светового потока. Скорость света остается постоянной величиной за счет уменьшения частоты ударов молекул о молекулу. Приемник светового потока звезды настроен на длину волны светового потока Солнца, поэтому световой поток звезды показывает увеличение или уменьшение длины волны по сравнению с длиной волны света Солнца. По этому показанию можно сделать ложный вывод, что звезда удаляется или приближается к приемнику на Земле. Надо сказать, что при движении источника света волны не увеличивают и не уменьшают длину волны, т.к. среда их распространения, энергетическое поле, составляет с источником света одно целое. Уменьшение или увеличение длины волны определяет приемник, и длина волны зависит от величины относительной скорости приемника и источника и направления вектора этой скорости. Скорость светового потока может быть больше или меньше скорости света при движении этого источника. Правильно проведенный опыт Майкельсона (см. п.7.14) это докажет. Часть 9. Пространство. Рис. 2
Геометрия Евклида 9.1 В геометрии Евклида есть аксиома (теорема, не требующая доказательств), являющаяся фундаментом его геометрии. Математика точная наука и всегда без исключения требует доказательства, иначе теория будет всего лишь гипотезой. Геометрия Евклида всего лишь гипотеза. Евклида можно понять, ему и в голову не могло прийти, что кто-то будет отрицать очевидное, и возникнет множество геометрий, которые естественно тоже являются всего лишь гипотезами. Поможем Евклиду защитить его геометрию. 9.2 Определим, что такое материальная точка. Материальной точкой будем считать точку, на которую можно воздействовать каким-либо способом, и она при этом изменяет свое положение, приобретая энергию движения. В свою очередь материальная точка может воздействовать своей энергией на другие материальные точки. 9.3 Через произвольные нематериальные точки А и Б пространства проведем линию. Внесем элемент физики в геометрию. Отрезок АБ состоит из материальных точек. Точки А и Б неподвижны относительно любой нематериальной точки пространства, линия абсолютно жесткая, и ее остальные точки могут перемещаться в пространстве. Подействуем на одну из этих точек силой F. Линия в пространстве опишет фигуру вращения, а точка, на которую подействовали силой, вернется в исходное положение, т. к. линия абсолютно жесткая. Проведем внутри фигуры от вращения линии еще одну линию, и повторим действия. Будем повторять такие действия, пока точка очередной линии не останется неподвижной (не будет описывать окружность). Абсолютно жесткая линия, все точки которой не в состоянии описывать окружность образуют ось вращения, и эта ось является кратчайшим расстоянием между точками А и Б, т. к. объем вращения этой линии равен нулю и меньше быть уже не может. Расстояние АБ может быть как угодно большим, и расстояние АБ, равное бесконечности, назовем прямой линией. 9.4 Отметим немаловажное обстоятельство, точки одной жесткой прямой линии могут накладываться на точки другой жесткой прямой линии и скользить по ним без трения, т.к. нет точек одной прямой, которые стояли бы перед точками другой прямой. Этот факт выходит из определения прямой. Одна плоскость будет скользить по другой плоскости без трения, т.к. плоскость состоит только из прямых. Теперь на окружности нанесем точку Д. которая не принадлежит точкам В и Г, при помощи линейки соединим точки В,Г и Д в треугольник (рис 2) Пусть отрезки ВГ, ГД и ВД - жесткие отрезки из материальных точек. Пусть треугольник ВГД скользит по жесткой прямой линии ВГ. След от точки Д будем называть прямой, параллельной прямой ВГ. Эта линия нигде не будет пересекаться с линией ВГ т.к. из физики известно, что треугольник жесткая фигура и не изменяет свою форму. 9.5 Выберем эталон расстояния и нанесем его на отрезок прямой, получится линейка для измерения расстояний между точками пространства. На жесткой линии, не принадлежащей оси вращения, отложим точку В. При вращении, она придет в ту же точку пространства, т.к. линия жесткая и все ее точки приходят в исходное положение. След от точки В, оставляемый в пространстве, будем называть окружностью. Проведем через точку В и точку на оси вращения АБ при помощи линейки прямую так, чтобы эта прямая пересеклась с точкой Г на окружности. Точка О на оси вращения будет центром окружности, т.к. любая точка на окружности находится от точки О на расстоянии ОВ. Приведем в движение отрезок ВГ, пусть при этом он будет жестким и точка на нем будет прикреплена шарнирно к пространству и оси вращения АБ. След от прямой ВГ, оставляемый в пространстве, будем называть кругом. Круг, радиусом равным бесконечности будем называть плоскостью. Отрезок АО будет кратчайшим расстоянием от точки А до плоскости, т.