О ПОНЯТИИ МАССЫ
Фёдоров
В.В., Пономарёв Д.А., Бондаренко Т.В.
14 октября
2014 г.
В КТЕ (классическое теоретическое естествознание) масса – одна из основных
характеристик материи, определяющая её инерционные и гравитационные свойства.
Понятие массы было введено в механику Ньютоном в определении импульса (кол-ва
движения) тела в виде коэффициента пропорциональности. Эквивалентное
определение массы получается из уравнения движения Ньютона. Определённая таким
образом масса характеризует свойства тела, является мерой его инерции и
называется инерциальной или инертной массой.
В теории гравитации Ньютона масса выступает как источник поля
тяготения. Масса, определяемая соотношением закона всемирного тяготения
Ньютона, называется гравитационной. В
КТЕ утверждается, что масса, создающая поле тяготения, определяет и инерцию
того же тела, то есть они численно равны между собой [1].
Если в ТЕ (теоретическое естествознание) понятие массы мы относим
к перечню основных (базисных) понятий, то любую попытку истолкования этого
понятия посредством других заведомо следует отнести к
спекулятивным.
Несомненно, само возведение понятия массы тела (количественной
меры материи) в ранг базисных может показаться
незаконным выходом за пределы опыта, поскольку оно якобы является специфической
константой рассматриваемого физического тела. Но это не так, а признание
базисным означает, что количественное определение этого понятия должно быть
независимо от каких-либо гипотез, то есть определяться только экспериментально
с использованием эталона, принятого по договорённости между экспериментаторами.
Таким прибором и являются так называемые равноплечные
рычажные весы.
Сразу отметим, если вес тела в КТЕ является абстрактной
производной величиной (произведение массы на ускорение свободного падения), то
из этого уже следует, что равноплечные рычажные весы,
находясь в равновесии (гири и взвешиваемое тело относительно друг друга и
соответственно Земли покоятся), вообще-то весами и не являются. (Такой прибор
по принципу действия является массоме́ром.)
Определение массы через вес в КТЕ является заблуждением, так как в равноплечных весах при их равновесии характеристики
гравитационного взаимодействия набора эталонов и тела с Землёй хотя и равны
между собой (вес отождествляется с силой тяготения), но всё же являются
абстрактными. С использованием абстрактных понятий вряд ли возможно физически
обосновать не только принцип действия указанного массомера,
но в дальнейшем ещё и показать, что для деление понятия массы на инертную и гравитационную оснований и даже предпосылок в
физике реальных тел не было и нет.
Напомним, в физике реальных тел материя есть всё то, что
разделённое в трёхмерном пространстве взаимодействует между собой, а поэтому
авторское определение гравитационного времени в системе двух тел (см. сообщение
"С абстрактным временем только в спекулятивное теоретическое естествознакние")
и является дополнительным теоретическим обоснованием для определения
относительных величин масс тел вышеуказанным прибором.
Действительно, равноплечные рычажные
весы – гравитационная система трёх тел и только трёх, в которой равновесие
обусловлено равенством гравитационного времени в системах «набор гирь – Земля»
и «взвешиваемое тело – Земля», которое возможно тогда и только тогда, когда
масса гирь равна массе тела. (Вопросы о точности измерений не обсуждаются.)
Безусловно, если в КТЕ говорят о двух тождественных величинах
понятия массы тел (инертной и гравитационной), то как
минимум должны различать их хотя бы по способу определения. Отсутствие даже
такого различия в классике явно заявляет о том, что понятия инертной массы в
физике реальных тел просто не существует.
Действительно, в КТЕ (в механике
Ньютона) понятие инерции тела (мерой инерции тела является его масса, но
какая?) неразрывно связано с законом инерции, в котором утверждается, что при
отсутствии внешних воздействий или когда они взаимно уравновешены тело
сохраняет неизменным состояние своего движения или покоя относительно
инерциальной системы отсчёта, а инерциальная система отсчёта та, в которой
справедлив закон инерции [1]. Это пример порочного круга, когда одно определяется посредством
другого, а это последнее определяется посредством первого. Более того, механика
Ньютона с его первым и вторым законом вообще отношения к физике реальных тел (к
теории гравитации) не имеет, так как эти законы записаны для материальной
«системы», состоящей из одного тела, в которой величины скорости и ускорения
(соответственно импульса и силы) являются абстрактными. Это во-первых, а
во-вторых, само понятие массы – количественной меры материи присуще
только теории гравитации, причём не ньютоновской,
в которой абстрактное время специально упрятано в «фундаментальную»
гравитационную постоянную, а авторской, изначально обозначенной определением
гравитационного времени в материальной системе из двух тел (материальных
точек).
