Центростремительные силы, центростремительное ускорение - все это вещи вполне доступны для осмысленного понимания таких только на своих местах. Но отнюдь такое не осмысливается там, куда его искусственно натаскано и со всех сил пытаются доказать его правдоподобие. Явно же видно, что ни слова, ни мысли не отражают действительности, так как не согласуются с фактами.
Ускорение вызывает действие силы другого тела
Рассмотрим еще раз все это на конкретных примерах, чтобы яснее понять, где правда, а где самообман. Не будем страстными, будем смотреть на вещи так как этого требует здравый смысл и разум. Одновременно с этим следует быть хозяином своему слову. Если в науке отработана терминология в соответствии с объективностью, то и будем ими орудовать без каких-либо искажений и подтасовок, а в прямом смысле.
Прежде всего обратим внимание на термин "ускорение", которым так очень часто пользуемся при самых объяснениях и толкованиях о движении тел. Поэтому и вспоминаем правила из школьного учебника.
- Движение, при котором скорость за любые равные промежутки времени изменяется, называется равноускоренным движением.
Ускорением движущегося тела называют величину, равную отношению изменения скорости тела к промежутку времени, в течение которого это изменение происходит.
- За единицу ускорения взято ускорения такого движения, во время которого за единицу времени скорость меняется на единицу скорости.
- Движение с растущей по абсолютной величине скоростью, называем ускоренным движением, а движение по нисходящей скоростью - замедленным движением.
- Причиной ускорения тела является воздействие на него другого тела.
- Сила, действующая на тело, является причиной его ускорения.
Таким образом из всех этих физических правил, вместе взятых можно вывести одно обобщенное понятие: ускорение - это постепенное увеличение величины скорости движущегося тела под действием силы.
Такого понятия достаточно, чтобы держать его в уме и сопоставлять его на ходу с теми толкованиями, которые имеют место в разговоре о центростремительном ускорении тел, которые движутся по кругу, по кривой траектории или просто вращаются вокруг своей оси. Все, о чем будет вестись разговор, в основном относится к области земной механики.
О центростремительном ускорении как таковом понятии дается человеку еще в стенах школы. Поэтому с него и начнем.
Ложные убеждения в области криволинейного движения
В учебнике по физике сказано так:
"Во время криволинейного движения точки направление ее скорости непрерывно меняется, а модуль скорости может как изменяться, так и оставаться постоянным.
Однако даже если модуль скорости не изменяется, ее все равно нельзя считать постоянной.
Но скорость - величина векторная. А для таких величин модуль и направление одинаково важны. Поэтому криволинейное движение - всегда ускоренное".
Спрашивается, где же логика? Молодой человек только что осознала, что такое ускорение, и полностью согласился с этим, как с реальностью. И вот следующее толкование отрицает этой реальности, этой действительности. Ведь он логически мыслит согласно изученных правил, ускорения имеет место тогда, когда скорость движения тела не является постоянной, то есть модуль скорости изменяется в нарастающем темпе. И отсутствует ускорение тогда, когда скорость равномерная, то есть модуль скорости остается неизменным. О таком подтвердит любой опыт или наблюдения над движением тел в повседневной жизни. Здесь отнюдь не укладывается в здравый смысл такое новое толкование, которое не согласуется с физическими правилам и не подкрепляется наглядностью. Может возникнуть такой или подобный вопрос: о каком ускорения может идти речь, если скорость тела постоянна? Откуда оно может взяться? Не появится ли у него сомнение от такого объяснения? Но так как учитель объясняет уже не об прямолинейном поступательном движении, а криволинейном, то, может, и на самом деле здесь обязательно должно быть ускорение даже при постоянной скорости. Вот то начало, где молодому человеку дают делать первые шаги к будущим блужданиям.
Ведь и в учебнике так сказано. И действительно сказано, что "скорость - величина векторная", как будто бы вектор создает эту скорость и управляет ею, не вектор зависим от скорости движущегося тела, а движущееся тело зависит от его величества вектора. Какую роль играет в физике полномочия вектора, уже частично сказано. Далеко это еще не все.
