 |
Силы инерции в общем курсе физики
27.01.2001 0:00 |
Физический факультет МГУ
Обсуждается вопрос о классификации сил инерции. Сравниваются различные
подходы к этому вопросу в известных курсах механики. Обращается
внимание на целесообразность указания классификационных признаков,
на
основе которых проводилось бы разделение сил инерции на их
разновидности. Классификация сил инерции может быть достаточно
полной,
если она учитывает все возможные вклады в суммарное ("абсолютное")
ускорение материальной точки в инерциальной системе отсчета. . . .
|
|
Ответить
8.02.2002
-
Дмитрий Пономарев
К задаче о вращении материальной точки по окружности
От редактора: ошибка в рассуждениях автора отмечена в тексте.
Здравствуйте!
Из векторного анализа известно [Г.Корн и Т.Корн. Справочник по математике
для научных работников и инженеров. М., "Наука", 1970.], что:
если A и B - векторы, а [A*B] - векторное произведение, а (A*B) - скалярное
произведение этих векторов, то
[A*B]^2 = |A|^2*|B|^2 - (A*B)^2, (*)
которое для векторных характеристик движущейся материальной точки по
окружности интерпретируется так: Материальная точка устойчиво движется по
окружности радиуса |R| = r = const с постоянной линейной скоростью |V| = v =
const. Пусть А = R, а В = V. Поскольку вектор линейной скорости V движущейся
по окружности материальной точки всегда перпендикулярен ее радиус-вектору R,
то выражение (*) запишется в виде
[R*V]^2 = R^2*V^2 = const. (**)
Выражение (**) вполне допускает применение к себе таких математических
операций, которые не требуют выяснения смысла понятия времени и определения
численного значения постоянной в этом уравнении. Именно поэтому и получим в
результате только функциональную зависимость.
Из (**) находим
V^2 = const/R^2, (прим. ред.: именно здесь автор и допустил грубую ошибку,
обращаясь с векторным произведением векторов так же, как с произведением двух
скаляров.)
где |V| = |dR/dt| = const.
Дифференцируя последнее по времени, получаем
2V*dV/dt = -const*2R*V/(R^2)^2.
Сокращая на 2V (исключая скалярную операцию в полученном уравнении) и
используя определение ускорения
А = dV/dt = d^2R/dt^2, где А - вектор ускорения,
получим выражение для центростремительного ускорения
Ацс = -const*R/(R^2)^2 = -const/(R^2)R (***)
и для центробежного
Ацб = const*R/(R^2)^2 = const/(R^2)R.
Выражение (***) однозначно определяет функциональную зависимость величины
ускорения устойчиво движущейся материальной точки по окружности только от
величины радиуса, а поэтому и позволяет сделать существенно отличающийся от
общепризнанного вывод:
Устойчивое движение по окружности возможно тогда и только тогда, когда
центростремительное ускорение обратно пропорционально КУБУ радиуса
окружности, а не квадрату, как это принято со времен Ньютона. Закон
всемирного тяготения - фундамент классической механики - ошибочен!
Спасибо за внимание.
|
|