Мы пытаемся доказать, что действительно имеет место центростремительное ускорение в круговом движении тел даже при постоянном модуле скорости. На основе выведенной Ньютоном формулы V2/R строим задачи в школьных учебниках, не задумываясь верно мы это делаем, или нет. Вся надежда на то, что все это раньше исследовано, доказано и является неоспоримым. А если даже что-то не вяжется, то это вина не прежняя, не раньше сделанных выводов, а сугубо наша, так как мы где-то чего-то в такой сложности движения еще не узнали. На самом деле, мы в силе проверить и себя и своих предшественников не столько количественно, сколько с стороны качественного подхода так прочно усвоенного знания об известном.
Попытка пройти путем Ньютона
Направим все свои мысли на осмысливания устойчивого понятия - это о величине центростремительного ускорения 0,0027 м/с2 в линейной скорости Луны на ее орбите. Если Ньютон открыл эту величину возможного перемещения тела по направлению действия силы тяжести с того расстояния, то такая вполне соответствует реальности. Путь движения Луны к Земле корректировался бы, а модуль скорости все время рос бы на величину 0.0027 м/с2, то есть происходило бы действительно центростремительное ускорение до тех пор, пока тело не упало бы на неодолимую преграду - на поверхность планеты. Где же имеет место данная величина перемещения планетного тела (Луны) в его линейной скорости, когда данное тело все время кружит вокруг земного центра тяжести? Ведь величина (сек2) говорит, что ускорение, как таковое, должно иметь место не в рамках только одной секунды, а на протяжении всего времени движения тела. А это значит, что за первую секунду центростремительное ускорение составляет 0,0027 м/с2, за вторую - 0,0054 м/с2, за третью 0,0081 м/с2 и т.д.
Если привязать данную величину центростремительного ускорения к линейной скорости Луны на его орбите, то представляется следующая картина его динамического состояния. Месяц не "падает" на Землю потому, что он движется. Такого мнения придерживались еще древние философы и мыслители, в частности, выразил такое мнение впервые греческий философ Анаксагор, живший две тысячи лет назад. Такого мнения будем придерживаться и мы. Если так, то согласно данной мысли Луна должна непрерывно удерживаться на постоянном расстоянии от центра земного притяжения, которое играет роль только в том, что меняет направление движения с прямолинейного на криволинейное и тем самым обусловливает круговое движение. Мы теперь говорим, что Луна движется на своей орбите с центростремительным ускорением 0,0027 м/с2. Попробуем совместить эти понятия.
Представим себе, что на каком-то отрезке лунной траектории мы поставили неподвижно в пространстве условную точку отсчета времени ее движения. Единовременно до условно выбранной точки на орбите поставим длинную-предлинную замерную линейку, которая достигает на многие километры по направлению центра тяжести Земли. Ведь нас интересует и то, которое смещение орбиты будет согласно величины центростремительного ускорения. Хотя эта величина и довольно скудная, но на протяжении долгого времени ее роста должна стать хорошо заметной. Пусть на первый раз мы узнаем, на какое расстояние сместится траектория движения Луны хотя бы за один обход вокруг Земли, то есть по 27,32 суток. Если в действительности имеет место центростремительное ускорение в орбитальном движении планеты, то и последствия такого будут очевидны.
В данном случае мы можем воспользоваться простой арифметикой, простым математическим вычислением, чтобы узнать последствия влияния центростремительного ускорения на орбитальное движение Луны. Так как за каждую следующую секунду движения по кругу увеличивается "падение" Луны в направлении центра тяжести Земли на величину 0,0027 м/с2, то на такую же величину и должен сокращаться радиус орбиты по сравнению с предыдущей, потому что так говорит содержание центростремительного ускорения. Не зная еще точных математических данных, но уже заранее в нашем воображении возникает приблизительная картина характера орбиты: такая должна быть спиралевидной. Но какая величина расстояния между каждым витком, скажет вычисления.
Одни сутки состоят из 86400 секунд, 27,32 суток = 2360448 с. 2360448 (с) х0.0027 (м/с2) = 6373,21 (м). Получается, что не так-то уж и очень большое центростремительное смещение Луны на орбите за один виток 6 км 373 м 210 мм. Если раньше только при визуальных наблюдениях, то такую разницу в уменьшенные расстояния даже трудно заметить. Но Луна делает таких витков в течение года более 12 Значит и расстояние до Земли уменьшится в 12 раз если не больше. 6373,21х12 = 76478,52 м. 76,5 км в год - это уже заметная величина уменьшения радиуса орбиты!