к. любая точка на плоскости, соединенная с точкой А жесткой линией будет описывать фигуру, имеющую объем. Отрезок АО будем называть перпендикуляром к плоскости. У нас есть линейка АБ, циркуль ОВ, определение прямой, перпендикуляра к плоскости и самой плоскости, поэтому геометрия Евклида перешла из разряда гипотез в разряд теорем. Только геометрия Евклида является представителем физики и, так как это уже не гипотеза, ее можно применять для объяснения явлений физики. Другие геометрии не имеют на это право, они не доказаны и поэтому, если применить их для объяснения физических явлений, то это объяснение тоже будет всего лишь гипотезой, предположением. Наука, поставленная перед множеством теорий, которые объясняют одно явление, просто обязана выбрать ту теорию, которая основана на доказательстве, а не на предположении. Пространство неэвклидовой геометрии материально. Линии в них принадлежат пространству и каждая фигура в этом пространстве жестко связанна с ним. Мы не можем взять из геометрии Эвклида две параллельные прямые и перенести в неэвклидово пространство, как не можем произвольно, как мы хотим, начертить прямую на неэвклидовой плоскости т.к. рука с мелом будет идти только по линии пространства, иначе можно было бы провести две параллельные линии без труда 9.6 Термин «искривление пространства» подразумевает, что, если две точки линии пространства соединить, то получится прямая - кратчайшее расстояние между двумя точками. Так считают не математики, на самом деле, искривленная линия пространства - и есть, кратчайшее расстояние между двумя точками искривленного неевклидова пространства. Если экспериментально докажут, что поток света далекой звезды отклоняется от прямой, то это будет доказательством того, что наше Пространство - евклидово, ведь прибор покажет отклонение от прямой, а значит прямая существует. Впрочем, никакими приборами, которые находятся в неевклидовом пространстве, нельзя заметить отклонения, ведь поток света движется по линии неевклидова пространства, а значит, по кратчайшему пути. Такие элементарные вещи должны знать ученые, которые собираются провести такой эксперимент. И потом, каким образом они собираются поток света, определенного диаметра выделить из общей сферы потока света звезды, если для этого свет требуется сфокусировать в начале движения. 9.7 Теперь о расширении пространства Вселенной. Измерим эталоном две точки Вселенной. Повторим измерение, через некоторое время эталон покажет тот же результат, ведь он тоже подвергся расширению. Никакими опытами, находясь в неевклидовом пространстве, нельзя определить отличие его от другого Пространства. Этот вывод можно сделать из первого постулата теории относительности. 9.8 Два тела, находящиеся в различных точках пространства, не привязаны к ним. Если «темная энергия» расширит эти две точки пространства, то это никак не скажется на телах. Эта энергия должна воздействовать и на тела. 9.9 Неевклидово пространство - это математическое пространство, к физике оно не имеет отношение. Фигуры в нем должны быть жестко связаны с линиями пространства. Как только мы оторвем фигуру от пространства, она обретет движение, а раз есть движение, то существует доказательство, что кратчайшее расстояние между двумя точками, это евклидова прямая. Неевклидовы пространства, это просто различные фигуры в евклидовом пространстве. Вселенная – четырехмерное пространство 9.10 Пусть нам дан эталон отрезка, равный единице. Можно нанести на числовую ось любой отрезок, равный целому или дробному числу отрезка – эталона. Можно нанести на числовую ось отрезок, равный корню квадратному из любого числа. При помощи куба с изменяющимися гранями и налитой в него жидкости можно нанести на числовую ось любое число из корня кубического. Можно нанести на ось любое число из корня в четвертой степени. Все названные точки находятся на числовой оси отрезка нашего пространства. Но на числовой оси нельзя нанести большинство отрезков корня из пятой степени. Эти точки присутствуют в пятом пространстве. Наше же пространство четырехмерно. Проведем в пространстве любую линию. Между точками, принадлежащими трехмерному пространству, находятся точки четвертого измерения. Между точками пространства не может быть пустоты, ведь пустота – это пространство. Значит пространство Вселенной четырехмерно. На числовой оси можно отложить любой отрезок величины корня из шестой степени, но шестимерного пространства нет, т.к. перед ним нет одной меры – пространства пятой степени. Часть 10. О теории относительности.
