Scientific journal

Modern high technologies

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

Современная физика так объясняет «сущность» сил инерции и их отличие от «реальных» сил. «Принципиальное различие между силами инерции и обычными силами взаимодействия тел состоит в том, что для первых нельзя указать, действие каких конкретно тел на материальную точку ими описывается» [5]. Таким образом, становится совершенно очевидным, что для объяснения механизма возникновения сил инерции, прежде всего необходимо выявить во взаимодействии именно те скрытые материальные объекты ответственные за их сил инерции появление. Поскольку силы инерции в неинерциальных и инерциальных системах отсчёта, сопровождающиеся относительным, переносным и кориолисовым ускорениями, вызываются одним и тем же материальным объектом, а этот объект ввиду строгой пропорциональности тяжёлой и инертной масс m_иa = F = m_тg, обязательно должен иметь прямое отношение и к самой природе тяготения между реальными телами, то таким объектом могут быть лишь цуги волн гравитационного поля. В соответствии с этим, при пронизывании тела массы m волнами гравитационного поля единой упругой структуры, связанного с излучающими его телами, будет происходить не только притягивание волнами массы m к этим телам с силами F_тi, но и одновременное упругое сопротивление этих волн с силой инерции P_иi всякому перемещению тела m под действием силы F_i в любом направлении. Поскольку силы F и - P_иi приложены к различным точкам и следовательно уравновешиваться не могут, происходит движение тела m в направлении действия силы F_i c ускорением a, являющимся следствием действия силы F_i, а не причиной возникновения силы P. Именно в этом дуализме цуга гравитационной волны, могущего вызвать у движущейся в поле тяготения массы одновременно и способность притягиваться и инертность, и состоит сущность принципа эквивалентности, и не отличимость для этой массы её инертных и тяжёлых сил. В соответствии с этим очевидно, что поскольку силы притяжения F_т реальны, то в соответствии с принципом пропорциональности m_т и m_и, силы инерции P_и также должны быть реальными силами взаимодействия. Из выше сказанного автором следует, что мера инертности не всегда присуща массе, а проявляется в соответствии с законами инерции P = mv, f = ma лишь в присутствии поля тяготения и величина этой меры пропорциональна напряжённости гравитационного поля g. Из ОТО Эйнштейна следует, что «Если в точке Р с гравитационным потенциалом Ф находятся часы, показывающие местное s время, то согласно отношению s = t∙(1 + Ф/C²), их показания в (1 + Ф/C²) раз больше чем t, т.е. они идут в (1 + Ф/C²)раз быстрее одинаковых с ними часов, находящихся в начале координат» [1]. В настоящее время справедливость утверждения А. Эйнштейна о том, что «...часы идут медленнее если они установлены вблизи весомых масс» [1]. экспериментально доказана при помощи атомных часов с большой точностью. В эксперименте, на высоте 10 км от поверхности Земли атомные часы ускоряли ход на ≈ 1∙10^-10 с
за секунду [1]. Однако, уравнение σ = τ∙(1 + Ф/С²) для произвольных координат ζ неприменимо и должно быть заменено, например, на такое:

σ = τ∙[1 + (g_τ - g_σ)∙χ] с,

где τ - ход часов в начале координат; σ - ход часов в исследуемой точке пространства; χ - коэф. пропорциональности,

χ ≈ 1∙10^-10/[τ∙(g_τ - g_σ)] ≈ 3,250056∙10^-9 с²∙м^-1.

