Центробежные силы – реальные силы.

Представления о силах, действующих на тело при его движении по криволинейной траектории, до сих пор остаются одним из самых запутанных вопросов в физике. Полагают, что равномерное движение тела по окружности всегда обеспечивается единственной результирующей силой – центростремительной: так, при движении спутника по круговой орбите роль этой силы играет сила тяготения (возмущающими факторами пренебрегаем). Движение тела, которое вращают с помощью центрифуги, тоже, как полагают, происходит под действием только центростремительной силы. Но традиционная динамика, подходя с одной меркой и к спутнику, и к телу в центрифуге, бессильна объяснить принципиальную разницу в их состояниях по части механических деформаций: тело в центрифуге их испытывает, а спутник – нет.

Теоретические трудности ещё больше усугубляются, когда равномерное движение тела по окружности пытаются описать в системе отсчёта, вращающейся с той же угловой скоростью и вокруг той же оси, что и тело. В этой системе отсчёта скорость и ускорение тела равны нулю; как полагают, это является результатом компенсации центростремительной силы центробежной силой. Центробежная сила считается одной из разновидностей сил инерции, которые следует принимать во внимание при анализе динамики явлений лишь в неинерциальных системах отсчёта, в данном случае – во вращающейся. Ложность этой концепции с очевидностью демонстрируется хотя бы тем фактом, что при выходе самолёта из пике центробежная сила вдавливает лётчика в сиденье независимо от того, в какой из систем отсчёта анализируется этот процесс.

Действительно, если на тело действует реальная сила, то имеют место реальные следствия: тело приобретает ускорение или деформируется. Такие следствия имеют абсолютный, не зависящий от системы отсчёта характер, тем более что они сопровождаются тем или иным превращением энергии. Что же касается так называемых сил инерции, которые действуют в одной системе отсчёта и в то же время не действуют в другой, то они являются, на наш взгляд, теоретической фикцией, порождаемой неудачным выбором системы отсчёта. В отличие от этой фикции, центробежные силы являются силами реальными.

Какова же природа этих сил? Заметим, что если в пробном теле имеет место градиент ускорений, с которыми движутся различные элементы тела, и при этом форма тела и состояние его движения не изменяются, то это означает, что действие градиента ускорений каким-то образом скомпенсировано. В частности, при вращении диска с постоянной угловой скоростью w вокруг своей главной оси имеет место радиальный градиент ускорений, и его действие скомпенсировано как раз центробежными силами. Если эти силы не являются механическими, то не могут ли они иметь частотно-градиентную природу, как и силы тяготения [1,2]?

…

Итак, допущение частотно-градиентной природы центробежных сил выглядит, на наш взгляд, вполне разумным. Принятие этой гипотезы позволяет, наконец, объяснить, откуда берутся силы, которые, из-за собственного вращения Земли, уменьшают вес тел на экваторе по сравнению с их весом на полюсе, а также те силы, которые вызывают океанский прилив, перемещающийся в противофазе с подлунным приливом. Ещё в школе нас учили, что прилив, противофазный подлунному, обусловлен центробежными силами – благодаря вращению Земли вокруг центра вращения системы Земля-Луна с периодом в лунный месяц. Но природа этих реальных сил, вызывающих энергопревращения планетарного масштаба, до сих пор оставалась загадкой.

…

Центробежные силы и движение спутников.

Выше речь шла о центробежных силах для случаев, когда траектория пробного тела формируется при непременном участии каких-либо механических сил, вызывающих механические деформации. В этих случаях центробежное ускорение ортогонально вектору скорости пробного тела и равно квадрату этой скорости, делённому на радиус кривизны траектории.

Принципиально иначе проявляется центробежное ускорение в случаях, когда механические силы не действуют на пробное тело, и его движение определяется лишь частотно-градиентными силами – в частности, силой тяготения. Эта принципиальная разница обусловлена тем, что пробное тело изначально находится на частотном склоне, причём изочастотные, т.е. эквипотенциальные, линии являются кривыми.

…

Заключение.