10.1 Рассмотрим мысленный эксперимент Эйнштейна вагона со светильником, доказывающий, что время в разных системах отсчета разное. Г. Линдлер в книге «Картины современной физики» описал этот опыт так. По мнению пассажира, свет достигает передней и задней стенки одновременно (рис.3). Однако наблюдатель на станции придет к другому выводу. За время пока свет от лампы распространится в направлении движения поезда, поезд пройдет некоторое расстояние. Таким образом, свет достигает передней стенки несколько позже. Поэтому происходят ли два события одновременно или нет, зависит от системы отсчета, в которой находится наблюдатель. Действительно наблюдатель на станции видит, что расстояние, пройденное светом до того момента, когда свет достиг движущейся передней стенки равно , а свет относительно него двигался со скоростью , поэтому время процесса для него заняло (1). В то время для пассажира было равно (2) Казалось бы, при определенных условиях время и может быть разным, например, если скорость луча света нельзя увеличить больше его скорости в вакууме. Докажем, что ни при каких условиях время и в разных системах отсчета не может быть разным. Вычислим время для наблюдателя на станции, исходя из времени, за которое свет преодолел путь до задней стенки. (3) Сравнив формулы 1 и 3, приходим к выводу, что время на станции течет разное. Так как это невозможно, то = . (4) Из формулы 4 выходит, что (5) То есть, время в вагоне и время на станции течет одинаково, что следует из формул 2 и 5. Из формулы 5 вытекает формула (6) где – время между двумя событиями и оно постоянно в любом объеме пространства Вселенной. - расстояние между двумя точками пространства Вселенной и оно тоже остается неизменным в течении времени в любом объеме пространства Вселенной. Время и отрезок пространства могут служить эталонами Пространства и Времени, т.к. они неизменны. 10.2 Пусть два космических корабля движутся с некоторой скоростью в противоположные стороны относительно Земли. На каждом корабле живет близнец, и жизнь их течет одинаково медленно относительно жизни третьего близнеца, который находится на Земле. Для контроля правильного решения задачи выясним, как протекает жизнь близнецов, находящихся на кораблях. Два корабля движутся относительно друг друга со скоростью , поэтому время жизни этих близнецов должно отличаться друг от друга, а подсчитанная относительно близнеца, находящегося на Земле, жизнь их течет одинаково. 10.3 Проведем мысленный опыт Эйнштейна с близнецами, так понравившийся читающей публике, что она сразу влюбилась в теорию относительности. Пусть на Земле находятся не два, а три близнеца. Два из них отправляются в путешествие на двухступенчатом космическом корабле. Корабль достиг скорости , приближенной к скорости света и время на нем течет в 10 раз медленнее. Один из близнецов решил самостоятельно продолжать путешествие и перешел во вторую ступень корабля. Он может только увеличивать свою скорость по отношению к кораблю, в котором находится его брат, т.к. по отношению к этому кораблю его корабль находится в покое. Пусть близнец решил возвратиться на Землю и его корабль достиг тоже скорости по отношению к кораблю брата. Тогда время для него течет в 10 раз медленнее, чем на корабле его брата. Но сравним инерционные системы: вторую ступень корабля и Землю. Скорость второй ступени по отношению к Земле равна нулю. Получается, близнец второй ступени может выйти из корабля, поздороваться с ним за руку, поговорить с ним, находятся при этом в другом пространстве и времени, текущем в 100 раз медленнее. Эйнштейн, в погоне за эффектом, высказался, что близнец попадает на Землю помолодевшим. Близнец, раз ускорившись, уже не сможет вернуться в прежнее пространство, т.к. в Т.О. нет замедления. Парадокс Т.О. состоит в том, что при уменьшении скорости тела относительно первой инерционной системы, оно увеличивает свою скорость относительно промежуточной инерционной системы. Но, т.к. мы все же можем вернуться назад, то парадокс необъясним, и, значит, Т.О. не верна. 10.4 Получилось это потому, что преобразования Лоренца можно применять только для двух систем, одна движется относительно другой. Преобразования Лоренца недействительны для трех инерционных систем. 10.5 Пусть наблюдатель находится внутри мысленной инерционной системы, окутанной непрозрачной пленкой, с телом некоторой массы, которое в отношении его и точек системы, находится в покое. Наблюдатель не может определить движется ли инерционная система, он и тело равномерно и прямолинейно или они находятся в покое, а ему надо подействовать на тело силой и определить траекторию движения тела. И наблюдатель принимает решение, что все законы физики для всех инерционных систем одинаковы, действует на тело силой и видит, что оно движется прямолинейно и увеличивает свою скорость. На самом деле тело может двигаться криволинейно, уменьшать свою скорость или на самом деле увеличивать свою скорость, но наблюдатель этого не знает. Теория относительности предполагает познаваемость законов физики в замкнутой инерционной системе. Движение Земли не влияет на движение тел на ее поверхности, поэтому законы механики, выведенные на