Из этого уравнения следует, что при (g_τ- g_σ)∙χ = -1, σ = 0, конечно же с точки зрения наблюдателя, находящегося в начале координат (g_τ = 0). Определим напряжённость g_σ при которой это произойдёт. - g_σ∙χ = -1, g_σ ≈ 3,0∙10⁸м∙с^-2, [g_σ]≈[С]. Следовательно становится доказанным, что именно гравитационные волны при пронизывании ими движущегося тела вызывают своим взаимодействием с ним появление сил инерции приложенных к этому телу. Причём величина этих сил, аналогично гравитационным, также пропорциональна напряжённости гравитационного поля. Совершенно очевидно, что протяжённость всех без исключения процессов (часов) Вселенной объясняется исключительно инертностью всех элементов составляющих этот процесс, т.е. зависит внутри выбранной системы отсчёта, от величины g в данной точке измерения x_i. Воспринимается же нами эта протяжённость (объективно-реальная форма движущейся материи), как «... абстракция, к которой мы приходим, наблюдая изменение вещей...» [1] Таким образом, подитоживая приведённое заключаем, что время всегда относительно и дискретно, является результатом взаимодействия между материальными объектами, вне этого взаимодействия не существует и по величине обратно пропорционально напряжённости гравитационного поля g в каждой точке пространства. Используем полученные выводы для анализа движения, содержащего весьма наглядно силы тяготения F_т и инерции Р_и - свободного падения тела, с целью доказательства предложенного выше механизма возникновения сил инерции. Падение тела массы m в поле тяготения массы М с ускорением а осуществляется вследствие приложения к этому телу противоположно направленных, действующих одновременно и эквивалентно сил тяготения F_т и инерции Р_и в соответствии с уравнением движения тела m в поле тяготения m_иa = F = m_тg, где а - ускорение приобретаемое телом m под действием напряжённости гравитационного поля g. Однако из приведённого выше следует, что и силы тяготения F_т, и силы инерции Р_и являются результатом взаимодействия одних и тех же тел - массы m с цугами гравитационных волн массой m_г, но направлены эти силы в противоположные стороны. Поскольку силы F_т и Р_и действуют одновременно, равновелики, направлены взаимно противоположно и оказываются результатом взаимодействия между собой одних и тех же масс m и m_г, то являются силами взаимодействия, описываемыми третьим законом механики И. Ньютона. Современному естествознанию с его представлениями массы, как логической категории вытекающей непосредственно из принципа пропорциональности Галилея и механики Ньютона, кажется вполне понятным и легко объяснимым падение тел вблизи поверхности Земли с одинаковым ускорением, если принять во внимание, что гравитационная сила пропорциональна массе тела и что та же масса характеризует инерцию тела. Однако подобное «объяснение» совершенно не объясняет физической сущности процесса сохранения телами при их свободном падении постоянства ускорения а, поскольку утверждение, что m тела не входит в выражение ускорения свободного падения (а = GМ_з/R²) противоречит принципу пропорциональности Галилея а = Gm_тМ_з/m_иR²; m_т > m_и. При этом совершенно очевидно, что притяжение тела m к Земле (сила F_т) в основном определяется только гравитационным полем Земли, поскольку поле от всех остальных объектов Вселенной массы М = SМ_i [3] не обладает направленной поляризацией, однако величина силы инерции -Р_и сум = F_т на поверхности Земли должна создаваться деформацией всех цугов гравиволн у её поверхности вне зависимости от характера их поляризации и направления движения. (r_xi, кг∙м^-3) Это следует из самого определения механизма инерции, в соответствии с которым при пронизывании тела массы m волнами гравитационного поля единой упругой структуры, связанного с излучающими его телами Вселенной, будет происходить не только притягивание массы m к этим телам с силами F_тi, но и одновременное упругое сопротивление в поле цугов этих волн с силой инерции Р_иi, всякому перемещению тела m под действием силы F_i в любом направлении. Таким образом, движение тела m в поле тяжести М связано с неизбежной деформацией этого суммарного гравитационного поля силами F_т и возникновением сил инерции Р_и действующих на это тело m. В таком случае уравнение тяготения Ньютона  [5] должно записываться и в виде уравнения упругой деформации поля силами F_т, т.е. dF_т = σ_тdS (Н) [5], где σ_т = g₁g₂/G (Н∙M^-2); g₁ = m₁G/R² (Н∙кг^-1); g₂ = m₂G/R² (Н кг^-1); S ≈ R². Под действием сил F и Р_и, образующихся в разных телах, масса m начинает ускоренно двигаться по линии их действия в направлении силы F. Таким образом, ускорение а является следствием воздействия сил F и Р_и на тело m, но ни как не причиной возникновения этих сил. По этому, уравнение для определения сил инерции Р_и корректнее было бы записывать в виде деформации всестороннего растяжения (сжатия) гравитационного поля, аналогично уравнению Гука для упругой деформации тела. В таком случае есть смысл объединить уравнение пропорциональности Галилея m_иa = F = m_тg с относительной деформацией Dl/l из закона Гука s = КDх/х [5], т.