Родство сил тяготения и центробежных сил подмечено давно. Весьма эффектно это родство демонстрируется опытом с семенами, прорастающими на периферии вращающегося колеса: при достаточно быстром вращении ростки тянутся к центру этого колеса. Напрашивается вывод, что именно градиент частот задаёт росткам опорное направление в пространстве. Этот вывод косвенно подтверждается экспериментами с проращиванием семян на орбитальных станциях. Как отмечалось выше, в случае круговой орбиты градиент частот в объёме станции равен нулю, и поэтому нормальное прорастание семян нарушается: деление клеток происходит не по выделенному направлению, а бессистемно, что делает «ростки» уродцами. Следует подчеркнуть, что невесомость не обязательно сопровождается нулевым градиентом частот. Так, нулевой градиент частот не имеет места в лифте, свободно падающем по вертикали, а также в самолёте, движущемся по «горке» для получения искусственной невесомости, поскольку в этих случаях отсутствует компенсация силы тяжести центробежной силой.

 

Итак, мы постарались показать, в чём заключается сущность родства сил тяготения и центробежных сил: и те, и другие обусловлены градиентами собственных частот квантовых осцилляторов в пробном теле, хотя частотные градиенты, обеспечивающие тяготение, и центробежные частотные градиенты создаются по-разному.

Имея частотно-градиентную природу, центробежные силы, во-первых, не вызывают механических деформаций и, во-вторых, не совершают работы в том смысле, что они не сообщают энергию телу: они превращают внутреннюю энергию тела в кинетическую – аналогично тому, как это делают силы тяготения [1,2].

"О ВСЕМИРНОМ ТЯГОТЕНИИ: ВСЁ ЛИ ВЕЩЕСТВО ОКАЗЫВАЕТ ПРИТЯГИВАЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ?"

Гришаев А.А., Институт метрологии времени и пространства, ГП ВНИИФТРИ, 141570 Московская обл., Менделеево, Сайт "Наброски для новой физики" http://newfiz.narod.ru.

Введение.

Ньютоновский закон всемирного тяготения постулирует взаимное притяжение каждой пары тел; но физического механизма этого притяжения Ньютон не разъяснил. Эйнштейн в общей теории относительности (ОТО) предпринял попытку подменить физическое решение проблемы тяготения чисто геометрическим решением, на основе постулата о том, что вокруг тела с ненулевой массой имеется соответствующее искривление пространства-времени. Но каким образом масса искривляет вокруг себя пространство-время, и в чём заключается сущность этого искривления – на эти вопросы до сих пор нет чётких ответов. Будучи абстрактно-геометрической теорией, ОТО даже не в состоянии объяснить, откуда берётся кинетическая энергия у свободно падающего тела.

Как мы показали ранее [1,2], проблема источника кинетической энергии у свободно падающего тела может быть легко разрешена на основе конкретной модели пространственного распределения собственных частот квантовых осцилляторов в окрестностях «притягивающего центра». Это распределение представляет собой сферически-симметричный «провал», который непосредственно обнаруживается в прецизионных экспериментах по сравнению частот однотипных квантовых осцилляторов, разнесённых по высоте. Ближе к центру «провала» собственная частота квантового осциллятора меньше, т.е. меньше его собственная энергия – именно за счёт этой убыли собственной энергии, на наш взгляд, происходит прирост кинетической энергии у свободно падающего тела [1,2].

Но если тело свободно падает благодаря всего лишь градиенту частот его квантовых осцилляторов, то остаётся открытым вопрос: причастна ли к созданию этого градиента частот масса «притягивающего центра»? В данной статье представлен анализ экспериментальных фактов, свидетельствующих о том, что «масса» и «провал частот», о котором идёт речь – это независимые друг от друга физические феномены. Если в теле не происходит структурная перестройка с достаточно интенсивным выделением (или поглощением) энергии, то такое структурно-статическое тело не возмущает вокруг себя имеющегося распределения частот. Такое тело не притягивает других тел, оно лишь само «притягивается», т.е. приобретает ускорение, вектор которого определяется локальным градиентом частот:

…

Астрономические факты.

