Андрей Алексеевич Тутошкин.
Ускорение свободного падения всегда зависит от массы падающего тела.
Так как на поверхности Земли разница по высоте слишком незначительна, по сравнению с расстоянием до ее центра, при исследовании физических явлений мы обычно принимаем свободное падение за равноускоренное движение, то есть в постоянном поле гравитационного ускорения. На самом деле ускорение не постоянно и увеличивается при падении обратно пропорционально квадрату расстояния между центрами тяготеющих масс. Меняется расстояние, меняется поле гравитационного ускорения, меняется так называемое ускорение свободного падения.
В представлении современной физики любая масса создает вокруг себя так называемое гравитационное поле - поле тяготения. Термин поле гравитационного ускорения, возможно, заменит предыдущий термин, так как более точно и просто описывает смысл физического явления, а главное оценивает его не только качественно, но и количественно.
Поле гравитационного ускорения, в любой удаленной на расстояние R точке, создаваемое любой массой M вокруг себя, описывается ускорением a и постоянной энергией E для этой массы, величина которой уже не зависит от расстояния удаления.
a=G∙M/R2 , E=4∙π∙R2∙a (1).
Причем ускорения этого поля существуют во всех точках пространства независимо от того, находятся в нем другие массивные тела или нет. Поле и ускорения соответственно создаются массой M и внесение в это поле любых других масс (тел), накладывает на это поле внесенные поля внесенных масс (тел). На внесенные тела будут действовать соответствующие ускорения поля массы M, а на массу M, ускорения полей внесенных масс. Ускорение, создаваемое массой, а значит и поле гравитационного ускорения никогда не могут быть равны нулю. Скорость изменения скорости может быть равной и нулю, относительно некоторых систем отсчета.
Ускорение - это качественная и количественная характеристика 'поля гравитационного ускорения' в конкретной точке пространства, а наблюдаемое явление - скорость изменения скорости тел, лишь следствие воздействия этого поля на внесенные в него тела.
Графически поле гравитационного ускорения может быть представлено в виде бесконечного числа сфер со сколь угодно большими радиусами R, в центре которых находится масса M. Любая точка на поверхности конкретной сферы, будет иметь одно и тоже ускорение, а площадь поверхности любой сферы с радиусом R умноженная на ускорение a - поля гравитационного ускорения, на этом радиусе от массы M (центра масс массы M), и будет постоянной энергией массы M.
Новый термин E - постоянная энергия массы, назван так автором только исключительно из-за постоянства этой энергии на любых сколь угодно больших и малых радиусах R (но не равных нулю) от массы M (1).
Нетрудно заметить схожесть этой формулы (1) с формулой светового потока Ф.
Есть общее для любого вида энергии правило - постоянная энергия источника на единицу поверхности сферы, будь то световой поток, напряженность электрического поля или тому подобное. Обычно подобные величины характеризуют на единицу поверхности, что конечно не точно, потому что поверхность тела, на которое падает энергия, практически не совпадает с поверхностью сферы образованной радиусом, являющимся удалением от источника этой энергии.
Опыты Галилея позволили ему сделать заключение, что любые тела независимо от их массы, падают на Землю с одним и тем же ускорением, а на практике это несоответствие зависит лишь от сопротивления воздуха. С тех пор официальная физика придерживается этой точки зрения.
Опыты в конце двадцатого века, проводимые в глубоких шахтах, давали совершенно другой результат, но физического объяснения так до сих пор и не получили.
При проведении опытов считалось, что Земля находится в полном покое, а движение под действием силы тяжести совершает только падающее тело. Это главная ошибка! Нам только кажется, что тело падает на Землю, потому что мы систему отсчета связываем с Землей (не замечаем движение Земли). На самом деле не только тело подает на Землю, но и Земля падает на тело.
Происходит это, потому что свойство всех тел, имеющих массу - создавать в пространстве вокруг себя поле гравитационного ускорения, действующее в направлении источника этого поля на все находящиеся в нем другие массы тем энергичнее, чем больше постоянная энергия массы данного тела. (Энергичнее это значит что больше энергия на единицу поверхности - больше ускорение.)