Земле, действительны во всей Вселенной. Но почему, окутанная мысленной пленкой инерционная система, может влиять на движение тела. Возможны два варианта ответа. Первый вариант. При ускорении вместе с телом движется и Пространство. При ускорении формируется новое Пространство, а после того, как сила перестала действовать на тело, тело будет находиться в новом Пространстве с измененным Временем. Относительно точек этого Пространства тело находится в покое и при новом ускорении не надо учитывать движется Пространство или находится в покое. Пространство по теории относительности это инерционная система. Второй вариант. Вселенная состоит из множества пространств, движущихся с разными скоростями. Тело, после ускорения, попадает в то пространство, которое имеет скорость тела. 10.6 Так как тело по отношению к наблюдателю и к точкам инерционной системы всегда находится в покое, то как бы не подействовала сила, тело всегда будет двигаться ускоренно и по теории относительности всегда будет увеличивать свою массу (7) Иначе говоря формула (7) односторонняя формула. Если тело массы при ускорении увеличило массу до m, то это тело ни при каких условиях не сможет уменьшить свою массу до , то есть нельзя исходя из формулы (7) написать
Исходя из вышесказанного, непонятно почему уменьшение массы при соединении ядер молекул, выявленное физиками экспериментаторами, приписали формуле . Термоядерная реакция происходит так. Большое давление делает электронные слои двух молекул общими. Оказавшись вне зоны давления, ядра этих молекул приобретают большую скорость, сталкиваются, и скорость их становится равной нулю. Сначала сила разности давлений увеличивает скорость ядер, увеличивая их массу, а потом сила удара, воздействуя на молекулы, уменьшает их скорость, при этом масса ядер по теории относительности тоже должна увеличиваться. Но измерение новых молекул показывает уменьшение массы нового ядра. 10.7 Напишем формулу равенства работы и кинетической энергии тела, имеющую скорость , после совершения работы по теории относительности (8)
Но тогда теория относительности не избежала нарушения закона сохранения энергии. Будем ускорять тело массы с некоторой внутренней энергией молекул, равной (9) Молекулы принадлежат телу и, следовательно, их масса увеличилась с до . А так как сила воздействовала на тело, а не на молекулы, то средняя скорость их осталась прежней и внутренняя энергия возросла
В формулу 8 не входит повышение внутренней энергии, а это нарушение закона сохранения энергии. Кроме того, теория относительности нарушает Закон сохранения энергии так же тем, что при росте массы при ускорении повышается потенциальная энергия гравитационного поля, что также не входит в равенство энергий в формуле 8. В теории относительности нет понятия “уменьшение массы”. Дело в том, что сила, действующая на тело, по теории относительности всегда увеличивает его массу по формуле 7. Для отклонения груза металлического маятника мы совершили работу . По теории относительности масса груза с каждым периодом колебания увеличивается. Увеличенная масса не только увеличивает потенциальную энергию гравитации, но и кинетическую энергию инерционной системы отсчета, когда груз проходит точку вертикальной оси маятника. В результате получается неравенство . 10.8 По современной теории термодинамики тепловая энергия тела зависит от кинетической энергии молекул. По теории относительности, нагреваемое тело увеличивает свою массу, соответственно и внутреннюю тепловую энергию. Напишем формулу увеличения внутренней энергии тела Где - масса молекул, увеличивших свою массу при подаче тепла. Пусть после нагрева тело отдало энергию дефекта масс в виде фотонов. Кинетическая энергия фотона равна , она равна тепловой энергии, отданной телом в пространство
Тогда не получится равенства энергии инерционной системы до, и после отдачи энергии тепла телом.
И потом, почему дефект масс при ускорении силой не выделяется в виде тепловой энергии, а дефект масс при нагревании переходит в тепловую энергию. В моей теории термодинамики тоже нарушается закон сохранения энергии, но нарушение объяснимо изначальным нарушением закона сохранения энергии вращением электрона вокруг ядра и невозможностью объяснить существование энергетических полей без нарушения этого закона. 10.9 Доказательством того, что время в разных инерционных системах течет по–разному, служит эксперимент с мю-мезоном. Мю-мезон, летящий из Космоса, фиксируется приборами на Земле, хотя время его жизни не позволяет приборам это сделать. Но если мю-мезон «умер» то это не значит, что он исчез бесследно. По теории Ломоносова из ничего не получить что–то, а что–то не может превратиться в ничего. Мю-мезон превратился во что–то, например, в энергию и эту энергию фиксируют приборы на Земле. Более убедительным был бы эксперимент с хронометром, установленным на космическом корабле и контрольным хронометром на Земле. Советские ученые его собирались провести, о чем писал журнал «Наука и жизнь» в 60-х годах прошлого столетия, но нет сведений, что такой эксперимент проводился. Чтобы узнать растет ли масса при ускорении, можно поступить проще. У маятника Фуко наверняка есть технические характеристики, масса груза в том числе. Увеличение массы маятника можно вычислить по формуле где n – число колебаний маятника за много лет, масса груза возросла настолько, что ее можно измерить и сравнить с технической характеристикой. 