О центробежной и центростремительной силах
реклама
Ямпольский Ю. С. Научно-энциклопедический портал: Russika.Ru О ФИЗИЧЕСКИХ СИЛАХ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ ВРАЩЕНИИ ТЕЛ ВОКРУГ ЦЕНТРА ВАЩЕНИЯ Ямпольский Юрий Семёнович Россия, Санкт-Петербург 08.11..2011 E-mail: [email protected] Аннотация В статье приводится доказательство того, что при вращении тела вокруг центра вращения, удерживающий тело тяж не испытывает центростремительной силы. Удерживание вращающегося тела происходит за счёт прочностных характеристик тяжа, и не связано с появлением центростремительной силы. ТЕКСТ СТАТЬИ Когда мы вращаем вокруг себя прикреплённое к тяжу тело, например, небольшое ядро, то ощущаем, что тяж находится в натянутом состоянии. И чем быстрее вращается ядро, то с большей силой натягивается тяж. Следовательно, сила, производящая натяжение тяжа, возникает в результате вращения ядра вокруг центра вращения. Это также означает, что возникающая во время вращения ядра сила, приложена к ядру и направлена наружу относительно центра вращения ядра. Эту силу мы называем центробежной. Центробежная сила компенсируется, равной ей удерживающей силой, направленной к центру вращения. В результате, вращающееся по окружности ядро под одновременным действием обеих сил, находится в равновесии относительно своего положения на окружности. Если произвести мгновенное отсоединение ядра от тяжа, то ядро продолжит своё движение по прямой, касательной к точке окружности, в которой произошло его освобождение от тяжа. Это является доказательством того, что центробежная и удерживающая силы равны по величине и исчезают одновременно с прекращением действия удерживающей силы. Все эти факты нам известны и не должны вызывать сомнения. Но что за причина вызывает появление центробежной силы? Понятно, что её появление является следствием вращения ядра вместе со жгутом, относительно центра вращения. С момента начала движения ядра по окружности, ядро стремится к движению по прямой, касательной к окружности. И только удерживающее влияние тяжа заставляет ядро вращаться вокруг центра вращения. Стремление ядра двигаться по прямой, касательной к дуге окружности в каждой её точке, возникает одновременно с появлением силы, направленной на отрыв ядра от кривизны окружности, то есть, стремление освободиться от удерживающей силы. В момент отсоединения ядра от тяжа центробежная сила и сила удерживающая прекращают своё действие, и ядро движется только по прямой, касательной к той точке окружности, в которой произошло освобождение ядра. Таким образом, при вращении ядра вокруг центра вращения, происходит одновременное появление центробежной силы и равной ей, силы удерживающей. Удерживающая сила, в данном примере, не является центростремительной силой. Центростремительная сила может быть только самостоятельной, направленной в сторону центра вращения, но такой фактор не имеет места в приведённом примере; вращательное движение не создаёт центростремительной силы, центростремительной скорости и центростремительного ускорения. Что касается возникновения центростремительного фактора, то он возникает только при свободном падении тел, 1 Ямпольский Ю. С. Научно-энциклопедический портал: Russika.Ru находящихся на определённой высоте над космическим телом, но носит только гравитационный характер действия. Следует также обратить внимание на то, что вращение ядра вокруг центра вращения обеспечивается тремя силами: центробежной, удерживающей и силой, направленной по касательной к окружности в точке приложения тела. Стремление тела двигаться по касательной прямой относительно точки приложения тела – это природное свойство тел стремиться к инерционному движению, если на тела не будут оказывать влияние иные силы, не совпадающие с направлением движения тела. В изложенном примере, рассмотрено вращение физического тела вокруг центра вращения без учёта гравитации. Если рассматривать обращение планеты вокруг центрального тела (звезды) по круговой орбите, то событие, связанное с появлением удерживающих сил, можно представить подобным рассмотренному событию. Роль удерживающего тяжа между звездой и планетой выполняет гравитационный жгут, которым является уплотнённое, или сжато-растянутое пространство, или пространственный канал. Причём, удерживающая сила находится в центре масс системы из двух