е. P_и = -m_т∙g_xi∙Dl/Dl_т (H), где Δl_т (м) - абсолютная деформация гравитационной волны поля, вызываемая действием исключительно сил тяготения F_т или равных им внешних сил F_вн, (F_вн =F_т), действующих в одном и том же гравитационном поле напряжённостью g_xi; Dl (м) - абсолютная деформация гравитационной волны, при деформации поля g_xi приложенной к нему силой F_вн. Таким образом, в соответствии с представленными здесь определениями механизма возникновения сил инерции Р_и, по мере удаления от начала выбранной нами системы координат Х₀,Y₀, Z₀, характеризующая гравитационное поле напряжённость g_xi уменьшается, а вместе с ней должна уменьшаться и инертная масса m_и, определяющая величину возникающего ускорения а в зависимости от приложенной к телу массы m силы F. В соответствии с принципом Галилея m_иa = F = m_тg, стабильность движения планет по орбитам вокруг Солнца определяется строгим равенством сил тяготения F_т и инерции P_и. Проанализируем в соответствии с имеющимися данными изменение m_u, aⁿ с изменением расстояния от Солнца для всех планет солнечной системы. Для упрощения анализа все имеющиеся и полученные данные сведём в таблицу. Таким образом, из анализа величин помещённых в таблице, можно прийти к следующим выводам. В пределах солнечной системы отношение m_и/m_т для каждой из планет уменьшается по мере удаления от начала координат X₀, Y₀, Z₀ (Солнца), что означает уменьшение инертной массы m_и с уменьшением напряжённости гравитационного поля g_xi. Очевидно, что в соответствии с принципом m_иaⁿ = F = m_тg_xi, уменьшение величины m_и с возрастанием расстояния от Солнца, вызывает соответствующее увеличение ускорения aⁿ таким образом, что уменьшающиеся с расстоянием от начала координат X₀, Y₀, Z₀ величины F_т и -P_и всё время остаются равными друг другу. Из данных таблицы также следует, что третий закон Кеплера 4p²а³/Т² = fМ [2], [5], где а - большая полуось орбиты эллипса, равная среднему радиусу орбиты [2] не может выполняться в принципе, поскольку подставляя Т = 2p/w получим а³w² = fМ; w²a = ¦M/a²; aⁿ = g; т.е. в итоге имеем равенство, которое не противоречит m_иaⁿ =F = m_тg лишь для случая, когда m_и = m_т, чего в соответствии с данными таблицы (графа 10), как раз и не наблюдается (m_и/m_т < 1). В соответствии с отношением m_и/m_т = g_xi/aⁿ сила инерции Р_и для планет, может быть представлена в виде Р_и = -m_тjаⁿ/v. Однако выше приведённое, с учётом помещённого в графе 10 таблицы означает, что масса m находящаяся в одном и том же гравитационном поле напряжённостью g_xi по разному проявляет свои инертные и гравитационные свойства, поскольку всегда для всех планет m_и/m_т < 1 и с увеличением расстояния от начала координат это отношение уменьшается всё более. Объяснение этому явлению следует искать в следующем. Напряжённость гравитационного поля g_v внутри движущегося тела m будет больше чем в окружающем его пространстве g_v = g_xi + g_дв и будет возрастать g_дв = f(V) пропорционально увеличению скорости V движения тела m. После преобразования принципа Галилея m_иa = F = m_тg в соответствии с указанными выше обстоятельствами получим m_u |g_v| = F = m_тg_xi, а поскольку |g_v| > g_xi, становится очевидным, что m_и < m_т и |g_v| = |aⁿ|. Анализ данных таблицы (графы 7, 8, 9, 10) подтверждает уменьшение m_и в отличие от m_т =const (m_и/m_т = j/v² < 1) при удалении массы m от начала координат X₀, Y₀, Z₀ и корректность приведённых автором разъяснений. В соответствии с приведённым ранее определением механизма возникновения сил инерции, как реакции деформированного поля, можно заключить, что отношение m_и/m_т < 1 и с расстоянием от начала координат всё более уменьшается, именно ввиду вышеуказанного. По мере приближения к началу координат, величина инертной массы m_и = m_т∙φ/v² постепенно возрастает приближаясь к величине тяжёлой массы (m_и → m_т) в (∙) X₀, Y₀, Z₀. Следует заметить, что зависимость величины m_и от расположения m в пространстве относительно начала координат X₀, Y₀, Z₀ предложенная автором, подтверждается данными помещёнными в графе 10 таблицы. Таким образом, сущность инерции и её проявления сводятся к следующему: Гравитационное поле, образующее пространство Вселенной и созданное материальными телами этой Вселенной, представляет собой единую упругую структуру, связанную со всеми источниками его излучения в единое гравитационно-замкнутое целое (М ≥ М_кр), исключающее обмен энергией с материальными объектами находящимися вне этого пространства. Любое материальное тело, пронизываемое цугами гравитационных волн, притягивается ими во всех направлениях и как бы «закрепляется» цугами поля в объёме пространства занимаемом телом. Поэтому для перемещения материального тела m в заданном направлении, необходимо приложить силу F по преодолению этих сил тяготения. При этом в соответствии с третьим законом механики возникает сила инерции - Р_и равная и противоположно направленная силе F. Именно в этом дуализме цуга гравитационной волны, могущем вызвать у движущейся в поле тяготения массы одновременно и способность притягиваться и инертность и состоит сущность принципа эквивалентности и не отличимость для этой массы её инертных и гравитационных сил. Однако за пределами Вселенной инертность равна нулю. С увеличением скорости V_i равномерного перемещения тела m в пространстве, инертность этого тела (пренебрежимо малая) начинает заметно возрастать лишь при приближении скорости V_i к V_гр. При V_i ≈ V_гр плотность поля r_xi внутри движущегося тела m и следовательно пронизывающего это тело m, неограниченно возрастает, что вследствие деформации цугов (r_v® ∞) и определяет стремление Р_и ® ∞, разумеется с точки зрения стороннего наблюдателя. Поле является непременной и единственной средой для осуществления любого вида взаимодействий, обеспечивая в конечном итоге точку приложения для любого вида и характера сил. Вне поля невозможны никакие взаимодействия материальных тел и даже они сами. [4] Вне поля невозможны и реактивные перемещения в соответствии с уравнением