10.10 Понятие “мгновенно” существует и в теории относительности. При рождении фотона, он сразу (мгновенно) начинает движение со скоростью света. В противном случае, даже сколь угодно малое время ускорения увеличит массу фотона до бесконечности (по теории относительности). 10.11 Свет, состоящий из фотонов, распространяются сплошным потоком, т.е. расстояние между фотонами исчезающее мало, поэтому сила гравитации между ними огромна. Поток света сожмется так, что станет жестким, как твёрдое тело. 10.12 То, что направление вектора скорости частицы в ускорителе постоянно, опровергает теорию относительности, так масса частицы при скоростях близких скорости света возрастает в несколько раз и сила гравитации преодолеет силу упругости и изменит вектор скорости частицы. Доказательством увеличения массы при ускорении считалось то обстоятельство, что частицу в ускорителе было трудно разогнать до больших скоростей. Рассмотрим это обстоятельство. Если частицу разгонять при одинаковом радиусе траектории движения, то по формуле 13 части 1 ее скорость при постоянной массе через некоторое время нельзя будет увеличить. Конечно, частицу разгоняют по спирали, но прирост радиуса по сравнению с минимальным радиусом синхротрона не велик, да и еще радиус в формуле 13 части 1 стоит под корнем, так что частица, если и будет увеличивать скорость, то гораздо меньше, чем, если бы она разгонялась той же силой, но по прямой. 10.13 Мифы теории относительности. Миф первый. Теория относительности помогла создать ускорители. То, что это не могло быть можно просчитать в п. 6.12. Миф второй. При корректировке GPS используются формулы теории относительности. Каким образом. Скорость спутника равна 3,2 км/сек и множитель . Корректировка составит 0,0005% Скорость радиоволн зависит от плотности атмосферы и корректировка на плотность в тысячи раз больше. 10.14 О расширении Вселенной. До Большего взрыва не существовало ни Пространства, ни Времени. Тогда как же он наступил, если слово, «наступил» обозначает течение времени, а Времени еще не существует. По теории расширения Пространства, оно увеличивается в течение времени. Напишем формулу увеличения отрезка Пространства. (10) В момент Большого взрыва расстояние равно нулю и из формулы 10 выходит, что расширения Пространства после Большого взрыва невозможно. Впрочем, расширяется, или нет пространство, и изменяется время, или нет, мы можем сказать, только оказавшись вне пространства, т.к. никакой эталон не покажет расширения. Каким образом расширяется пространство во времени, какую размерность имеет это расширение? Пусть пространство расширяется со скоростью V=k м /сек. Какие эталоны пространства и времени мы применим, если каждое мгновение эти эталоны изменяются. Потребуйте от физика-теоретика четко сформулировать, что такое пространство, и он этого не сможет сделать. Получается, чо он манипулирует с тем, о чем понятия не имеет. Пространство и Время - фундаментальные понятия в физике. Их нельзя ни понять, ни выразить математическими формулами. Мы познаем окружающий нас мир через эталоны пространства и времени. Через эти эталоны мы можем выразить массу вещества и электростатический заряд (см. ч.7), но не существует эталонов чего-то, чтобы выразить через них само Пространство и Время. Скорость галактик, вращающихся вокруг своего основного тела гораздо больше скорости звезд, вращающихся вокруг своего основного тела. Иными словами, скорость основных тел гораздо больше скорости тел-элементов. Поэтому, если галактики удаляются друг от друга, то звезды разных галактик тоже удаляются друг от друга независимо от направления векторов их скоростей в данной инерционной системе. Это не значит, что две галактики будут удаляться друг от друга всегда. Они, как и планеты Солнечной системы, тоже периодически удаляются или приближаются друг к другу. После парада планет они удаляются друг от друга. Настоящее время – это время после парада галактик. 10.15 В настоящее время, исходя из математических формул, физики-теоретики делают далеко идущие выводы. Математика должна служить для удобства физики. Любой закон физики можно выразить словами, не прибегая к математическим символам. Математика может диктовать свои физические законы, не имеющие к физике никакого отношения. Например, напишем формулу силы гравитации По этой формуле выходит, что и масса и расстояние может быть со знаком минус. Физик скажет, что массы и расстояния со знаком минус быть не может. Математик выдвинет теорию об антимирах и антиматериях, которые взрываются, встречаясь с нашими мирами. Математика выше логики. Сделайте нелогическое предположение, что дважды два - пять. Как только вы поставите знак равенства между четверкой и пятеркой, математика своими формулами докажет равенство. Физик понимает, что изначально нельзя ставить знак равенства, т.к. это нелогично, а физика подчиняется логике. В настоящее время наблюдается гибрид физики и математики и теоретическая физика стала абсурдом. 