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

Механическая связь это, только канал, по которому осуществляется взаимодействие пространственно разделенных между собой тел. Суть взаимодействия, надо полагать, состоит именно в обмене энергии между самими взаимодействующими материальными телами. При этом не столь важно происходит ли это взаимодействие через какое-либо промежуточное звено в виде физического тела или при непосредственном контакте взаимодействующих тел.

Промежуточное звено одинаково принадлежит каждому из взаимодействующих тел, являясь по сути дела частью общей области упругой деформации распределенной в пространстве между взаимодействующими телами. Взаимодействие между материальными телами может также осуществляться и через какую-либо материальную среду, как, например, в рассматриваемом случае, т.к. поле тяготения не может передаваться в отсутствие материальной среды.

Но если материальная среда заставляет двигаться взаимодействующие тела навстречу друг другу, следовательно, она реально воздействует на каждое тело, противодействуя реальным факторам, препятствующим этому воздействию. Таким реальным фактором и является центробежная сила инерции, реально воздействующая на вращающееся тело, противодействуя реальной силе тяготения Земли или реальной силе упругости связующего физического тела при механически связанном вращении.

Р. Фейман, Р. Лейтон, М. Сэндс, ФЕЙНМАНОВСКИЕ ЛЕКЦИИ ПО ФИЗИКЕ, 2. ПРОСТРАНСТВО. ВРЕМЯ. ДВИЖЕНИЕ, стр. 78,79

«Когда мы держим гантели горизонтально, то никакой работы не производим. Выпрямляя руки в стороны и сгибая их, мы тоже не можем произвести никакой работы. Это, однако, верно только, пока нет никакого вращения! При вращении же на гантели действует центробежная сила. Они стремятся вырваться из наших рук, так что, сгибая во время вращения руки, мы преодолеваем противодействие центробежной силы. Работа, которая на это затрачивается, и составляет разницу в кинетических энергиях вращения. Вот откуда берется этот добавок».

С позиции современной физики в инерциальной системе отсчета сила инерции действует на само тело, но в то же время в неинерциальной системе отсчета сила инерции является фиктивной, т.е. несуществующей силой. Однако как может фиктивная несуществующая сила стремиться вырвать из наших рук гантели, и какая работа может совершаться при преодолении несуществующей фиктивной силы?!

Таким образом, опять налицо смешение физического и математического понятия силы инерции, что свидетельствует, на наш взгляд, скорее об отсутствии ясного определения силы инерции в современной физике, чем о его наличии, а значит, наверное, и об отсутствии ясного понимания явления инерции.

Все становится на свои места естественным образом, если фиктивную силу инерции в неинерциальной системе отсчета считать лишь абстрактной математической моделью реальной силы, действующей на физические тела в инерциальной системе координат. Однако в этом случае все «обычные» силы, так или иначе, следует связывать с силами инерции, которые по этой причине не могут быть фиктивными.

Можно привести еще множество примеров двойственного подхода к понятию силы инерции и до бесконечности спорить, о какой системе отсчета идет речь и является ли сила инерции фиктивной или реальной в каждом конкретном случае. Однако однозначный ответ о природе сил инерции у классиков теоретической механики найти вряд ли удастся.

Среди современных авторов также нет четкого представления о природе силы инерции, впрочем, к слову, как и о природе «обычных» сил. Например, Н. В. Гулиа, являющийся ярым сторонником фиктивности сил инерции независимо от систем отсчета, в которых они рассматриваются в своей книге «Удивительная физика» в главе «Инерция: сила или бессилие?» противореча самому себе, так же дает двойственную оценку силе инерции.

