О некоторых парадоксальных проявлениях инерции

on 08 May 2008.

Инерция и гравитация - это наиболее интересные явления в окружающем нас мире, во-первых, потому, что никто не может указать причину инерции (Мах утверждает, что причина инерции есть вся Вселенная, но это слишком много, чтобы понять), во-вторых, потому, что не ясна  природа гравитации (Эйнштейн  утверждает, что причина гравитации - искривление пространства, что пока не доказано).

Между тем любой шаг в понимании этих явлений сулит так много, что стоит внимательно проанализировать известные факты проявления инерциальных и гравитационных сил, чтобы построить лестницу  к  новым вершинам.

Вас никогда не изумляло, почему в торнадо машины, деревья, мусор притягиваются к центру вихря, втягиваются в него? Ведь мы знаем, что центробежная сила должна их выталкивать на окраину!

Приводим результаты опытов, которые может воспроизвести любой  человек.

 

-Волчок, поставленный на движущуюся относительно волчка поверхность, начинает смещаться перпендикулярно вектору скорости поверхности, пока  за счет трения не приобретет скорость поверхности.

-Вращающийся волчок на вращающемся диске при одном направлении вращения волчка вылетает за борт, а  при другом направлении вращения стремится к центру.

-Сосуд с чаинками помещен в середине вращающегося горизонтально диска.  Чаинки, как и положено, распределяются вдоль стен сосуда. Резко возьмите сосуд в руки: чаинки начнут вращаться  противоположно вращению жидкости и будут стремиться к центру сосуда. (Это всего лишь модификация  опыта с волчком, но производит каждый раз большое впечатление). А.Эйнштейн объяснял это возникновением мениска в центре сосуда и образованием круговых течений от стенок к центру сосуда.

Автор проводил многократно подобный опыт в условиях, когда возникновение мениска было исключено. Для этого сосуд с водой заливался доверху и герметично закрывался. Никаких воздушных пузырей не допускалось, следовательно, не мог образоваться и мениск. Результаты наблюдений за чаинками таковы: когда сосуд стоит на вращающемся диске (в центре), то ведущим телом является сосуд, жидкость  всегда немного отстает от вращения сосуда. Чаинки касаются стенок и за счет этого вращаются СОГЛАСНО с вращением сосуда и жидкости, в результате их отбрасывает на периферию. Когда сосуд берут в руки жидкость продолжает вращаться, чаинки касаются теперь неподвижных стенок сосуда, раскручиваются в сторону ПРОТИВОПОЛОЖНУЮ вращению жидкости и стремятся к центру сосуда.

Ступени - утверждения.

-Эффект  Магнуса и гироскопический эффект - это одно и то же. Замените сопротивление и вязкость среды трением в подшипниках или опорах, и вы получите аналогичные результаты.

-Два тела, связанные гравитацией и вращающиеся вокруг центра тяжести, могут иметь круговые скорости, отличные от общепринятых (как больше, так и меньше) в зависимости от вращения вокруг собственных осей и геометрических размеров.

-Эффект притяжения вращающихся масс к центру вращения (при согласном вращении) наблюдается во всех средах. (Будет ли это движение  вращающихся частиц  ила или песка в  течении  земных рек, или движение заряженной частицы в двух взаимно перпендикулярных полях - электрическом и магнитном, эффект будет выглядеть как направленное смещение частиц в предсказуемом направлении).

При вращении тела в гравитационном поле эффект может проявляться  в виде отталкивания двух тел, то есть в появлении некоторой силы, которая противодействует  гравитационному притяжению. Поясним это.

Рассмотрим, например, взаимодействие Земли и какого-то тела на орбите.

Предположим, ради упрощения, что тело, движущееся со скоростью V, в какой-то момент времени распалось на два объекта, разлетающихся с равными скоростями V(ср), тела имеют равные массы m/2.

Одно тело движется вперед  по направлению движения тела до распада, то есть скорость его V+V(ср), а другое назад, тогда его скорость V-V(ср).

F=GmM/Rз2 - m(V-V(ср))2/2Rз- m(V+V(ср))2/2Rз

где      G- гравитационная постоянная;

            m- масса  тела  до распада;

            M- масса Земли;

            Rз- расстояние между центрами  масс.

После возведения в квадрат получаем

F=GmM/Rз2 - m(V2+V(ср)2)/Rз 

 Или F=GmM/Rз2 - mV2/Rз  - mV(ср)2/Rз

Мы получаем поразительный результат: тело в момент его распада взаимодействует с Землей совсем не так, как единое (до распада были в правой части только два слагаемых!). Причем ясно, что дело отнюдь не в распаде тела, а в той дополнительной скорости, которую приобретают осколки. Причем эффект зависит от квадрата скорости, поэтому и совершенно неважно, как движутся осколки: слетаются, разлетаются, вибрируют, вращаются или же тело было просто нагрето и дополнительную скорость получила каждая отдельная молекула. То есть, если внутри какого-то объекта происходит перемещение масс, то суммарная сила взаимодействия этого объекта с Землей изменяется.

