Пятый закон механодинамики

5-й ЗАКОН механодинамики (независимость действия сил).При одновременном действии на тело или точку нескольких сил сопротивления движению = ньютоновское ускорение материальной точка или тела оказывается равным геометрической сумме замедлений, приходящихся на долю каждой из сил сопротивления движению = . В уравнении (11) - геометрическая сумма замедлений, приходящихся на долю всех сил сопротивлений = , кроме силы инерции , то есть , поэтому уравнение (11) запишется так

. (19)

Это - математическая модель 5-го ЗАКОНА механодинамики. Он гласит: при ускоренном движении твердого тела ньютоновское ускорение, формируемое ньютоновской силой, равно сумме замедлений, формируемых всеми силами сопротивлений движению, в том числе и силой инерции.

Если тело падает в поле силы тяжести Земли, то

. (20)

Масса материального тела равна силе гравитации , деленной на ускорение свободного падения в данном месте земной поверхности.

В качестве единицы измерения силы в системе единиц СИ принят Ньютон (Н). Один Ньютон - сила, сообщающая массе в 1 кг ускорение

В технической системе единиц в качестве единицы измерения силы принят 1 кГ, а массы - . Поскольку , то или .

Новые знания механодинамики позволяют точно определить силы сопротивления движению любого тела. Метод определения этих сил следует из формул (16). Если определяются силы сопротивления движению автомобиля экспериментально, то надо выбрать прямолинейный горизонтальный участок дороги, проехать по нему заданное расстояние с заданной постоянной скоростью и измерить расход топлива. Энергия этого топлива будет равна работе силы на зафиксированном участке дороги, которая противодействует всем силам сопротивления движению . Из этого следует, что сила равна сумме сил .

Если же подобный эксперимент проводить при ускоренном движении автомобиля, то, в соответствии с формулой (7), сила инерции , препятствующая ускоренному движению автомобиля, автоматически войдёт в сумму сил сопротивлений и результат определения сил сопротивлений будет полностью ошибочен.

Ньютоновская движущая сила определяется по главному закону механодинамики

. (21)

Ускорение удобнее определять в этом случае по формуле (15), а инерциальную составляющую замедления – по формуле (13). Сила инерции определится по формуле (12).

Так как кинетическая энергия, равномерного прямолинейного движения автомобиля - величина постоянная, то разделив её на одну секунду, получим мощность, реализуемую двигателем автомобиля на его равномерное и прямолинейное движение с постоянной скоростью .

(22)

Наша матушка Земля движется вокруг Солнца со средней скоростью 29800м/c более 4,5 млрд. лет. Динамика Ньютона родилась более 300 лет назад, а мы только что научились вычислять момент сил, который вращает Землю вокруг Солнца и силу, движущую его по орбите вокруг Солнца.

Зная среднюю скорость движения Земли вокруг Солнца (рис. 9), находим кинетическую энергию орбитального движения Земли.

(23)

Так как орбитальная скорость движения Земли вокруг Солнца почти постоянна, то численная величина её кинетической энергии равна мощности, реализуемой Землёй при её орбитальном движении.

(24)

Рис. 9. Схема Солнечной системы

Зная мощность , реализуемую Землёй при её движении вокруг Солнца, и её угловую скорость , находим инерциальный момент , вращающий Землю вокруг Солнца по инерции более 4,5 млрд. лет.

(25)

Известный инерциальный момент и орбитальный радиус Земли позволяют вычислить касательную составляющую силы инерции, движущую Землю вокруг Солнца.

(26)

Аналогичная картина и с расчётами моментов сил, вращающих тела равномерно. Разделив кинетическую энергию их равномерного вращения на одну секунду, получаем мощность, реализуемую телами, вращающимися равномерно.

(27)

Выводы

1. В Природе и человеческой практике чаще встречаются три фазы движения материальных объектов: ускоренная, равномерная и замедленная.

2. В ускоренной фазе движения материального объекта, сила инерции препятствует его движению.

3. В фазе равномерного движения сила инерции направлена в сторону движения и является силой, способствующей равномерному движению объекта.

4. В фазе замедленного движения сила инерции, является главной силой, движущей объект, который постепенно останавливается, так как силы сопротивления движению больше силы инерции.

В микромире кинематическая ситуация другая: фотон, излучаясь электроном, имеет фазу ускоренного движения только в момент излучения, а потом, при отсутствии препятствий, движется в пространстве миллиарды лет прямолинейно и равномерно с постоянной скоростью С=300000км/с.

Из этого следует такая кинематика движения центров масс фотонов всех диапазонов излучений с постоянной скоростью С=300000км/с, при которой их скорость не имеет нулевых значений и не зависит от радиусов фотонов.

Для доказательства достоверности этого гипотетического утверждения надо иметь уравнения, описывающие движение центра масс фотна, из которых должна следовать математическая модель изменения скоростей центров масс фотонов всех диапазонов, не имеющая их радиуса и не принимющая нулевых значений. Мы получим аналитически такую модель.

Так как фотон – носитель всех видов информации и тепловой энергии, является одним из главных обитателей микромира, то формирование фундаментальных физических знаний о микромире надо начинать с изучения структуры фотона, законов его движения в пространстве и взаимодействий друг с другом и другими обитателями микро и макро миров.

ФОТОН