Проявляется это в вынужденном движении с переменным ускорением по направлению к источнику поля гравитационного ускорения. Эта формулировка резко отличается от принятых сегодня определений свойства массы.
Как уже было сказано, ускорение измерялось при падении тел на Землю в системе отсчета связанной с Землей (относительно Земли). Ошибка Галилея заключалась в незнании третьего закона Ньютона. Закон еще не был найден. Правда и открытие этого закона не помогло, более точно и глубоко, понять человечеству некоторые моменты классической физики.
По третьему закону Ньютона: силы, с которыми тела действуют друг на друга, всегда равны по величине и направлены в противоположные стороны. Это означает, что если между двумя массивными телами действуют силы гравитационного притяжения, то каждое тело находится в поле гравитационного ускорения другого тела.
F=M∙b=m∙a , a+b=g .
Где (a) и (b) - величина поля гравитационного ускорения, создаваемая массами M и m соответственно, выраженная через ускорения.
Решая два уравнения, получим:
g=a∙(m/M+1) (2),
g=b∙(m/M+1) (3).
Величина g - сумма a и b, то есть ускорение свободного падения, которое всегда зависит от массы подающего тела.
Связав систему отсчета с Землей, мы наблюдаем, суммарное ускорение и приписываем его только 'падающему' телу. Сумма ускорений, с которыми будут двигаться тела (Земля и падающее тело) относительно центра масс и есть то что, мы называем - ускорение свободного падения, но всегда относительно Земли.
Каждое тело должно и будет двигаться с ускорением навстречу друг другу и по направлению к центру масс. Таким образом, движение с ускорением относительно центра масс будет не только у падающего тела, но и у Земли.
Разумеется, любые тела с любыми массами, находящиеся на одинаковом удалении от центра масс Земли (на поверхности), будут находиться в равноценном поле гравитационного ускорения, но вот Земля будет находиться в поле гравитационного ускорения, которое зависит от величины массы тела с ней взаимодействующего.
F1=G∙M∙m1/R2 , F2=G∙M∙m2/R2 .
a=G∙M/R2 , a1=G∙m1/R2 , a2=G∙m2/R2 и т.д.
g=a+b=G∙M/R2+G∙m/R2=G∙(M+m)/R2
За время падения тела, даже с относительно большой высоты, Земля переместится навстречу падающему на нее телу, на ничтожно малую величину, заметить и осмыслить которую Галилей не мог, не смогли и после него, потому что, находясь в системе отсчета связанной с Землей, невозможно заметить ее движение. Поле Земли доминирует на фоне полей испытуемых тел, тем не менее, поле существует у каждого тела! Более того, без понимания физического явления чисто провести эксперимент невозможно! Что мы делаем? Берем часть массы Земли и испытываем ее, пытаясь определить ускорение свободного падения.
g=a+b=G∙(M-m)/R2+G∙m/R2=G∙M/R2 .
При таких обстоятельствах невозможно даже рассчитать это ускорение. Для чистоты эксперимента необходимо все испытуемые массы заранее поднять на необходимую высоту, для того чтобы не менять массу Земли!
На данном примере видно, как важно поместить стороннего наблюдателя в нужную систему отсчета, для того чтобы можно было правильно и точно определить и оценить физическое явление.
Теперь определим, что такое ускорение свободного падения - это переменное ускоренное движение одного свободно 'падающего' тела на другое, под действием полей обоих тел, направленное к центру гравитационного притяжения в системе отсчета связанной с одним из тел.
В ситуации, когда масса тела (m) много больше массы Земли (M), ускорение создаваемое телом будет тем больше, чем больше его масса, а сумма ускорений (а значит ускорение свободного падения) будет, разумеется, несравненно больше принятого ускорения свободного падения Земли. Собственно говоря, Земля будет падать на тело в большей степени, а не наоборот.
отредактировано 15.08.2006 23:24
отредактировано 16.08.2006 00:28 |
» Альтернативный форум