На взгляд авторов, классическое утверждение: Любое
тело в силу его материальности обладает кроме природной способности
взаимодействовать с другими материальными телами (гравитационная масса и
соответствующая сила) ещё и природной неспособностью самого тела к движению
(инертная масса и сила инерции, «которая сама не вызывает движения,
представляет собой слово, не имеющее смысла» [2]), – выглядит, мягко выражаясь,
как ошибочное умозаключение. Оно не имеет экспериментального
подтверждения, а те отдельные наблюдения и даже некоторые эксперименты наших
предшественников вообще не следует считать достоверными предпосылками, ведущими
к понятию инертной массы. Например, «все тела в поле тяжести падают с
одинаковым ускорением» [3, стр. 267], а также известные исследования Х.
Гюйгенса о центробежных силах [2].
Действительно, все тела падают с одинаковым ускорением, но только
в данной точке у земной поверхности, да и только в экспериментах, когда масса
Земли примерно на двадцать три или более порядков отличается от гравитационной
массы пробного тела. Недостаточность
точности измерений пути и обыденного
времени и позволяет сделать это ошибочное КИНЕМАТИЧЕССКОЕ заключение.
Это во-первых, а во-вторых, весы
любой конструкции остаются весами и всегда определяют только относительную
величину тяжёлой массы тела, а поэтому опыты Этвеша с крутильными весами и их
результаты вовсе не являются подтверждением целесообразности использования в ТЕ
понятия инертной массы тел. Подчеркнём, что авторское определение материи не
только заявляет о единственности понятия массы реальных тел, но и явно подсказывает
о возможности её экспериментального определения с использованием относительных
величин (эталонов).
В-третьих, утверждение, что центробежная сила зависит от величины так называемой инертной массы тела, не поддаётся
уразумению, так как, например, теоретические исследования Гюйгенса вообще
отношения к физике реальных тел не имеют.
Действительно, при движении тела по окружности математически
определяют величину так называемой угловой (линейной) скорости его движения и
соответственно центростремительного ускорения с использованием абстрактного
времени (кинематика). Переход от абстрактного понятия ускорения к абстрактному
понятию ньютоновской силы весьма прост и не требует
пояснений. Следовательно, «силы, действующие на два тела, движущиеся с одной и
той же скоростью υ по окружностям одного и того же радиуса r, очевидно, удовлетворяют
соотношению F₁ : F₂ = m₁ : m₂» [2,
стр. 69]. (Величины масс тел определены с помощью весов.) Однако заметим, что
очевидно и другое, а именно: Если рассматриваются движения по окружностям
одного и того же радиуса с одной и той же скоростью, то равны и величины
центростремительных ускорений. Следовательно, запись левой части этого
соотношения даже с математической точки зрения абсурдна. Причина очевидна и
заключается в том, что абстрактное время в физике обуславливает появление
абстрактных производных величин, использование которых способствует генерации
только заведомо спекулятивных гипотез.
Даже признавая значимость исследований движения реального тела
(материальной точки) по окружности для ТЕ макро- и микромира, авторы считают, что в этом
кратком сообщении не имеет смысла излагать полное авторское решение так
называемой ЗАДАЧИ ДВУХ
ТЕЛ (большой объём), а поэтому
здесь лишь отметим, на взгляд авторов, главное в произвольном порядке: а) Так
как гравитационное взаимодействие неразрывно связано с материей, то только движение каждого тела в
изолированной от внешних воздействий системе двух тел по концентрическим окружностям в противофазе и обуславливает её устойчивое динамическое состояние. Центр
окружностей совпадает с центром тяготения системы и также является началом
только системы координат, а не классической системы отсчета. Видом
движения обусловлен центробежный эффект, а не выдуманным свойством материи
сопротивляться всякому движению; б) Базисные понятия – масса и расстояние; в)
Гравитационное время – производная физическая
величина (функция расстояния и общей массы этих тел (материальных
точек)); г) Скорость и ускорение – функции базисных понятий, принципиально
отличающиеся от классических по виду и физическому истолкованию (сходство
только по математической операции их определения); д)
Классических понятий импульса и силы в физике реальных тел не
существует.
