Маятник Фуко на полюсе
© Владимир Ерашов
Давайте вообразим себе, что окружающий нас Мир состоит из вращающейся вокруг оси Земли , а все остальное вокруг неподвижно. Следовательно, в этом варианте могут существовать всего две системы отсчета, одна жестко связанная с вращающейся Землей, другая, связанная с неподвижным Миром. Первую систему будем называть внутренней, другую внешней. Теперь вообразим следующий мысленный эксперимент, точно на полюсе установим маятник Фуко, но испытаем два варианта:
1. Точка подвеса маятника жестко закреплена с Землей.
2. Точка подвеса маятника крепится к неподвижной (внешней) системе.
В первом эксперименте, когда точка подвеса маятника жестко закреплена с Землей, взведем маятник для запуска (отклоним на 1метр от линии отвеса, тем самым на этот же метр маятник отклонится и от оси вращения Земли). Напомним читателям, мы маятник пока не запустили, а только возвели для запуска, следовательно, маятник остается неподвижным относительно вращающейся Земли. В тоже время относительно внешней системы маятник вращается (вместе с Землей) с угловой скоростью об/сут и имеет какую-то кинетическую энергию.
Теперь мысленно закрепим точку подвеса маятника во внешней системе и тоже возведем для запуска на тот же условный метр от оси Земли. На этот раз маятник неподвижен относительно внешней системы, а относительно Земли он вращается с угловой скоростью об/сут.
Спрашивается, как поведет себя маятник Фуко после запуска в первом и во втором вариантах? Если внешняя система никакого физического влияния на маятник не оказывает, то когда маятник крепится к Земле его плоскость колебаний по третьему закону Ньютона (закону инерции) должна оставаться и после пуска неподвижной относительно Земли. Это если внешняя система никакого физического влияния на маятник не оказывает. А если оказывает? Тогда плоскость качания маятника уже не должна оставаться неподвижной относительно Земли, а будет вращаться с какой-то скоростью, зависящей от коэффициента увлечения внешней среды. Заметим, на данный момент никакой теории не существует, которая способна предсказать коэффициент увлечения, не было этой теории и полтора столетия назад, когда Фуко только создал свой маятник. Тем не менее, Фуко смело предположил, что коэффициент увлечения внешней системы близок к единице, то есть на полюсе плоскость качания маятника останется неподвижной относительно внешней системы, а относительно Земли она будет вращаться с угловой скоростью об/сут. А теперь напомним читателям, что маятник, закрепленный на Земле, который расположен строго на полюсе и взведенный для пуска, имеет начальную нулевую кинетическую энергию относительно Земли и совершено определенную кинетическую энергию относительно внешней системы. Спрашивается, почему после пуска все должно поменяться с точностью до наоборот, во вращающейся системе координат кинетическая энергия маятника должна появиться, а во внешней неподвижной должна исчезнуть. По Фуко получается, что на полюсе и маятник, закрепленный на Земле, и маятник, закрепленный во вне, ведут себя одинаково, их плоскость качания неподвижна относительно внешней системы и вращается об/сут относительно Земли. Но это же парадокс, такого не может быть, чтобы энергия в одной системе координат бесследно исчезала, а появлялась бы в другой системе координат.
Кто-то из читателей возразит, но Фуко опытным путем доказал, что плоскость качания маятника неподвижна во внешней системе, а в системе связанной с Землей вращается. Извините, уважаемые читатели, во-первых, теоретический парадокс не способен разрешить никакой опыт, а во-вторых, мои опыты с маятниками дают совершенно другой результат, отличный от опытов Фуко. О чем я и доложил Академии наук в своем открытом письме, но ответа на него пока не получил. Хотелось бы узнать мнение читателей на этот счет.
27.09.2015г.
Свидетельство о публикации №215092700514
Игорь Табакаев 21.04.2016 12:01 Заявить о нарушении
Игорь Табакаев 21.04.2016 12:53 Заявить о нарушении
Во-первых, в статье делается упор на мысленные эксперименты, то есть предполагается, что побочные эффекты исключены по определению.
Во-вторых, реальные эксперименты с телами, подвешенными на швейной нити показывают, что в этом варианте закручивающий момент исчезающе мал. Например, фабричная закрутка нити раскручивается пол дня, причем, тело легко проскакивает положение равновесия и закручивается в обратную сторону, и так долго и "больно", чутли не до бесконечности. Для сравнения, тело подвешенное на тонкой проволоке даже при приложении значительных усилий делает меньше десятка оборотов в одну сторону, естественно, еще меньше в обратную. Короче, на проволоке торсионный маятник имеет период колебаний в десятки-сотни тысяч раз меньший, чем на нити. А вот очень тонкие эксперименты лучше всего проводить на паутине, там момент сопротивления закручиванию еще на несколько порядков меньше, чем на нити.
С уважением - Владимир
Владимир Ерашов 22.04.2016 22:20 Заявить о нарушении