Читать интересную книгу Физика движения. Альтернативная теоретическая механика, или Осознание знания. Книга в двух томах. Том II - Александр Астахов

В предложенной академической схеме представления сложного движения классический принцип разложения абсолютной траектории на составляющие, соответствующие каждому виду движения полностью сохраняется. Однако при этом учитывается реальный путь, пройденный с ускорением Кориолиса, т.к. реальное приращение поворотного движения определяется средним радиусом поворота, изменяющимся без учёта начальной линейной скорости переносного вращения от нуля до (Rmax). В этом случае абсолютная величина девиации поворотного движения равна сумме окружных участков синей кривой (О1-С) или длине дуги (DN).

Таким образом, полное геометрическое ускорение Кориолиса количественно соответствует линейному ускорению в направлении линейной скорости переносного вращения или ускорению по изменению направления радиальной скорости относительного движения каждому в отдельности, что полностью соответствует приведённому выше механизму формирования ускорения Кориолиса и физическому смыслу ускорения Кориолиса в нашей версии.

***

Аналогичный геометрический вывод ускорения Кориолиса приведен в другом справочнике по физике (Х. Кухлинг, «Справочник по физике», МОСКВА, «МИР» 1983). «Перемещение тела в радиальном направлении равно r = vt. За то же время точка, удаленная от центра вращения на расстояние r, пройдет по дуге окружности путь s = rωt. Подставив сюда выражение для r, получим s = vtωt = vωt2. Отсюда следует, что s ~ t2, т.е. движение происходит ускоренно, а s = аt2/2. Таким образом, vωt2 = аt2/2, следовательно, ускорение Кориолиса равно ак = 2vω» (см. Рис. 4.1.8).

Рис. 4.1.8

Как и в большинстве случаев описания физических явлений в современной физике, в выводе Кухлинга какие-либо физические обоснования ускорения Кориолиса отсутствуют. У Кухлинга нет никаких пояснений, из каких соображений путь (s) увязывается с приращением, полученным непосредственно за счет ускорения Кориолиса, кроме некорректной с физической точки зрения фразы: «За то же время точка, удаленная от центра вращения на расстояние r, пройдет по дуге окружности путь s = rωt». Точка, удаленная от центра вращения на расстояние (r) действительно пройдет указанное Кухлингом расстояние. Однако теоретическое обоснование соответствия пути (s = rωt) девиации поворотного движения у Кухлинга, как и других авторов по сути дела отсутствует.

В классической схеме девиации поворотного движения одно и то же приращение фактически учитывается дважды. Один раз как реальное приращение, т.е. девиация непосредственно поворотного движения. Второй раз как искуственное для определения девиации приращение линейной окружной скорости, обусловленное несоответствием максимального радиуса текущему радиусу. При этом приращение поворотного движения в классической физике практически удваивается. Но вопреки классическому физическому смыслу ускорения Кориолиса, это исключительно именно удвоенное переносное ускорение, без какого-либо намёка на ускорение по изменению радиальной скорости относительного движения по направлению.

***

В приведенных выше классических геометрических выводах поворотного ускорения Кориолиса радиальное движение осуществляется в направлении от центра вращения. При движении к центру вращения классическая логика определения ускорения Кориолиса, заложенная в геометрические модели девиации поворотного движения приводит к полному абсурду. Например:

Пусть тело из точки (Б) (см. рис. 4.1.5) движется к центру вращения вдоль направляющей (ОБ). В соответствии с классической логикой определения девиации поворотного движения при отсутствии вращения тело (Б) через время (t) оказалось бы в точке (К). Однако так как направляющая (ОБ), вдоль которой движется тело, вращается в направлении (Г), то фактически через время (t) тело (Б) окажется в точке (Д) пройдя путь равный дуге окружности (КД).

Таким образом, в соответствии с классической же логикой при радиальном движении к центру вращения за девиацию поворотного движения должна приниматься дуга окружности с минимальным радиусом в рассматриваемом интервале времени.