Наконец, если Ньютон признавал, что подменяет физику математикой,
то необходимость использования понятия инертной (бездействующей, но
определяемой с использованием весов) массы тел становится очевидной. Ньютон и его последователи, пожалуй, не понимали, что кинематика
(математика) и физика реальных тел всё же принципиально отличаются друг от
друга, а поэтому преобразование абстрактных математических понятий скорости и
ускорения в соответствующие абстрактные ньютоновские
понятия количества движения (импульса) и силы с использованием придуманного
понятия инертной массы тела (просто размерного коэффициента пропорциональности)
только по недоразумению можно назвать прогрессом в развитии ТЕ. С
использованием абстрактных понятий и абстрактных производных величин законов ТЕ
не формулируют, что и очевидно из следующего примера.
«Одним из фундаментальных предложений классической механики
является теорема сохранения импульса, её выполнимость следует из второго и
третьего законов Ньютона. Ограничиваясь системами из двух тел – из F₁ = m₁a₁ и F₂ = m₂a₂ – вместе с принципом действия и
противодействия F₁ = –F₂ получаем
m₁a₁ + m₂a₂ = 0
или – после интегрирования –
m₁u₁ + m₂u₂= const.
Последнее выражение представляет собой запись принципа сохранения
импульса (m, u, a и F обозначают соответственно массу,
скорость, ускорение и силу).
Ньютон, ссылаясь на этот принцип мимоходом, как на закон
сохранения центра тяжести, в пояснении 4 к своим законам движения пишет:
“Центр тяжести системы двух или нескольких тел от взаимодействия
тел друг на друга не изменяет ни своего состояния
покоя, ни движения; поэтому центр тяжести системы всех действующих друг на
друга тел (при отсутствии внешних действий и препятствий) или находится в
покое, или движется равномерно и прямолинейно”» [2, стр. 161].
Этот пример для системы из двух тел, несомненно, следует отнести к
«шедеврам» математической физики, так как в нём даже последовательно
интегрируют всего лишь символы понятий (неизвестных функций от абстрактного
параметра задания (ньютоновского времени)), да ещё и
делают неоднозначное заключение при отсутствии внешних воздействий. Такой
«строгой» математикой законов ТЕ не обосновывают. (Используя ньютоновский закон всемирного тяготения, оппонентам
предлагаем самостоятельно опровергнуть наше утверждение и опубликовать.)
В этом сообщении мы умышленно не излагаем авторского анализа
современных примитивных классических решений задач о явлении удара двух шаров
равной или разной массы (массу шара определяют с использованием весов), решения
которых базируются на абстрактных законах сохранения импульса и механической
энергии [4]. Здесь также не имеет смысла излагать анализа на обоснованность и
утверждения о том, что «понятие массы приобрело более глубокий смысл в
специальной теории относительности А. Эйнштейна, рассматривающей движение тел
(или частиц) с большими скоростями, …», так как теория
преобразования координат и времени Эйнштейна – набор математических ошибок.
Итак, в ТЕ существует всего лишь одно понятие массы (относительное
количество материи в теле) и называется гравитационной по виду первичного
природного фундаментального взаимодействия. Классификация массы тел по виду
движения тел или вторичному эффекту, зависящих от вида движения (например,
центробежный эффект при движении тела по окружности) в ТЕ не допускается.
Измеряется массомером и не зависит от массы третьего
тела (Земли, Луны и т. д.)
Литература
1. Физический
энциклопедический словарь. М., «Советская энциклопедия», 1983.
2. Макс Джеммер, Понятие массы в классической и современной физике.
М., «Прогресс», 1967.
3. Альберт
Эйнштейн, Собрание научных трудов, том
4. Яворский Б. М. и Детлаф А.
А. Справочник по физике. М., «Наука», 1981.
С уважением, авторы.
P.S.
С реакцией на данное сообщение можно познакомиться
на следующих научных форумах:
«Гипотезы
неофициальной физики»
Научный
форум «Русского переплета»
«Общий форум» на Scientific.ru
(Удалено администрацией сайта)
«Физика
альтернативная» на SciTecLibrary
вернуть к: Основы физики
Свои комментарии Вы можете отправить: