Александр Астахов - Физика. Порядок вещей, или Осознание знаний. Книга 2

Это вектор нового движения и новой скорости. У скалярного напряжения взаимодействия нет вектора, точно так же, как у вектора скорости нет напряжения (см. главу 1.2.1.). Это взаимоисключающие понятия. Поэтому до полного расхода напряжения движение осуществляется по инерции с достигнутой на каждое мгновение скоростью. При этом напряжение в каждое такое мгновение тут же исчезает.

Теперь о расстоянии и о времени преобразования напряжение-движение.

На этапе разрядки упругой деформации фабрика взаимодействия, образно говоря, работает только по производству продукта движения (скорости) из сырья напряжения (силы), а вовсе не по производству расстояния. Расстояние (перемещение) образуется уже без какой-либо работы, т.е. по инерции за счёт уже готовой, произведённой в каждый момент времени скорости. Поэтому работа зависит только от начальной и конечной скорости тела и не зависит напрямую ни от пути, который проходит тело за время производства движения, ни от времени в пути.

Физически работу определяет только само свойство материи преобразование напряжение-движение. А время и расстояние это побочные продукты процесса производства движения (скорости) из напряжения (силы), по которым, конечно же, можно судить о работе, но только косвенно, как по внешним признакам, характеризующим, но непосредственно не определяющим работу. А связаны эти внешние признаки работы между собой следующим образом.

Разряжающееся напряжения преобразуется в скорость мгновенно. Но поскольку в это же мгновение исчезает и соответствующая часть напряжения, то перепад напряжение-движение ослабевает. Образуется отрицательная обратная связь, которая растягивает весь процесс во времени с коэффициентом регулирования, равным ускорению. Это и есть механизм образования свойства материи – инерция, физическая сущность которой определяется процессом преобразования напряжение-движение (см. гл. 1.2.1.). А длительность этого процесса является физической основой искусственной равномерной вселенской шкалы времени, изобретённой человеком (гл. 11.2.).

Именно благодаря инерции и её ускорению количество конечного продукта-скорости образуется, а работа совершается не мгновенно, а за определённое время. И именно благодаря инерции тело за время работы и преодолевает некоторое расстояние, но уже безо всякой работы, а за счёт достигнутой в каждый момент времени скорости. Об этом, как раз и свидетельствует формула равноускоренного пути, которая основана исключительно только на средней скорости, равной половине значения произведённой скорости.

Vср. = (V – 0) / 2) = V / 2

И именно параметры образования пути, во время которого совершается работа, а это скорость и время, и позволяют связать их с напряжением-силой в единую величину работу или энергию, которая и является количественной оценкой, т.е. мерой процесса преобразования напряжение-движение.

А (Eк) = F * S = F * (V / 2) * t = F * (a *t /2) * t =

= m * a * a * t 2 / 2 = m * V 2 / 2

Как видите, нет ни потенциальной, ни кинетической энергии в отдельности, есть единая физическая величина работа (энергия), как мера преобразования напряжение-движение, выраженная либо через перемещение, либо через динамические параметры перемещения.

Работа (энергия) не зависит ни от расстояния, ни от времени. Она зависит только от начальной и конечной скорости активного движения. Энергию (работу) можно только косвенно выразить через расстояние (А (Eк) = F * S).Но при этом необходимо помнить, что это расстояние, пройденное со средней скоростью. Поэтому целесообразно обозначить это расстояние соответствующим отличительным символом, напоминающем об ускоренном движении, например, (Sа = a * t 2/2). Тогда правильная запись работы, которая в точности соответствует кинетической энергии, будет иметь следующий вид:

А (Eк) = F * Sa = m * a * a * t 2 / 2 = m * a 2 * t 2/2 = m * V 2 / 2

А теперь покажем, как иногда из правильной абстрактно-символьной математики делается неправильная физика. А вместе – это неправильная математика и неправильная физика, т.е. неправильная физико-математика.

Напомним кратко классический вывод уравнения моментов.

Работа силы по угловому перемещению равна произведению силы на линейный эквивалент углового перемещения:

А = F * S = F * (r * Δφ)

Выразим силу через массу и тангенциальное ускорение, а линейное ускорение через угловую скорость и радиус:

F = m * а = m * (dV / dt) = m * d (ω * r) / dt

Тогда работа по угловому перемещению материального тела равна:

F * (r * Δφ) = (m * d (ω * r) / dt) * (r * Δφ)

или

М = (F * r) * Δφ = (m * (d (ω * r 2) / dt) * Δφ

Сократив обе части полученного выражения на угол поворота (Δφ), классическая физика получает основное уравнение динамики вращательного движения, в котором работу силы на перемещении, равном радиусу называют моментом силы:

М = F * r = m * d (ω * r 2) / dt

Далее Фейнман дифференцирует уравнение моментов считая переменным радиус.

F * r = m * d (ω * r 2) /dt = 2 * m * ω * r * dr / dt

Сократив на радиус, Фейнман получает силу Кориолиса:

Fк = 2* m * ω * V

Однако приведённая математика не соответствует ни физическому смыслу уравнения моментов, как неправомерно искажённого правила рычага, ни явлению Кориолиса, ни работе, из которой собственно и выводится уравнение моментов. Существует даже такая теорема (А. Зоммерфельд, «Механика», перевод с немецкого Т. Е. Тамм, под редакцией Д. В. Сивухина, Москва-Ижевск, 2001, стр. 81):

«Момент силы относительно оси может быть определен как деленная на (Δφ) виртуальная работа, совершаемая этой силой при повороте ее точки приложения вокруг оси на угол (Δφ)»

Но сейчас мы покажем, что сам по себе классический момент – это не работа. В работе перемещение, в том числе и в виде радиуса, должно определяться по формуле пути, пройденного с ускорением.

Sа = a * t 2 / 2

Подставим в (Sа) тангенциальное ускорение, выраженное через угловую скорость и радиус (а = Δω * r / t). Именно в таком виде выражено тангенциальное ускорение в составе силы в самом выводе уравнения моментов.

Тогда:

Sа = Δω * r * t / 2

В выводе уравнения моментов этот же путь выражен через приращение углового перемещения и радиус, но уже без «двойки». Обозначим этот путь, как (Sугл):

Sугл = r * Δφ = Δω * r * t

Найдём соотношение этих путей:

Sа/Sугл = Δω * r * t / 2 * (Δω * r * t) = 1/2

Как видно, перемещение (Sугл = r * Δφ), изначально заложенное в выводе уравнения моментов, вдвое больше пути, который должно пройти тело с тангенциальным ускорением во время работы по приращению скорости, равному (ΔV = Δω * r). Это означает, что на перемещении в один радиан согласно уравнению моментов действует удвоенная сила, совершающая соответственно и удвоенную работу, либо одинарная сила действует на перемещении в два радиана, так же совершая удвоенную работу, кому как больше нравится.