10.16 Покажем, чем отличается физика от математики на примере анекдота, как решил задачу о трех рыбаках математик Дирак. Три рыбака поймали некоторое количество рыб, а когда решили идти домой, посчитали количество рыб, и оказалось, что это количество не делится на три, остается одна рыба. Они выкинули одну рыбу в реку, разделили рыбу между собой и пошли домой. Дирак решил задачу так. Рыб было равно минус две. Рыбаки выкинули одну рыбу в реку, и их стало минус три. Рыбаки поделили рыбу между собой, и ушли, унося под мышками каждый минус одну рыбу. С точки зрения математики он решил задачу правильно, с точки зрения математики можно выкинуть не плюс одну рыбу, а минус одну, т.е. рыба может получиться из ничего. Но физик понимает, что нельзя выкинуть, то чего нет. Главное отличие обозначений в формулах математики и физики состоит в том, что в физике «ноль» обозначает «ничего», а меньше «ничего» ничего быть не может. В математике «ноль» это начало отсчета на числовой оси и естественно на числовой оси можно отложить отрезок со знаком минус. 10.17 Ученые считают, что, находясь между двух «черных дыр», Земля будет растягиваться. Но это не так. Сила тяги действует на упругое поле тела, и поэтому возникает равная ей и противоположная по направлению сила упругости, она же сила инерции, они растягивают упругое поле тела. Сила гравитации зависит от потенциальной энергии гравитации. В точке между двумя ЧД потенциальная энергия гравитации равна нулю. Поэтому сил гравитации Земля – «черные дыры» нет. Тело, лежащее на поверхности Земли не растягивается по горизонтали, хотя масс Земли, расположенных вокруг тела, куда больше масс под телом. Если было бы иначе, то сплющенное тело весило бы значительно больше, чем круглое такой же массы. Круглое тело занимает такое же количество точек пространств, что и сплющенное, их потенциальная энергия относительно Земли одинакова, поэтому и весят тела одинаково. 10.18 Теория относительности - лжетеория, но, несмотря на это, это великая теория. Она связала массу и тепловую энергию великой формулой . История развития науки знает такие примеры. Лженаука астрология привела к созданию астрономии, лженаука алхимия привела к созданию химии. Эйнштейн верил в эту формулу, несмотря на все противоречия его теории, которые он, безусловно, видел. Верил, как и следует гению, смотрящему вперед. Ньютон верил, что сила инерции равна силе действия, несмотря на то, что тело движется ускоренно. Бор верил, что электроны вращаются вокруг ядра, хотя модель строения вещества Томсона гораздо логичнее. Все они оказались правы. Ньютон сказал: “Мы были Великими, потому что стояли на плечах Великих”. Стояли, а не заглядывали им в рот, что делают нынешние физики – теоретики. 11. Причинно – следственные связи. 11.1 Потенциальная энергия отрезка гравитационного поля сообщает телу кинетическую энергию. Количество кинетической энергии тела равно количеству потенциальной энергии гравитационного поля, в полном соответствии закону сохранения энергии. Но, вопреки тому же закону и логике, потенциальная энергия отрезка гравитационного поля не становится равной нулю, она даже может увеличиваться, если отрезок будет сообщать кинетическую энергию телу большей массы. Логично предположить, что существует кто-то, кто восстанавливает потенциальную энергию отрезка. Второй вариант проще. Существует кто-то, кто из чего-то создал гравитационное поле, обладающее такими уникальными свойствами. Предположите другие варианты, и все они будут сводиться к существованию всемогущего Создателя. Я предположил, что что-то, из чего было создано гравитационное поле, это гравитационная субстанция и предположил каким образом Создатель это сделал. 11.2 Еще больше удивителен факт постоянного вращения электронов вокруг ядра. При этом возникает, изменяющая свой вектор, сила электромагнитной индукции, а опыт показывает, что она не может возникнуть и существовать сколь угодно долго без электродвижущей силы, движущей электроны в проводнике. Я предположил, что создан электрон таким образом, что он обладает свойством, при котором, если уменьшить и увеличить его скорость, она восстанавливается. Наука достигла уровня своего развития, при котором невозможно дальнейшее понимание явлений природы, без признания существования Создателя. Если встречается необъяснимое явление природы, нужно понять какие цели преследовал Создатель, создавая его и понять, какими уже известными науке способами он пользовался. 11.3 У Толстого есть рассказ о движущемся поезде, как это движение объясняют разные люди, в зависимости от знаний, которые они получили. Крестьянин скажет, что поезд движется, потому что из трубы паровоза идет дым, и он будет прав т.