Александр Астахов - Физика движения. Альтернативная теоретическая механика, или Осознание знания. Книга в двух томах. Том I

Далее Герц пишет: «Нам не остается ничего иного, как заявить: центробежная сила не является силой в собственном смысле этого слова; этот термин так же, как термин „живая сила“, имеет историческое происхождение, и сохранение его можно скорее извинить соображениями полезности , чем оправдать ».

Зоммерфельд: «По поводу этого замечания Герца мы хотели бы сказать, что термин „центробежная сила“ не нуждается ни в каком оправдании, так как он так же, как и более общий термин „сила инерции“, основан на ясном определении . Впрочем, как раз эта мнимая неясность понятия силы побудила Герца построить его „Механику“, освобожденную от этого понятия, которая хотя и очень интересна, но мало плодотворна».

В этой полемике Зоммерфельд противоречит сам себе. Реально руке противодействует вовсе не веревка, а камень, о чем говорит сам Зоммерфельд – «центробежная сила есть инерция камня».Источник силы, воздействующий на руку, неразрывно связан именно с камнем, а не с веревкой. Веревка только передает взаимодействие от камня к руке, т.е. является по сути дела лишь передаточным звеном – пассивной механической связью руки с камнем, которую теоретически можно рассматривать только как некое абстрактное устройство передачи усилия не имеющее собственной массы.

Действительно, масса веревки не только теоретически, но и в реальности может быть бесконечно мала по сравнению с массой камня, поэтому совершенно необъяснимо, как она может воздействовать на руку с тянущим усилием, не имея, ни массы, ни соответственно инерции. Без массы не может быть и силы инерции независимо от того фиктивная она или реальная.

Однако если невесомая веревка все-таки воздействует с тянущим усилием на руку, значит, она сама испытывает воздействие со стороны камня, следовательно, на камень в соответствии с третьим законом Ньютона тоже должна воздействовать вовсе не фиктивная сила. Как эту силу называть, и какова ее природа это уже другой вопрос. Физически это вполне реальная сила, но в классической физике она считается фиктивной центробежной силой инерции.

Утверждая, что на руку воздействует невесомая веревка, Зоммерфельд фактически продляет геометрию камня до руки, т.е. заменяет систему тел камень-веревка на единое эквивалентное тело, непосредственно соприкасающееся с рукой. С таким же успехом можно «продлить» геометрию руки до камня, присовокупив веревку к руке или просто взяв камень непосредственно в руку, и таким образом вовсе исключив промежуточное звено – веревку.

Если в отсутствии веревки исключить камень, как силу, противодействующую руке, то рука вместо веревки должна воздействовать с тянущим усилием на саму себя, противодействуя собственному же центростремительному воздействию на камень. Однако если нет противодействия камня центростремительной силе руки, – значит, в соответствии с третьим законом Ньютона противодействовать нечему, т.е. нет и воздействующей силы руки на камень.

Если центробежная и центростремительная силы компенсируют друг друга внутри руки, то камень не должен вообще испытывать никакого воздействия. Но тогда камень должен двигаться по окружности фактически по «щучьему велению», т.к. в соответствии с первым законом Ньютона в условиях равновесия сил, эквивалентного отсутствию неуравновешенных сил, камень должен двигаться равномерно и прямолинейно.

При отсутствии веревки с классической точки зрения можно конечно утверждать, что тянущее усилие осуществляет рука, опять же исключая камень. Но тогда в цепочку взаимодействия необходимо вводить дополнительное тело, осуществляющее центростремительное усилие. Это может быть, например плечо или туловище. И так, казалось бы, можно сдвигать цепочку взаимодействия в сторону источника силы до бесконечности, каждый раз, исключая промежуточное передаточное звено: веревку, руку, плечо, туловище и принимая за источник центростремительного усилия следующее в цепочке взаимодействия тело.

Однако цепочка взаимодействий не может быть бесконечной. После исключения туловища источником центростремительной силы может быть только диаметрально противоположное вращающееся тело. Таким образом, источником центростремительной силы фактически является сила инерции, которая приложена к диаметрально вращающимся телам в разных диаметрально противоположных направлениях. Следовательно, либо реальной является сила инерции, порождающая реальную центростремительную силу упругости, либо силу упругости, порождаемую фиктивной силой инерции, также следует считать фиктивной!

Все эти алогизмы, на наш взгляд, происходят только из-за того, что в современной физике нет полной определенности в отношении физической реальности силы инерции.

Причиной инерционного воздействия на руку, безусловно, является камень. С этим соглашаются все классики теоретической механики. Однако по не совсем понятным причинам с точки зрения современной физики сила инерции для камня является фиктивной. Такая логика по сути дела означает, что если кусок масла соприкасается с хлебом, то на куске хлеба масло вне всяких сомнений является маслом, но в самом куске масла это же самое масло, в соответствии с логикой, применяемой в отношении силы инерции, является фиктивным, т.е. не существующим! В масле – нет масла, в камне нет камня?!

В соответствии с этой логикой сила инерции камня, минуя сам камень, может воздействовать только сразу на веревку или непосредственно на руку, что вообще противоречит всякой логике и третьему закону Ньютона. Таким образом, ни о какой ясности в определении явления инерции в классической физике, в том числе и в определении самого Зоммерфельда говорить не приходится.

Далее видимо для «лучшего» уяснения четкого представления о силе инерции, основанного на «ясном определении» Зоммерфельд предлагает в своей «Механике» следующую задачу (Задача 3 к главе II):

«II.3. Центробежная сила при увеличенной скорости вращения Земли

С какой скоростью должна вращаться Земля (тело на уровне её поверхности) для того, чтобы на экваторе сила тяжести и центробежная сила взаимно уничтожались ? Какова была бы при этом продолжительность суток?»

Известно, что сила тяжести это сила, с которой Земля притягивает к себе тела, находящиеся в сфере действия ее поля тяготения. Совершенно очевидно, что сила тяжести действует на само тело, лежащее на поверхности Земли. Если тело лежит на опоре, то оно не будет двигаться радиально к центру Земли под действием силы тяготения, т.к. она компенсируется силой противодействия опоры. Для того же чтобы тело не двигалось к центру Земли и не оказывало давление на её поверхность вследствие соответствующего вращения Земли, оно должно вместо реакции опоры испытывать воздействие какой-то другой силы, которая в данном случае должна заменить силу реакции опоры.