Очевидно, что ускорение Кориолиса, определенное через приращение поворотного движения, равного дуге окружности с минимальным радиусом, должно быть вдвое меньше ускорения, определенного через средний радиус радиального движения и вчетверо меньше классического ускорения Кориолиса. Между тем в реальной действительности при смене направления радиального движения и при неизменных остальных параметрах сложного движения только ни направление поворотного ускорения, ни его абсолютная величина неизменяется (см. гл. 8).

По этой же логике при смене направления радиального движения к центру вращения ускорение Кориолиса в выводе Кухлинга, в котором поворотное движение начинается с нулевого радиуса (см. рис. 4.1.8), и вовсе отсутствует! Учитывая, что минимальная величина радиуса при движении к центру вращения равна нулю, классическая логика определения девиации поворотного движения вообще может привести к парадоксальному результату, в соответствии с которым при радиальном движении к центру вращения ускорение Кориолиса и вовсе отсутствует!

4.2. Аналитический вывод ускорения Кориолиса Р. Фейнмана. Вывод ускорения Кориолиса через мерный радиан

Аналитический вывод Фейнмана отличается от приведённых выше геометрических выводов явления Кориолиса тем, что Фейнман определяет ускорение и силу Кориолиса не через геометрическое приращение поворотного движения, а непосредственно определяет силу Кориолиса через уравнение динамики вращательного движения. Однако, как показано в главе 3.5, классическое уравнение моментов и все параметры классической динамики вращательного движения противоречат истине динамики Ньютона. Поэтому результат вывода Фейнмана так же не соответствует истине. Из вывода Фейнмана следует точно такая же неправильная геометрия приращения поворотного движения, как во всех остальных классических выводах.

Р. Фейнман

Ни в одном другом движении приращение пути, пройденного с ускорением, не определяется в классической физике по приращению виртуальных для этого движения траекторий. Это было бы абсурдом. Но в поворотном движении классическая физика именно так абсурдно и поступает! Приращение поворотного движения в классической физике геометрически определяется как длина окружного пути точки вращающейся системы находящейся на конечном радиусе поворотного движения в случае радиального движения в сторону от центра вращения и на начальном радиусе при движении к центру вращения. В обоих случаях это максимальный радиус поворотного движения, который не соответствует его реальному текущему радиусу.

Абсолютная траектория поворотного движения в любом сколь угодно малом интервале времени пересекает бесконечное множество переносных окружностей с разными радиусами. При этом поскольку длина окружности прямо пропорциональна радиусу, то совершенно очевидно, что если уж девиация поворотного движения и определяется дугой окружности переносного вращения, то это должна быть дуга окружности со средним радиусом, которая вдвое меньше классического приращения поворотного движения.

В главе (4.1) показано, что приращение поворотного движения, определяемое вдоль переносной окружности, это и есть общий годограф «поворотной» скорости, который и определяет общее приращению радиальной скорости по направлению и окружной скорости переносного движения по величине. При этом длина общего годографа вдвое меньше длины окружности с максимальным радиусом и соответствует длине окружности переносного движения со средним радиусом.

Из этого следует, что общее приращение скорости поворотного движения или «поворотной» скорости численно равно либо приращению абсолютной скорости в направлении линейной скорости переносного движения по величине, либо приращению относительной скорости по направлению. Однако классическая физика более чем за 200 лет со дня открытия явления Кориолиса, так и не смогла этого понять.

Поэтому аналитический вывод Фейнмана, в котором геометрическое приращение поворотного движения непосредственно не определяется, тем не менее, – это очередная подгонка математического вывода ускорения и силы Кориолиса под нужный теоретический ответ, основанный на неправильных классических представлениях о геометрии приращения поворотного движения.

Но поскольку правильная математика не может отражать неправильную «действительность», то подгонка под неправильный ответ не может быть выполнена без нарушения, в том числе и математических правил. Поэтому Фейнману вслед за искажением физического смысла явления Кориолиса пришлось нарушить и математические правила.