к. нет дыма, нет движения. Другой крестьянин объяснит движение поезда вращение колес и тоже будет прав. Но ведь и дым и вращения колес это только следствие движения, а не причина. Инженер, знакомый с устройством паровоза, скажет, что паровоз движет энергия расширяющегося пара, а расширяет его энергия тепла. Ученый расскажет о движении молекул, у которых увеличивается энергия, если им сообщить энергию тепла, но все объяснения будут только следствием, а не причиной движения. Толстой этим рассказом утверждает, что какие бы знания не получил человек, какие бы теории не выдвигал не основе своих знаний, эти теории будут только следствием. Создатели теории Большого взрыва думали, что нашли причину всех явлений, происходящих во Вселенной. Большой взрыв создал Хаос, из которого возникли планеты и звезды. Но это не так, потому что надо объяснить причину Большого взрыва. Нельзя же сказать, что Большой взрыв произошел, потому что произошел, это не научно. 11.4 Ученые, в последствии, могут создать робот – точную копию человека. Этот робот будет обладать интеллектом равным человеческому интеллекту, а может быть интеллект его будет выше человеческого. Робот будет обладать пятью человеческими чувствами и, например, на опасность его организм будет реагировать так же, как человеческий организм – учащенное сердцебиение, потоотделение, расширенные зрачки и т.д. Но одно не смогут сделать ученые – при опасности робот не будет испытывать чувства страха, в отличии от человека. Не будет он испытывать чувства восторга, удовольствия от принятия пищи или от приятной музыки. Этот робот, точная копия человека, будет бесчувственной машиной, хотя и будет обладать органами чувств человека. То, что робот бесчувственная машина, известно каждому, в том числе и ученым. Тогда почему они не признают существование Высшего разума, ведь то, что нельзя создать искусственно, тем более не может появиться из цепи случайностей. 11.5 Было Пространство, Время и Высший разум. Высший разум создал энергетические субстанции и привел их в движение, так что образовались единичные массы разной величины. Высший разум привел их в движение таким образом, что единичные массы, двигаясь самостоятельно, начали образовывать различные комбинации. На этом Высший разум закончил свою работу. Звезды, планеты, галактики образовались самостоятельно. 11.6 Точно так же Высший разум поступил с живыми организмами. Он создал живую субстанцию и сделал так, что она постепенно, превратилась в различные одноклеточные организмы, одни из которых должны были стать в последствии человеком, другие животными, третьи растительным миром, без вмешательства Высшего разума.
12. Ускорение давлением жидкостей. 12.1 Поршень в трубе диаметром , площадью , выдавливает жидкость силой , в трубу меньшего диаметра площадью . Поршень прошел расстояние . Найти скорость в трубе . Работа, проделанная поршнем, равна (1) где масса жидкости объема . Но ведь скорость жидкости в трубе большего диаметра меньше, чем скорость жидкости в трубе меньшего диаметра и , а это нарушение закона сохранения энергии. Дело в том, что молекулы жидкости в трубе большего диаметра, при движении поршня находятся в относительном покое (не считая колебания молекул) и жидкость можно рассматривать как продолжение поршня. Перед отверстием выхода слой молекул жидкости ускоряется этим удлиненным поршнем и в трубе меньшего диаметра приобретает скорость , которую сообщила слою сила поршня. Все слои жидкости в трубе меньшего диаметра имеют скорость , потому что сила не действует на поток жидкости меньшего диаметра, оно ускорило поток перед переходом. 12.2 Из формулы 1 выходит, что скорость не зависит от диаметра трубы меньшего диаметра и, даже если диаметр будет равен диаметру , все равно поршень силой сообщит кинетическую энергию потоку жидкости энергию , что соответствует закону перехода работы в кинетическую энергию. Здесь играет роль мощность силы и эту мощность нельзя путать с мощностью механизма, обеспечивающего силу . Мощность механизма зависит от силы, которую он обеспечивает. Мощность силы ускорения давлением зависит от трубы меньшего диаметра и чем он меньше, тем больше времени потребуется поршню пройти расстояние , а значит, уменьшается и мощность силы (2) 12.3 При определении времени действия силы нельзя пользоваться формулой сохранения импульса, ведь сила – механическая сила тяги и по формуле время действия не зависит от диаметра трубы меньшего диаметра Поступить так
(3) Важно отметить, что переход, с большего диаметра, на меньший, забирает не сила сопротивления, ведь сила остается прежней. Переход отнимает мощность у механизма, создающего силу . 12.4 Если ослабить силу , то это уменьшит скорость в связи с неразрывностью струи жидкости, поток жидкости в трубопроводе меньшего диаметра будет тянуть поток жидкости в трубопроводе большего диаметра. 12.5 Скорость потока в трубе меньшего диаметра при ускорении давлением, образованном силой гравитации, тоже вычисляется по формуле (4) При ускорении гравитационным давлением водяного столба, за каждый промежуток времени уменьшается скорость слоев жидкости в трубопроводе меньшего диаметра и поток жидкости в трубопроводе меньшего диаметра тянет за собой поток жидкости в трубопроводе большего диаметра и тянет все сильнее. Поток жидкости в трубопроводе меньшего диаметра стремится уравнять свою скорость и скорость слоев жидкости в трубопроводе большего диаметра. Но по вертикали скорость уменьшить нельзя и жидкость вынуждена увеличивать скорость по спирали. В конце концов, скорость по спирали возрастает до величины, при которой образуется воронка.
