Как и почему отскакивает брошенный мяч

 

Когда мяч падает на твердую поверхность Земли, после этого он отскакивает, затем опять падает, отскакивает, до тех пор, пока не остановится. Можно рассматривать всю совокупность движений мяча как его колебание. Падение любого тела обусловлено его притяжением к другому телу - в данном случае, в направлении центра планеты. В падении тел всегда присутствует инерционный компонент - т.е. тело приобретает дополнительно еще и Инерционную Силу. Инерционная Сила тела - это и есть его импульс, кинетическая энергия, эфир. То, что заставляет тело двигаться. Если бы у мяча впереди по ходу движения не возникла твердая поверхность планеты, он так бы и продолжал движение к центру Земли. Но эта твердая поверхность не дала ему двигаться дальше. Вещество твердой поверхности поглотило часть импульса тела - т.е. часть его Инерционной Силы. Но не полностью. Именно поэтому мяч продолжает движение - отскакивает. Т.е. Инерционная Сила у него все же осталась. И движется вверх до тех пор, пока величина его Силы Инерции не становится меньше величины Силы Притяжения Земли. После этого он снова начинает падать. И так далее, пока не остановится.

Мяч, как известно, заполнен воздухом. Когда воздух закачивают в мяч, происходит его сжатие.

За счет чего происходит это сжатие и что понимать под этим термином?

Сжатие воздуха – это уменьшение расстояния между химическими элементами и молекулами, образующими воздушное тело.

Для того, чтобы понять, что происходит при этом с молекулами и химическими элементами воздуха, необходимо вспомнить, какими свойствами обладают химические элементы в составе газообразных при н.у. веществ. Химические элементы, входящие в состав газов, очень легкие. А все потому что в составе химических элементов газообразных веществ большой процент частиц с Полями Отталкивания. У одних типов их много по всему объему тела элемента. У других – их больше в центральной части. У третьих – их больше на периферии.

Частицы с Полями Отталкивания отвечают за процесс антигравитации – т.е. за увеличение расстояния между частицами, элементами, телами. Они расталкивают, разъединяют тела.

Расстояния между молекулами и элементами воздуха больше, чем в жидкостях или твердых телах. Именно благодаря обилию частиц с Полями Отталкивания. Как таковых, связей между составными элементами газов воздуха не возникает. А если и возникают связи, то они недолговечны и непрочны.

Когда происходит сжатие воздуха в мяче, происходит «насильственное» сближение элементов воздуха. При этом частицы с Полями Отталкивания «обдают» испускаемым ими эфиром частицы соседних элементов, и тем самым, трансформируют их, т.е. нагревают. Говоря проще – воздух при сжатии в пространстве полости мяча нагревается. Помимо этого, элементы воздуха. прижимаемые к стенкам мяча, нагревают и их тоже. Вы могли наблюдать этот процесс нагрева, когда накачивали мяч с помощью насоса. К слову сказать, когда мы нагнетаем воздух в камеру велосипедной шины, автомобильной, или любого другого транспортного средства, мы также нагреваем воздух внутри этой камеры путем сжатия. Вспомните, как нагревается велосипедный насос, когда мы закачиваем с его помощью воздух.

То же самое происходит и с воздушным шаром и воздухом в нем. Нагревается сжимаемый воздух и стенки шара.

В момент нагрева (трансформации, трансмутации) происходит излучение с поверхности нагревающихся элементов накопленных там солнечных частиц. Эти отделяющиеся частицы – это и есть то самое «тепло», явственно ощущаемое при накачивании.

Мы разобрали, в каком физическом состоянии пребывают химические элементы воздуха в составе накачанного мяча, резиновой камеры или воздушного шара.

Теперь поговорим о том, почему для большинства детских и спортивных игр используют мячи, заполненные именно воздухом (газом), а не жидкостью (например, водой), или каким-либо плотным веществом (например, песком или опилками). Причина в следующем.