Универсальность действия тяготения подразумевает, что каждое тело не только создаёт собственный частотный «провал», но и, в свою очередь, приобретает ускорение, соответствующее результирующему локальному распределению частот, причём в это результирующее распределение даёт вклад и собственный частотный «провал». Аналогичный порочный круг имеется и в электродинамике: считается, что каждый заряд даёт вклад в формирование электромагнитного поля, которое, в свою очередь, действует на каждый заряд, т.е. каждый заряд действует сам на себя; в результате теория даёт известные бесконечности, которые приходится устранять искусственными приёмами. Вернёмся к тяготению: если вблизи большого тела находится малое тело, которое лишь незначительно возмущает частотный склон, создаваемый большим телом, то малое тело будет приобретать соответствующее ускорение по направлению к большому телу. Но вдали от большого тела крутизна его частотного склона меньше, и на некотором расстоянии она равна крутизне собственного частотного «провала» малого тела на его поверхности; это расстояние мы называем дальностью отчуждения. За пределами дальности отчуждения малое тело находится уже не на частотном склоне, а в частотной «ямке». Конечно, эта «ямка» асимметрична из-за действия частотного склона большого тела, и, казалось бы, эта асимметрия должна приводить к ускорению малого тела, которое определяется именно крутизной этого склона. Но это суждение, на наш взгляд, ошибочно, поскольку здесь не учитывается механическая деформация малого тела. В самом деле, хорошо известно, что свободно падающее тело – находящееся на частотном склоне – не деформировано. Хорошо известно и то, что тело, находящееся в частотном «провале», например, Земля – деформировано.

…

Наличие у планет так называемых сфер действия, т.е. припланетных областей, в которых движение пробного тела определяется, главным образом, «взаимодействием с массой планеты», означает именно то, что планеты находятся в собственных частотных «провалах». Тем не менее, хорошо известно, что планеты испытывают ускорения друг к другу и к Солнцу. Впрочем, звёзды и планеты не являются полностью структурно-статическими объектами, и их взаимное притяжение – это отдельная тема.

Гравиметрические факты.

Данные в пользу того, что структурно-статическое вещество не оказывает притягивающее действие, накапливаются не только при наблюдениях космических тел, но и благодаря земной практике – с тех пор, как стали применяться простейшие гравиметрические инструменты. Успокоившийся отвес, как считается, расположен по местной вертикали, нормальной к эквипотенциальной поверхности. Пусть под поверхностью грунта находится сферическое включение с большей, чем у грунта, плотностью. По всем гравиметрическим канонам, такое включение притягивает отвес сильнее, чем грунт, поэтому должны иметь место уклонения отвеса в районе включения – такие, что эквипотенциальная поверхность над включением должна иметь выпуклость вверх. Известно, что свободная поверхность жидкости располагается как раз по эквипотенциальной поверхности; с учётом этого, поверхность моря над массивным включением должна иметь горб. Мы пришли к абсурдному выводу: в области, где направленная вниз компонента силы тяжести больше, чем средняя, поверхность моря должна приподняться. В действительности всё наоборот: так, морские приливы происходят там, где направленная вниз компонента силы тяжести не больше, чем средняя, а меньше.

После этого теоретического отступления об уклонениях отвеса, посмотрим, как ведёт себя отвес на практике. Издавна предпринимались попытки обнаружить уклонения отвеса, обусловленные притяжением, например, мощных горных массивов – методом сравнения геодезических координат точки расположения отвеса (вычисляемых, например, с помощью триангуляции) и тех же координат, получаемых из астрономических наблюдений. Результирующие уклонения отвеса в большинстве случаев гораздо меньше ожидаемых. Во многих учебниках по гравиметрии (см., например, [5,6]) упоминаются измерения, которые в середине 19-го века провели англичане южнее Гималаев. Вместо рекордно больших ожидаемых уклонений, обнаруженные уклонения оказались почти нулевыми. Аналогичное поведение отвеса обнаруживается и вблизи морской береговой линии, вопреки ожиданиям того, что суша, более плотная, чем морская вода, будет притягивать отвес сильнее. Для объяснения подобных результатов учёные приняли гипотезу об изостазии. Смысл изостазии заключается в том, что действие неравномерно распределённых поверхностных масс скомпенсировано действием других масс, соответственно распределённых на некоторой глубине.