На рис 1. больше на величину . Это условие образования воронки. Пусть уровень жидкости в трубе большего диаметра опустился до уровня . Образовалась воронка. Кинетическая энергия потока жидкости в трубе меньшего диаметра будет равна
Будем все время добавлять жидкость в систему из двух труб, удерживая уровень жидкости на высоте . Посчитаем кинетическую энергию потока жидкости в трубе меньшего диаметра, если бы уровень ее с самого начала был бы равен .
Это значит, что кинетическая энергия потока на выходе будет больше чем потенциальная энергия гравитации (4) Это результат того, что поток ускоряется не только силой , но и добавочным давлением центробежной силы воронки. Условие образования воронки относится к системе из труб с коротким патрубком, так как столб воды в длинном патрубке меньшего диаметра дополнительно ускоряет поток жидкости. Если же в трубу большего диаметра непрерывно добавлять жидкость, то, в конце концов возникнет воронка. 12.6 Мы выяснили условия образования воронки, выяснили причины ее образования. Это неразрывность струи. Теперь выясним, почему . На рис. 1 пунктиром выделена масса воды в трубопроводе большего диаметра площадью . Если между этой массой и остальной не существовала бы связь, то масса под действием силы гравитации ускоренно устремилась бы в проем трубопровода меньшего диаметра Но связь существует и столб жидкости, обозначенный пунктиром, при добавлении жидкости в систему постоянно ускоряет массу жидкости трубопровода большего диаметра. Именно этот столб жидкости, ускоряющий поток, является причиной образования воронки, он тянет остальную массу, заставляя ее скручиваться. Если бы не воронка, то скорость бы потока в трубопроводе большего диаметра увеличивалась бы до бесконечности. Но по закону криволинейного движения (см ч. 1 и 5 предыдущей статьи) угловая скорость воронки может увеличиваться до предела, зависещегося от крутящего момента, поэтому скорость потока становится , и кинетическая энергия его будет больше, чем потенциальная . Нарушения закона сохранения энергии здесь нет, т.к. конечная скорость потока зависит не только от давления массы жидкости в трубопроводе большего диаметра, но и от ускорения столбом жидкости, обозначенной на рис. 1 пунктиром. И второе, ускорение может влиять на поток жидкости гораздо больше, т.к. мощность силы гравитации растет с течением времени по формуле до момента установившийся скорости. Фактически мы ускоряем тело силой гравитации, мощность ускорения растет, и мы забираем лишнюю мощность. Только с твердым телом беспрерывно это сделать нельзя, а с потоком жидкости можно. 13. Колебание упругой силой. 13.1 Абсолютно - упругий стержень длины , прикреплен одним концом к неподвижной опоре. На другом конце неподвижной опоры находится тело массы . Подействуем на стержень силой , сжимая стержень. Так как стержень абсолютно - упругий, то любая, отличная от нуля сила сожмет стержень до того момента, когда сила упругости не уравновесит силу действия. Упругий стержень будет обладать энергией равной Где – расстояние сжатия Уберем силу, сжимающую стержень. Сила упругости, воздействуя на тело, будет растягивать стержень, придавая телу ускорение. Когда стержень увеличится до длины , то величина силы упругости будет равна нулю, а кинетическая энергия тела будет равна . Теперь кинетическая энергия тела будет растягивать стержень, а возникшая сила упругости будет уменьшать кинетическую энергию тела. Когда стержень растянется на величину равную , то сила упругости уменьшит кинетическую энергию тела до нуля, и начнет сжимать стержень. Таким образом, абсолютно упругий стержень будет совершать незатухающие гармонические колебания, наподобие математического маятника, но вместо силы гравитации, силой, движущей колеблющее тело, будет сила упругости. 13.2 Когда сила сжимала стержень, то сила упругости была силой инерции, равной силе действия и противоположной силе по направлению. Но, по мере сжатия, она копила потенциальную энергию. Когда стержень сжался на длину , то потенциальная энергия этой силы действия стала равна энергии силы действия. Сила упругости стала силой действия с потенциальной энергией равной Когда силу убрали, то эта сила действия начала растягивать стержень с телом, сообщая телу кинетическую энергию. Сила действия, сообщая телу кинетическую энергию, тратила свою потенциальную энергию, уменьшалась и сила инерции, действующая на тело и, когда длина стержня стала равной , то величина этих двух сил стала равной нулю. Теперь вместо силы стержень стала растягивать кинетическая энергия тела. 13.3 Абсолютно жесткий стержень не сжимается и не растягивается силой . В этом случае силе противодействует сила жесткости, а т.к. нет движения, то сила жесткости должна обладать энергией. Энергию силе жесткости передает сила нормального давления на неподвижную опору. 13.4 Если стержень будет сжиматься при определенной силе, меньше которой сжатие не происходит, то сила упругости будет полужесткой и она будет забирать частично энергию колебания полуупругого стержня. Поэтому колебания стержня будут затухающие.
Каталог статей