Газообразные тела проще приводить в состояние движения. И они дольше тел в другом агрегатном состоянии сохраняют это инерционное состояние движения. При одной и той же по величине Силы Давления (Силы Удара) – рукой, ногой, головой, палкой – мяч, заполненный газом (воздухом), приобретет большую первоначальную скорость благодаря большей Силе Инерции. Даже самое незначительное давление, самый слабый удар способен заставить такой мяч двигаться. Что особенно важно в случае, если мячом играет ребенок, мускулатура которого еще так не сильна в сравнении с телами взрослых. Мяч, заполненный водой, привести в движение сложнее. Если же мяч тех же размеров заполнить, к примеру, железными опилками, то не всякий сможет его поднять.

А причина всех этих различий кроется в величине Силы Притяжения. В случае газообразного тела она минимальная. Поэтому даже небольшая Сила Давления со стороны играющего с мячом человека способна конкурировать по величине с Силой Притяжения. И если мы выстроим Параллелограмм на векторах этих двух Сил, то увидим, что при небольшой Силе Притяжения (направленной к центру планеты) большая Сила Давления дает в итоге равнодействующую, смещенную к вектору Силы Давления. И величина равнодействующей будет больше Силы Притяжения.

Так что именно благодаря небольшой Силе Притяжения мяч с воздухом легко заставить двигаться.

Мяч с воздухом легче останавливается сопротивлением со стороны воздушной среды. Мяч с водой или тем более мяч с песком при равной первоначальной скорости пройдет, значительно не меняя траектории, куда большее расстояние. Однако мяч, заполненный воздухом, при той же первоначальной скорости, пройдет суммарно большее расстояние. Он будет отскакивать, менять траекторию множество раз, упадет на землю и будет скакать, пока не остановится. Мяч с водой поведет себя куда менее живо, и суммарное время, которое он будет находиться в движении, будет меньше. Хотя он дольше будет двигаться, значительно не изменяя путь. Мяч с песком замрет еще быстрее. Хотя при этом меньше всего изменит траекторию.

 

 

ПОЧЕМУ СТЕКЛО ХРУПКОЕ?

 

Чем легче частица (элемент, тело), тем лучше она (он, оно) приводится в состояние инерционного движения и тем лучше его поддерживает в условиях гравитационного поля Земли. Легкую частицу (элемент, тело) проще сдвинуть с места, проще разогнать и она (он, оно) дольше не останавливается по сравнению с более тяжелыми частицами (элементами, телами). Конечно, в повседневной жизни мы не можем наблюдать проявления инертности отдельных элементарных частиц и химических элементов. Однако косвенно мы можем наблюдать различия в проявлении инертности у разных химических элементов окружающих тел. Например, когда при ударах разбивается стекло или разрушаются другие тела, причиной этого является разница в проявлениях инертности в условиях гравитационного поля планеты у разных химических элементов в составе химических соединений тела. Когда в условиях гравитационного поля планеты на два тела (элемента, частицы) оказывается одинаковое давление (одинаковая Сила Давления), то из них, что легче, разовьет большую скорость.

Объясняется это так.

Одинаковая Сила Давления становится причиной одинаковой первоначальной Силы Инерции. Это означает, что частиц Ян (с Полями Отталкивания) начинают испускать эфир с одинаковой скоростью. Однако, как вы помните, окружающие частиц Инь (с Полями Притяжения) забирают у Ян испускаемый эфир. И чем больше в составе химического элемента процент частиц Инь, тем быстрее суммарно они забирают эфир у частиц Ян. И уменьшают, таким образом, величину Силы Инерции, толкающей химические элементы вперед.

Так что Сила Инерции у разных типов химических элементов при одинаковой первоначальной Силе Давления оказывается разной. Именно из-за разной скорости поглощения эфира окружающими частицами Инь.

А как мы уже разбирали, чем больше Сила Инерции частицы (элемента, тела), тем проще ей (ему) преодолевать Поле Притяжения другой частицы (элемента, тела), и тем большее Поле Притяжения может быть преодолено.