…

Прослеживается чёткая закономерность: если при гравиметрической съёмке не вводить поправок на влияние поверхностных масс, а использовать только поправку «за свободный воздух», то аномалии силы тяжести везде становятся близкими к нулю. Но считается, что поверхностные массы не могут не оказывать влияния на гравиметр, поэтому вычисляются и вносятся поправки, которые и дают аномалии, равные по величине этим поправкам. А затем, чтобы обнулить аномалии и привести теоретические значения в согласие с измеренными, применяют гипотезу об изостазии.

…

Следует сказать и о положении дел в гравиразведке полезных ископаемых. Практики знают, что, несмотря на хорошо разработанную теорию (см., например, [8,9]), эффективность гравиразведки является наихудшей по сравнению с эффективностями других методик, применяющихся в промышленных масштабах. Показания гравиметров и вариометров (приборов на основе крутильных весов) лишь в небольшом проценте случаев свидетельствуют об истинной картине распределения тех или иных залежей. В рамках нашего подхода, вышеописанное положение дел в гравиметрии объясняется просто: практически всё вещество земной коры, а, возможно, и мантии, является структурно-статическим, и, следовательно, оно не оказывает гравитационного воздействия на чувствительные элементы гравиметрических устройств.

…

Заключительные замечания.

Итак, если не принимать во внимание притяжение образцов в лаборатории, обусловленное, по-видимому, не гравитационными эффектами, то значительное количество фактов свидетельствует: структурно-статическое вещество не причастно к созданию частотных склонов, обеспечивающих ускоренное движение тел к «притягивающим центрам». Это означает, что геометрия частотных склонов определяется не массой структурно-статического вещества, входящего в состав «притягивающего центра», а каким-то другим, самостоятельным, фактором.

В пользу этого вывода можно интерпретировать астрономические данные о зонах в космосе, обладающих мощным гравитационным действием, но не обнаруживающих никаких признаков наличия вещества в своих центрах. Ортодоксы истолковывают подобные факты, как свидетельства существования так называемых «чёрных дыр». На наш взгляд, для объяснения этих фактов не требуется оперировать такими сказочными объектами, как «чёрные дыры», ведь частотный «провал» сообщает центростремительное ускорение веществу даже при отсутствии массивного тела в своём центре.

Это утверждение не так фантастично, как представляется на первый взгляд. Оно, во-первых, не противоречит закону сохранения энергии (см. [1]). Во-вторых, оно находится лишь в кажущемся противоречии с законом сохранения импульса. Этот закон справедлив только для замкнутых систем, а система, включающая в себя частотный «провал», является принципиально незамкнутой. И, в-третьих, концепция частотных «провалов» позволяет тривиально решить вопрос о скорости действия гравитации. Пробное тело, перемещаясь по частотному склону, не взаимодействует с массой далёкого «притягивающего центра», оно реагирует лишь на локальное значение крутизны частотного склона согласно (1). Таким образом, при зафиксированной геометрии частотного «провала» запаздывание гравитационном воздействия отсутствует: локальный участок частотного склона действует на пробное тело, фактически, мгновенно.

"ИМЕЮТ ЛИ СОБСТВЕННОЕ ТЯГОТЕНИЕ МАЛЫЕ ТЕЛА СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ?"

А.А.Гришаев, Государственный эталон времени-частоты, ФГУП “ВНИИФТРИ”, 141570 Московская обл., Менделеево, Сайт "Наброски для новой физики" http://newfiz.narod.ru.

Введение.

В традиционных представлениях о тяготении важную роль играет аксиома о его всеобщем и универсальном действии. Подразумевается, что любое, даже небольшое тело – например, камешек – не только подвержено действию тяготения других тел, но и само является центром тяготения, обладая способностью притягивать другие тела (по Ньютону) или “искривлять вокруг себя пространство-время” (по Эйнштейну).

…

В Солнечной системе собственное тяготение с полной очевидностью имеется у Солнца, планет и Луны; а также, если судить по наличию атмосферы, у Титана. Что касается остальных тел – других спутников планет, а также астероидов и комет – то, подходя к вопросу непредвзято, мы должны будем сделать вывод об отсутствии прямых экспериментальных свидетельств наличия у них собственного тяготения. Прежде чем сделать такой вывод, мы проанализируем фактическую сторону открытий “спутников у астероидов”, а также “выведения космического зонда на орбиту вокруг астероида”.

…