Годы жизни и деятельности Ньютона 1642 - 1727. Значит с тех пор прошло в районе 300 лет, а Луна, как будто и ничего не произошло, продолжает свое орбитальное движение, с навязанным ему неизменным центростремительным ускорением. А раз так, то за прошедшее время - за три века еще более значимые изменения должно сделать центростремительное ускорение. 76 (км) 478 (м) 520 (мм) х 300 (год) = 22943556 (мм), то есть 22943 (км) 556 (м). Это настолько сократился радиус орбиты Луны!
Современное среднее расстояние от Земли до Луны составляет 384400 км. А раз так, то получается, что во времена Ньютона Луна была на большем расстоянии от Земли, а именно: 384400 (км) + 22943 (км) = 407343 (км)!
Не ошибся ли Ньютон, когда для исчисления величины центростремительного ускорения на расстоянии лунной орбиты принимал 60 земных радиусов? Ведь таких получается при нем более 63!
А если и в дальнейшем Луна будет двигаться с центростремительным ускорением с той же величиной 0,0027 м/с2, то за следующих 300 лет какой радиус будет ее орбиты? 384400 - 22943 = 361457 км. А если центростремительное ускорение, то есть его величина будет расти по мере приближения к центру земного притяжения по закону всемирного тяготения, то R Луны еще в большей степени сократится.
Сугубо математический подход - он неверен
Если это такая заманчивая, проста и логична математика, то возможно даже, узнать, когда прекратит свое движение естественный спутник упадет на Землю. Вот к каким последствиям приводит суждения и качественно, и количественно о центростремительном ускорении в орбитальном движении планетных тел. Разве здесь есть что-то неправильное? Все здесь логическое, к которому ни откуда придраться. Но соответствует все это действительности? Согласуется с реальностью явлений природы? Кто-то из английских естествоиспытателей так сказал: "Математика подобна жерновому камню: перемалывает лишь то, что под него засыпают. И если в математическую мельницу засыпать лебеду (грубые физические предположение), то пшеничной муки (хорошей теории, которая бы согласовывалась с природой) не получишь".
Засыпали мы в математическую мельницу центростремительное ускорение в орбитальном движении планет вот и получили спиралевидную орбиту. Согласуются такие последствия с природой? Наблюдаем мы такие нисходящие орбиты?
А раз не согласуется с природой, то это уже доказывает, что мы стоим на неверном пути понимания сути природы орбитального движения, когда пытаемся обосновать его несуществующим центростремительным ускорением.
На рисунках мнимое центростремительное ускорение объясняется так, как это говорится в приведенном примере учебника по астрономии.
"Это притяжения Луны к Земле и является той центростремительной силой, которой соответствует наблюдаемое центростремительное ускорение в движении Луны.
На рисунке Луна с точки L1, двигаясь по касательной, через некоторое время пришел бы в точку L'1. Но за это время он падает к Земле на величину отрезка L'1L2 и оказывается в точке L2 и т.д. В результате Луна все время вращается вокруг Земли".
Посмотрим и на такое объяснение и подумаем, глубокий ли смысл в нем кроется, или, может, только поверхностно на основе видимости и понятия о центростремительной силе.
Хорошо осознав закон природы, что там, где наяву проявление силы, там должно быть и ускорения, мы логическое мыслим (по аналогии): раз существует влиятельная сила центра тяжести, которая изменяет направление движения небесного тела, то она и должна создавать производное этом центростремительному ускорению. И в движении Луны центростремительное ускорение не настолько наблюдаемое, сколько воображаемое.
Разницей между возможным прямолинейным движением и действительным криволинейным является расстояние между точками L'1 и L2. Это воображаемое расстояние между двумя направлениями движения мы именуем центростремительным ускорением, потому что такое возникает по причине центростремительной силы притяжения, и что данное отклонение от воображаемой прямой демонстрирует нам наглядно истинность такого. И действительно, это отклонение обусловлено силой притяжения Земли. Но имеем ли мы все на то основания называть данное отклонение центростремительным ускорением в полном смысле этого слова?
Действительно ли здесь будет принадлежащая ему величина центростремительного ускорения 0,0027 м/с2? Особое внимание обращаю на одну ее деталь - сек2. Нет, эта величина действительного центростремительного ускорения не имеет никакого отношения к этой величине в разнице между возможным и действительным направлениям движения. Центростремительное ускорение само о себе говорит: скорость движения тела непрерывно возрастает на определенную величину пройденного пути за каждую потраченную секунду в направлении действия силы центра тяжести.