вследствие исчезновения инертности

у выбрасываемой массы dM, и у массы ракеты М, т.е. отсутствия опоры (гравитационного поля) для dM (например, струи раскалённых газов) и М. Но можно заключить, что и самой струи dM в отсутствие поля не может образоваться вследствие множества причин, например, такой как: отсутствие давления в реактивном двигателе, поскольку внутренняя энергия хаотического движения всех микрочастиц образующихся при сгорании равна нулю из-за отсутствия инертности у микрочастиц (m_iv_i = 0). Сопротивляемость цугов (инерция) любому их смещению (деформации) определяется только при объединении их в поле - единую «упругую» структуру, связанную с образовавшими её материальными телами. Передача импульса (вне поля m_iV_гр = 0) волной поверхности на которую она падает также определяется, как результат упругой связи цугов в единое гравитационное поле (волна при передаче импульса опирается о поле) и непрерывную связь этого поля со всеми образовавшими его материальными телами. Что касается движения тела m вне поля «по инерции», то такое «движение» неосуществимо, - импульс «движения» массы m равен нулю (m_и = 0 и m_иV = 0), никакое взаимодействие с m неосуществимо «движение» безотносительно и поэтому совершенно не определяемо. Из сказанного явствует, что состояния движения и покоя тела m определяются окружающим его полем, - вне поля эти состояния лишены смысла. (время - не существует, пространство - не существует и следовательно скорость также - не существует). Тогда в СТО множитель

необходимо заменить на

.

(Допустим, что V_гр =С при ∞ > g_сумxi ≥ 0) Таким образом, силы инерции, также как и силы тяготения, вызываются в материальных телах действием на них перемещающихся в пространстве цугов гравитационных волн образующих поле (их деформацией), при пронизывании ими этих тел и поэтому также как и силы тяготения являются обычными силами взаимодействия, аналогичными, кроме гравитационных, силам упругости, трения и т.п.

Характеристики планет

Примечание:

1. Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Плутон: графы 2, 4, 5, 6 из [6].
2. Уран, Нептун: графы 2,4 из [6], графа 6 из [2].

Список литературы

1. Альберт Эйнштейн и теория гравитации. - М.: Изд-во «Мир», 1979. - 592 с.
2. Рябов Ю.А. Движение небесных тел. - М.: «Наука», 1988. - 240 с.
3. Сучков А.А. Галактики знакомые и загадочные. - М.: «Наука», 1988. - 192 с.
4. Физический энциклопедический словарь. - М.: «Советская энциклопедия», 1983. - 928 c.
5. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физи- ке. - М.: «Высшая школа», 1979. - 943 с.
6. Климшин И.А. Астрономия наших дней. - М.: «Наука», 1986. - 560 с.