Н. В. Гулиа

С одной стороны он категорически отрицает существование силы инерции, причем, похоже, не только, как математической абстракции, но и как физической реальности. С другой стороны он вынужден, противореча самому себе признавать физическую реальность сил инерции в тех случаях, в которых ее действие невозможно объяснить математической абстракцией. В «Удивительной физике» Гулиа пишет:

«Начиная с 1936—1937 гг. возникла даже общесоюзная дискуссия о силах инерции, где участвовали многие известные инженеры и ученые, и не последнее место в этих дискуссиях занимал журнал „Под знаменем марксизма“. В последней такой публичной дискуссии в актовом зале МВТУ в 1985 г., где присутствовали ведущие профессора-механики Москвы, довелось участвовать и автору, более того, он был основным докладчиком на этой дискуссии. Результат дискуссии был однозначен – сил инерции нет, не было и не может быть, потому что в существующей механике им места нет. Дискуссия велась в основном вокруг книги автора [11], и автор был этими результатами доволен, потому что и в докладе, и в книге говорилось одно и то же – „нет“ силам инерции».

Примечательна логика Гулиа: «…Сил инерции нет, не было и не может быть, потому что в существующей механике им места нет». Это логика типа: этого не может быть, потому что не может быть никогда. Правда Гулиа ведет речь об отсутствии сил инерции в существующей механике. Может быть, профессор имел в виду не действительную реальность, а ее математическое описание? В современной науке, как ни странно, физические представления о реальной действительности формируются именно на основе ее математического описания, хотя должно быть всё наоборот.

Однако вряд ли столько лет дискуссия велась бы только в рамках абстрактного математического аппарата теоретической механики, не имеющего отношения к реальности! Поэтому приведенное высказывание Гулиа, скорее всего, следует понимать, как полное отрицание сил инерции в реальной природе. Далее в этой же главе Гулиа не оставляет никаких сомнений в фиктивности, по его мнению, силы инерции не только в математике, но и в реальной действительности:

«Он (Даламбер – авт.) излагает свой принцип в седьмом томе французской «Энциклопедии наук, искусств и ремесел», причем излагает очень длинно, запутанно, но это, видимо, специально, чтобы не упомянуть термин «сила». Как предчувствовал Даламбер, что может приключиться, попади его принцип в руки не очень грамотных людей. А далее получилось именно то, чего боялся Даламбер. Французский математик и механик Ж.-Л. Лагранж (1736—1813), рафинированный теоретик, не подозревал, что в научном мире еще имеются люди не очень образованные, и все-таки привлек термин «сила» в формулировку их общего принципа Даламбера-Лагранжа.

И вот одна из современных формулировок принципа Даламбера в обработке Лагранжа, которая и вызвала путаницу: «Если в любой момент времени к каждой из точек системы, кроме фактически действующих сил, приложить силы инерции, то система сил будет находиться в равновесии».

Далее Гулиа пишет: Иначе говоря, тело «замрет», а стало быть, задачу можно будет решать методами статики, равновесия – легкими и простыми, гораздо более простыми, чем методы динамики. Что мы и делаем, почти никогда не упоминая о том, что прикладываем-то мы несуществующие силы инерции. Потом мы забыли, что силы эти несуществующие, и стали их считать реальными. Настолько реальными, что они вроде могут сломать что-то или двигать машину (инерцоид, например). Вот тут-то пошла целая масса ошибок, приведших даже к авариям машин. Особенно много казусов возникает при вращательном движении тела и возникновении пресловутой «центробежной силы» (которой реально нет!), но об этом после».

В этой же книге в главе «Реальны ли центробежные силы?» Гулиа однозначно отрицает реальное существование силы инерции:

«Мы уже знаем, что так называемые силы инерции, которые мы добавляем к реально действующим силам якобы для облегчения решения задач, на самом деле не существуют. Слово „якобы“ автор употребил потому, что иногда это „облегчение“ оборачивается такой ошибкой, что лучше бы и не использовать этих сил инерции вообще. Тем более, сейчас, когда всю счетную работу выполняют компьютеры, а им почти все равно, облегчили мы расчеты или нет».

Мы полагаем, что если бы понятия силы инерции на самом деле не существовало, то никому бы и в голову не пришло вводить его исключительно только для облегчения решения задач, т.к. вместо облегчения в этом случае получилось бы только усложнение. Именно так и получилось в современной физике, что признает и сам Гулиа.