Очень интересно (по крайней мере, для автора) есть то, что подобный эффект обнаружен у микрочастиц. Такими свойствами обладают, в частности, массивные быстровращающиеся резонансы с большим спином. Об этом говорится, например, в книге Барашенкова В.С. Кварки, протоны, Вселенная, "Знание", М.,1987, с.188.

Почему не были распространены полученные результаты на макротела? Непонятно... Это могло бы существенно продвинуть нас в понимании и использовании гравитации и инерции. Например, раскручивание массивных тел на орбите может способствовать переходу их на высшие орбиты (причем, без выброса бортовых веществ!). А почему, собственно, только раскручивание или вибрирование или вообще механические движения? Гораздо перспективней, по мнению автора, производить нагрев тел.

Подобные вращающиеся тела всегда "чувствуют" гравитацию, нейтрализовать ее для них полностью никогда не удастся (то есть в падающем лифте не произойдет нейтрализация гравитации). Вот только "чувствуют" они ее как-то странно, непривычно. Для этих тел инерционная масса не равна гравитационной!

Тот факт, что инерционная масса микрочастиц растет при увеличении скорости, доказано в ежедневных и ежечасных экспериментах на ускорителях. Само по себе проектирование современных ускорителей невозможно без учета роста масс частиц в зависимости от скорости (энергии) частиц. Но вот утверждение, что растет также и гравитационная масса при увеличении скорости, никем не доказано. Это представляется автору лишь гипотезой, причем ничем не обоснованной. Наоборот, космологические данные говорят скорее об ослаблении сил гравитации для очень удаленных объектов, чем об их увеличении. Наиболее удаленные объекты имеют скорость, приближающуюся к световой, но пока о замедлении подобных объектов нет ни одного свидетельства. Кстати, учет масс звезд (инерционных, по крайней мере) должен также производиться с учетом их температуры.

Но даже и это не столь поразительно, как то, что МЫ МОЖЕМ КОНЦЕНТРИРОВАТЬ ВЕЩЕСТВА В ЦЕНТРЕ СОСУДА С ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ЖИДКОСТЬЮ, ДА И В ЦЕНТРЕ ЛЮБОЙ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ СИСТЕМЫ. Чашка  хорошего чая может доставить настоящее удовольствие исследователю!

Жидкость в сосуде может быть и полем, а вещество - ионами. Переход к процессам, вполне аналогичным процессам в чашке с чаем, может принести совершенно неожиданные находки.

Сделаем анализ одного из экспериментов по термоядерному синтезу (Воронов Г.C. Штурм термоядерной крепости. -М.: Наука, 1985, с.52).

Известны попытки добиться стабилизации плазмы путем ее вращения вокруг оси. Но внимательное рассмотрение схемы опытов говорит о том, что с точки зрения полученных выводов неизбежен выброс плазмы на стенки.

Схема опыта была такова. Между двумя электродами в продольном магнитном поле производят поджиг дуги и подачу на дугу положительного потенциала, на корпус подается отрицательный потенциал. Отрицательный потенциал на корпус подавался в надежде ускорить ионы, возникающие в разряде, внешним полем и таким образом нагреть плазму. Плазма начинает вращаться (в скрещенных электрическом и магнитном полях происходит направленное движение плазмы!), причем так, что вращающиеся СОГЛАСНО с ней ионы будут выбрасываться на стенки. Что и было зарегистрировано. Причины, конечно, можно называть разные - неустойчивости, например, но, по мнению автора, его объяснение более корректно, оно указывает путь борьбы с выбросом.

 Вывод: при реализованной схеме принципиально невозможно добиться концентрации массы в центре  разрядного шнура - ведь ионы всегда будут вращаться согласно с вращением плазмы и стремиться к периферии.    

Добиться сжатия можно  сменой полярности электрического  поля, что потребует дополнительных шнуров разряда (ведь вне шнура нет ионов, следовательно, нельзя будет их и ускорить, то есть разогреть плазму). Шнуры могут  иметь как однонаправленные токи, так и разнонаправленные, что позволит  использовать их как компенсационные катушки. Напряжение для ускорения ионов можно подавать и между шнурами.

Таким образом, инерциальные силы могут концентрировать массы у оси вращения при верно выбранных направлениях  вращения  несущих сред и масс - объектов концентрации. А это позволяет нам решать грандиозные задачи как в космосе, так и на Земле.