Следующий ложный взгляд на криволинейное движение - это принятие в равнозначной степени модуля скорости и направления скорости ("модуль и направление одинаково важны"). Напротив, в определении ускорения, направление не играется какой либо роли в прямолинейном движении, а в криволинейном или вращающемся движении тела по окружности разница заключается только в методе такого определения по другой формуле, которая в свою очередь сводится к формуле прямолинейного ускорения. Как в одном, так и во втором виде движения определяется линейная скорость и ускорение во времени одинаково. А так как модуль и направление взято за равнозначные величины, то в криволинейном движении и взят курс не на определяющее - на модуль, а на второстепенное - направление, в надежде, что он что-то может более значимое сказать. О таком достаточно понятно высказано там же, в учебнике.
"Поскольку нам уже известно (об ускорении в прямолинейном движении), то в дальнейшем будем рассматривать только такое криволинейное движение, во время которого модуль скорости остается все время постоянным, так что ускорение будет связано только с изменением направления вектора скорости".
О чем такое направление говорит? Сказанное дает понять ясно, что ускорение в движении тела определяется не им самим и не его скоростью (о нем здесь и в виду нет), и не силой, которая порождает ускорение, а подменой - символом - изменением направления вектора. А отсюда и вся логика: если происходит изменение направления вектора скорости, то должно иметь место ускорение подобно тому, как в прямолинейном движении.
Спрашивается, разве это будет правильно? По естественному?
О несовместимо применения вектора в криволинейном движении уже доказано на рассмотрении толкований с другой учебника физики. Новые примеры - новые подтверждения предварительного заключения.
Перед теми, кто учится, относится вопрос: "как же направлено и чему равно это ускорение?"
Ответ: "И модуль, и направление, очевидно, зависят от формы криволинейной траектории".
Это еще один шаг на ощупь с завязанными глазами. Такое рассуждение подводит свежий ум к мысли, что как стало бы то ускорение создается не действием силы другого тела на подопытное и не от этого зависит ускорение, а только от формы криволинейной траектории. Здесь уже совсем забыли о втором законе Ньютона. "Очевидно!"
После утверждения возникшей мысли, хоть и не уверенно (“очевидно"), подводится читателя к выводу:
"Таким образом, движение вдоль любой криволинейной траектории можно рассматривать как движение по дугам некоторых кругов. Поэтому задача нахождения ускорения для криволинейного движения сводится к определению ускорения движения тела по кругу».
Если отбросить все предыдущие толкования и вдуматься только над последним, то такое соответствует действительности. И действительно ускорение в криволинейном движении идентичное прямолинейном ускорению движущегося тела. Разница только в направлении движения, в форме траектории. Ведь это очевидно явление: по любой траектории тело может двигаться как с постоянной скоростью, так и с изменяемой в зависимости от созданных для него определенных условиях. А как определяется математически такое ускорение, в данном параграфе так и не сказано, не закреплено.
Если сгустить сущность понимаемого в данном параграфе, то ни стройности в построении "учения", ни логической связи мыслей здесь нет. Если сначала говорится, что криволинейное движение всегда ускоренное, то зачем здесь же сразу вспоминать об устойчивом модуль скорости? Логично, то и в криволинейном движении скорость может быть постоянной, а такое уже само говорит: при постоянной скорости ускорения отсутствует.
В данном параграфе о центре круга пока что ничего не упоминается. А раз говорится об "ускорении движения тела по кругу", то это означает ускорение в линейной скорости, где направление ускорения совпадает со скоростью. А потому, как определить такое ускорение нужно было подать формулу. Но сформулирована ли такая? Но не об этом было целью у авторов учебника. Не об линейном ускорение они имели в виду. Это была своего рода подготовка почвы к восприятию толкования о центростремительном ускорении, которое обязательно должно быть в криволинейном движении. Сначала пусть ученики осознают, что криволинейное движение всегда ускоренное, тогда и легче будет втолковывать о направлении такого ускорения - только в направлении к центру круга.
Это не учения, а просто строгий административный приказ: не размышлять, а воспринимать так, как сказано - "криволинейное движение - всегда ускоренное", и без всяких надлежащих доводов, без аргументации как аксиома.
Это пока что одна сторону заблуждение в физике; вторая - позже.
Перевод с Доцентрове прискорення - ч.5
(5 из 8)