Поэтому в местах удара более легкие химические элементы, например, элементы кислорода в составе стекла, развивают большую первоначальную скорость по сравнению с более тяжелыми элементами – кремния и другими. И происходит разрыв химических связей – стекло бьется. А так как связи между элементами кислорода и кремния в стекле не особенно прочные, то мы можем постоянно наблюдать различия в проявлении инертности у стекла и кремния в виде повышенной хрупкости обычного стекла.

 

 

ПОЧЕМУ ВСЕ-ТАКИ КОЛЕСО?

 

Существует всего два способа движения тел относительно твердой или жидкой поверхности небесного тела – вращение (качение) и скольжение. Биологические организмы могут также перемещаться путем переставления конечностей. Однако здесь мы не уделим внимание этому способу движения.

Качение тела – это его вращение относительно оси, которая «параллельна» поверхности планеты и перпендикулярна вектору направления движения этого тела.

При скольжении тела его нижняя поверхность все время контактирует с поверхностью планеты. Для тел различной формы, плотности и объема в различных ситуациях предпочтительным способом движения является либо вращение, либо скольжение. На выбор способа движения влияет также Сила Удара (Сила Давления), а также тип вещества поверхности планеты и ее форма.

Давайте рассмотрим причины, по которым именно колесо издревле является наиболее предпочтительной геометрической формой в качестве основания под другие тела при их транспортировке.

Колесо также как и шар представляет собой удивительное механическое приспособление. Вероятно, человечество стало использовать плоские круглые и шарообразные тела с тех пор, как стало изыскивать наиболее удачные способы транспортировки грузов. В чем же состоит уникальность геометрической формы колеса или шара?

На твердой и плоской поверхности (или обладающей очень малой кривизной) колесо и шар будут касаться этой поверхности очень малым участком собственной поверхности. Для шара в идеале этот участок контакта сводится к одной точке, а для колеса – к линии. Такая малая площадь поверхности тела, контактирующей с поверхностью планеты, уменьшает величину одной из составляющих того, что в механике называют «Силами Трения». Речь идет о притяжении, действующем непосредственно между нижней поверхностью тела и поверхностью планеты.

Давайте сравним особенности приведения в движение двух тел – шарообразного и имеющего прямые углы. Пусть оба тела обладают абсолютно равными плотностью и объемом – т.е. их качественно-количественный состав одинаков. Это означает, что в составе каждого из тел находится одинаковое число элементов каждого представленного качества. Пусть каждое из тел покоится на твердой поверхности планеты относительно ее центра. Пусть это будет асфальтовое покрытие. «Покой» каждого из тел обеспечивают следующие Силы. Во-первых, в каждой частице каждого элемента каждого элемента действует Сила Притяжения ко всей массе химических элементов планеты. Данная Сила вызвана действием суммарного Поля Притяжения планеты. Наибольшее по величине Поле Притяжения направлена к центру планеты. Эфирный поток Поля Притяжения планеты движется сквозь элементы, в том числе сквозь элементы вещества поверхности планеты, и направлен он вдоль линии, проходящей через центр планеты.

И вторая Сила, обеспечивающее «покой», это Сила Притяжения, которая действует в частицах элементов, расположенных на поверхности тела, контактирующей с нижележащей поверхностью планеты, именно к частицам с Полями Притяжения в составе элементов этой поверхности.

Данные две Силы являются двумя составляющими «Сил Трения» (которых всего три) и именно они удерживают тело на одном месте. Направления векторов обеих Сил совпадают.

Можно считать, что вторая Сила Притяжения является составляющей единой суммарной Силы Притяжения к планете.

При малых размерах тела (в сравнении с размерами планеты) Сила Притяжения к планете можно считать величиной, не зависящей от высоты тела.