тел. Такое понимание удерживающей силы, связано с гравитационным взаимодействием тел, изложенным в моей работе «Пространственная среда – единая основа взаимодействий в природе материального мира», в главе «Гравитация». Планета удерживается на орбите только потому, что силе гравитационного влияния противостоит центробежная сила. Но можно ли в этом случае считать, что имеет место центростремительная сила. Если по какой-то причине исчезло бы гравитационное влияние на планету, то она сорвалась бы с орбиты по касательной к ней. Но исчезновения гравитации в природе быть не может, поэтому обращение планеты вокруг звезды принципиально аналогично рассмотренному вращению ядра вокруг центра вращения. Этим примером не исчерпывается рассмотрение взаимодействия между центральным телом и связанным с ним другим телом, находящимся на некотором расстоянии от него. Представим, что над планетой на некоторой высоте помещено тело, например, ядро, рассмотренное в первом примере. Ядро не вращается вокруг планеты, а находится в состоянии покоя. В связи с тем, что ядро не вращается вокруг планеты, центробежная сила отсутствует. Если ядро начинает свободное падение, то это происходит под действием гравитации; других сил, действующих на ядро нет. Можно ли считать, что свободное падение ядра происходит под действием центростремительной силы. Думаю, что такое определение силы, можно считать только условно, так как обычно принято считать, что центростремительная сила – это результат вращательного движения тела вокруг центра вращения. Но поскольку установлено на предыдущих примерах отсутствие центростремительных сил, то и в этом случае естественней называть силу, приводящую к свободному падению ядра не центростремительной, а гравитационной, носящей только при внешнем наблюдении характер центростремительной силы, но связанной с перемещением центра масс двух взаимодействующих тел. Более полно такое понимание изложено в рассмотрении причины гравитации в упомянутой выше главе «Гравитация», где показано, что тела не притягиваются друг к другу, а стягиваются к центру тяжести системы из двух тел, например, Земля-Луна, с перемещением центра масс по мере сближения взаимодействующих тел. Таким образом, из представленных примеров следует, что центростремительной силы в природе не существует, но существуют центробежная и удерживающая силы. Ко всему сказанному следует добавить ещё один фактор, связанный с вращением тел относительно друг друга. Если представить, что космические тела не вращаются относительно друг друга, при сохранении гравитационной взаимозависимости, то это 2 Ямпольский Ю. С. Научно-энциклопедический портал: Russika.Ru должно было бы привести к повсеместному стягиванию всех материальных тел Вселенной в единую массу. В результате этого образовалась бы громадная концентрация материальной массы, которая привела бы массу в критическое энергетическое состояние. В результате этого должен был бы начаться глобальный термоядерный процесс с образованием плазменного состояния материи и с последующим Большим Взрывом. Концентрация материи в единую массу не могла быть равномерной, а это должно было бы привести совокупную массу к вращению вокруг своей оси. Поэтому, все образовавшиеся в результате Большого Взрыва материальные образования, должны были бы вращаться вокруг центра тяжести своих масс и в связи с гравитационным фактором, привести к вращению меньших масс вокруг больших масс. Таким образом, вращательное движение тел относительно друг друга, следствие гравитационного воздействия, и связанное с этим появление центробежной силы, является основой существования структуры материальной Вселенной и её стабильности. Предположение о том, что было бы, если бы тела не вращались относительно друг друга, сделано специально для того, чтобы показать, что в любом случае в материальном мире вращательное движение – это основа существования структурной Вселенной. И одновременно, я решил этим показать, что только Большой Взрыв может служить образованием структуры материальной Вселенной. В заключение завершу изложенное тем, что сказал греческий философ Гераклит: «Из Единого всё происходит, из всего – Единое». В этом высказывании заключён смысл бесконечно повторяющегося эволюционного процесса образования и распада материальной Вселенной, или круговорот материи во Вселенной. 3
