Александр Астахов - Физика. Порядок вещей, или Осознание знаний. Книга 1

Процесс разгона замедляется по мере расхода напряжения взаимодействия, как «сырья» для производства движения, что и производит эффект мнимого прямого силового противодействия движению. По этой же причине снижается и эффективность процесса торможения. Тормозящая сила расходуется на разгон массовых элементов тормозящего тела, что снижает тормозящий перепад напряжение-движение. Это производит эффект мнимой силовой поддержки движения.

По определению Жуковского Н. Е.

«Силой инерции называется сила, которая по величине равна произведению массы на полное ускорение, а направлена в сторону, противоположную полному ускорению» (см. фотокопию выше, «Теоретическая механика», издание второе, ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАНИЕ ТЕХНИКО—ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ МОСКВА—ЛЕНИНГРАД 1952 г., §2 Сила инерции).

Таким образом, по определению Жуковского силы инерции в точности соответствует определению силы противодействия, которая возникает при всяком силовом воздействии на материальное тело в соответствии с третьим законом Ньютона с той лишь разницей, что силы из 3-го закона Ньютона (ЗН) направлены на разные тела, а силы инерции на одно и то же тело с силой действия. Однако это всего лишь академическая условность, т.е. математическая абстракция, которая якобы облегчает написание уравнений движения в неинерциальных системах отсчёта, что физически собственно ничему не противоречит, т.к. силы инерции в современной физике являются фиктивными, т.е. несуществующими силами. Тем не менее, их связь с 3-м ЗН не случайна.

Образно говоря, носители сил непрерывно переотражаются от массовых элементов по обе стороны от центра масс взаимодействующих тел, образующих объёмные границы общего сосуда взаимодействия, отдавая им свою энергию. При этом если их направление совпадает с направлением движения ускоряемого тела, то они образуют силы действия. Отработав и отдав часть своей энергии ускоряемому телу, они отражаются обратно к ускоряющему телу в виде сил противодействия. Отражённые силы уже не оказывают влияния на ускоряемое тело и потому они для него – фиктивные силы инерции. Но в момент отражения они являются вполне реальной реакцией со стороны тела на силы действия. Это в точности соответствует определению сил инерции, которые равны произведению массы на ускорение, но направлены противоположно ускорению.

Силы инерции есть только в неинерциальных системах отсчёта (НСО), т.к. только в неинерциальных системах ускорения могут не совпадать по направлению с обычными силами действия. А вот в инерциальных системах (ИСО) сил инерции нет, т.к. в них ответное тело условно математически заменяется телом с бесконечно большой массой. Естественно, что ответные силы противодействия не оказывают никакого сколько-нибудь заметного воздействия на такую массу. Вся их энергия переотражается только на одно ускоряемое тело, что равносильно отсутствию сил инерции.

Вообще говоря, даламберовская инерция – это большая глупость с физической точки зрения. Поэтому если в нашем объяснении и есть какие-либо нестыковки, то это связано с глупостью даламберовской инерции. А глупости, как известно, не поддаются до конца логическому объяснению. Но это не наша глупость.

Далее Жуковский Н. Е. пишет:

«Введение понятия о такой фиктивной силе облегчает формулировку многих теорем динамики, особенно в вопросе об относительном движении и о движении несвободной материальной точки».

То есть Жуковский относит силы инерции, вводимые в математическую модель ускоренного движения тел к фиктивным силам, которые не оказывают реального влияния на ускоренное движение материальных тел и вводятся в неинерциальных системах отсчета как математический прием только для облегчения формулировок теорем динамики.

В современной физике принято различать «обычные» силы, действующие на тело со стороны других тел в инерциальных системах отсчета и фиктивные силы инерции, возникающие в неинерциальных системах отсчета. А. Н. Матвеев в работе «Механика и теория относительности», 3-е издание, Москва, «ОНИКС 21 век», «Мир и образование», 2003 г. дает следующее определение «обычных» сил:

«В инерциальных системах отсчёта единственной причиной ускоренного движения тела являются силы, действующие на него со стороны других тел. Сила всегда есть результат взаимодействия материальных тел».

Однако в неинерциальных системах отсчета наблюдаются ускорения, которые не являются результатом действия на тела каких-либо сил со стороны других тел. По этому поводу Матвеев пишет:

«В неинерциальных системах можно ускорить тело простым изменением состояния движения системы отсчета. Рассмотрим, например, неинерциальную систему отсчета, связанную с автомобилем. При изменении скорости его относительно поверхности Земли в этой системе отсчета все небесные тела испытывают соответствующие ускорения. Ясно, что эти ускорения не являются результатом действия на небесные тела каких-либо сил со стороны других тел. Таким образом, в неинерциальных системах отсчета существуют ускорения, которые не связаны с силами такого же характера, какие известны в инерциальных системах отсчета. Благодаря этому первый закон Ньютона в них не имеет смысла. Третий закон Ньютона в отношении взаимодействия материальных тел, вообще говоря, выполняется. Однако, поскольку в неинерциальных системах отсчета ускорения тел вызываются не только „обычными“ силами взаимодействия между материальными телами, проявления третьего закона Ньютона настолько искажаются, что он также утрачивает ясное физическое содержание».

Силы, которые проявляются в неинерциальной системе отсчета, в отличие от «обычных» сил Матвеев определяет, как силы «особой природы».При этом Матвеев отмечает, что этот путь был выбран не им, а сложился исторически и предлагает свой альтернативный вариант:

«При построении теории движения в неинерциальных системах в принципе можно было бы идти по пути коренного изменения представлений, выработанных в инерциальных системах, а именно можно было бы принять, что ускорения тел вызываются не только силами, но и некоторыми другими факторами, которые ничего общего с силами не имеют.Однако исторически был выбран иной путь – эти другие факторы были признаны силами, которые находятся с ускорениями в таких же соотношениях, как и обычные силы. При этом предполагается, что в неинерциальных системах, так же как и инерциальных, ускорения вызываются только силами, но наряду с „обычными“ силами взаимодействия существуют еще силы особой природы, называемые силами инерции».