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 массыколичественной 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  F : 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 = ma₁ и  F  = ma  – вместе с принципом действия и противодействия F₁ = –F₂ получаем

 

ma₁ + ma  = 0

 

или – после интегрирования –

 

mu₁ + mu₂= 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 1. М., «Наука», 1965.

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

«Физика» на e-science.ru

 


вернуть к: Основы физики


Свои комментарии Вы можете отправить:

 

info@timeam.ru


© В.В. Федоров, Д.А. Пономарев 2018.
Сведения об авторских правах.
Последняя проверка:
25 июня 2018.