Суммарная Сила Притяжения тела складывается из Сил Притяжения всех частиц всех элементов этого тела. Как известно чем больше расстояние, тем меньше Сила Гравитации. Но так как общие размеры тела невелики, то разница между величиной Сил, возникающих в элементах нижней и верхней частях тела, оказывается очень мала (даже при достаточно большой высоте тела).

Таким образом, лишь одно из Сил может повлиять на способность тела сохранять состояние «покоя». Это Сила Притяжения, обусловленная контактом поверхностей. Чем меньше площадь нижней поверхности тела, которая соприкасается с поверхностью планеты, тем меньше будет суммарная «контактная» Сила Притяжения тела. Отсюда вывод: нижнюю поверхность именно шарообразного тела проще всего оторвать от нижележащей поверхности.

Удар шарообразного или шестигранного тела со стороны другого тела или давление на него ведет к началу инерционного движения элементов, расположенных вдоль линии давления (Силы). Остальные элементы тела начинают инерционное движение благодаря существованию связей с элементами, первыми начавшими движение.

У кубического тела есть только два способа осуществления инерционного движения: либо скользить нижней гранью по поверхности планеты, либо перекатываться. Качение шестигранника означает, что его нижняя грань должна отделиться от поверхности планеты, затем тело должно встать на ребро, и после этого упасть на переднюю грань.

Что касается инерционного движения шара, то оно также может осуществляться и скольжением, и качением. Однако скольжение шара – это очень редкий способ его перемещения. Вероятнее всего оно должно сопровождаться вращением шара вокруг оси, перпендикулярной плоскости покрытия. Почти всегда шар катится. Качение шара означает, что нижележащая точка поверхности шара отрывается от поверхности покрытия, а следующая по ходу движения точка на поверхности шара падает на поверхность покрытия. И так до бесконечности.

Таким образом, именно шарообразное тело очень легко катить. И если сравнивать приведение в состояние инерционного движения качения два тела – шарообразное и шестигранное, то «победит», несомненно, шар. Этому две причины: очень малая площадь контакта с нижележащей поверхностью и постоянство местоположения в процессе движения «центра масс» тела (из-за отсутствия выступающих частей). Оба этих фактора являются причиной того, что шарообразное тело очень легко приводить в состояние инерционного движения-качения. По сравнению с телом любой другой формы Сила (давление) соударяющегося или сдавливающего тела для шарообразного тела может быть несравнимо меньше.

Что касается скольжения, то это обычный способ инерционного движения шестигранников с прямыми углами. Особенно такой способ характерен для шестигранников, чья высота меньше длины и ширины. Если же высота тела больше длины и ширины, то оно начинает движение качения, после чего падает на переднюю грань. Например, это происходит с вертикально стоящим столбом или доской, или с этажеркой. После падения на переднюю грань тело проще заставить скользить. При появлении препятствий на поверхности, по которой скользит шестигранное тело, тело, соударяясь с ними, может отскочить. При этом, если скорость движения тела была большой, то после соударения с препятствием тело может начать кувыркаться, т.е. катиться.

Если поверхность планеты, на которой покоится тело, жидкая или покрыта слоем жидкости (смазки), то это значительно уменьшает Силу Давления, необходимую для того, чтобы заставить шестигранное тело скользить. Эти же условия затрудняют качение шара в прежнем направлении, и могут вызвать появление скольжения дополнительно к качению.

Еще раз подведем итог. Если сравнивать Силу Давления, необходимую для приведения в движение шарообразного и шестигранного тела с прямыми углами, то гораздо меньшая Сила потребуется, чтобы заставить катиться шар, чем скользить или катиться шестигранник (да и тело любой другой формы).

Все, что было сказано относительно преимуществ приведения в движение шарообразного тела, применимо и к колесу. С той лишь разницей, что число прямых, вдоль которых шар может быть приведен в движение, бесконечно. А вот для колеса такая прямая всего одна, и она перпендикулярна оси колеса и параллельна плоскости покрытия.

Вот поэтому колесо, шар, круг – это уникальные геометрические формы, используемые в механике.