В орбитальном движении планет, если не принимать во внимание не так-то уж и значительные отклонения от окружности, то направление их движения в основном перпендикулярно силовым линиям центра тяжести системы. Сила, (приложенная) действующая под прямым углом к траектории движения тела не предоставляет ему импульса движения, то есть ускорение, а лишь меняет направление такого. По-другому дело обстояло бы о центростремительном ускорении, если бы на рисунке обозначалось, что расстояние между точками L'2 и L3 увеличивалась по сравнению с расстоянием между предыдущими L'1 и L2. Тогда по праву мы могли бы говорить, что действительно имеет место центростремительное ускорение одновременно с линейным движением планеты на своей орбите. О невозможности такого уже доказано.
Если величина отклонения от возможного прямолинейного движения по касательной и по кругу в каждой условно взятой точке постоянна и одинакова, а такая в движении тел по кругу только одинакова, то данная величина уже не заслуживает названия "центростремительное ускорение". Правильно будет, если такое отклонение называть просто центростремительным отклонением в движении любых тел по кругу. Величина центростремительного отклонения зависит от скорости и, особенно, от радиуса круга. Какой величины радиус, такой величины и будет центростремительное отклонения при одной и той же скорости тела, в его обратно пропорциональном отношении: чем меньше радиус, тем больше центростремительное отклонения.
В расчете центростремительного отклонения физические формулы уже не подходят, а только геометрические.
Если Луна движется со скоростью 1 км/с на расстоянии от Земли 384400 км, то построив прямоугольный треугольник OL1L'1, мы можем узнать, которое он делает центростремительное отклонения между точками L'1 и L2.
Ньютон, приняв за одно смысловое значение центростремительное ускорение и центростремительное отклонения, тем самым он сам способствовал тому положении в понятие о центростремительное ускорение в криволинейном движении, которое мы имеем в настоящее время.
Реальное центростремительное ускорение наукой не признается
Там, где центростремительное ускорение имеет место и отражает реальность, не признано в его полном смысле, а подменено совершенно другим термином совсем другим пониманием такого. Оно названо свободным падением тел. Если придраться к термину "свободное падение", то по сути дела такой лишен смыслового значения, лишенный реального содержания и существует только условно на основе видимости. Это всего-навсего видимая обманчивость. Свободное - это значит ни от чего не зависящее в буквальном смысле этого слова. Это значит, что на тело не действуют никакие силы, никакие влиятельные факторы, которые меняли бы его естественное состояние или влияли бы на характер его поведения в пространстве и времени. На самом деле любое тело и где угодно, все время находится под действием на него сил притяжения. Даже в состоянии относительного покоя и то оно несвободно, потому что его сила тяжести прижимает к опоре. И если оно, потеряв опору, начинает стремительное движение только в одном направлении, то уже оно не свободно, потому что на него бессменно действует сила и заставляет к ускоренному движению. Так можно ли такие тела в движении называть свободными а их движение свободным падением в полном смысле этого понятия?
Ньютон открыл закон центростремительного ускорения на расстоянии от Луны до Земли. Галилей открыл закон свободного падения тел на самой поверхности Земли. Спрашивается, какая разница или какое-то хоть малейшее существенное различие между открытиями? Галилей открыл закон падения практически на основе опыта. Ньютон этот закон открыл повторно и обосновал его теоретически на основе открытого им закона всемирного тяготения. Разве это не одно и то же центростремительное ускорение? Разве галиллеевское свободное падение тел не есть то же самое ньютоновское центростремительное ускорение, не тем ли самым законом всемирного тяготения объясняется? Идентичное! Только с одной лишь разницей, что расстояние в обоих случаях не одинаковы от центра тяжести Земли, что в свою очередь обусловливает неодинаковую величину ускорения движущегося тела. На одном расстоянии от центра тяжести центростремительное ускорение имеет одну величину, а на ближайшей - гораздо выше. А такое разве может разграничивать их единство, или общность происхождения? Как высоко в космическом пространстве, так и у самой поверхности Земли тела под действием силы тяжести направляют свое движение только в одном общем направлении - в направлении к центру гравитации. Как высоко, так и низко тела движутся с ускорением обратно пропорционально квадрату расстояния между ними и центром тяжести. Разве тут еще какие-то нужные аргументы, чтобы еще доказывать тождество двух разных определений одного и того же явления природы? Не нужно!
Перевод с Доцентрове прискорення - ч.3
(3 из 8)
