Логофизика. Вращение

Перевод статьи на английский язык без разрешения автора запрещается!
Реферат статьи и любое использование опубликованного в статье материала в англоязычных публикациях без разрешения автора запрещается!
Упоминание о статье в англоязычных публикациях без разрешения автора запрещается!


Логофизика. Вращение.
Вращение вокруг «внешнего» центра.

Объективно реальными движениями являются лишь прямолинейные движения материи. Поэтому мы обязаны рассматривать вращение физического тела вокруг внешнего центра или оси (разговор об этом был начат в публикации «Неинерциальные системы» http://www.proza.ru/2018/05/17/1752), как перемещение тела в совокупном множестве инерциальных систем, либо как вращение инерциальной системы вокруг центра неинерциальной системы. Последнее представить без дополнительных условий довольно сложно, поэтому в этой публикации рассматривается лишь обращение тела вокруг внешнего центра как последовательный переход из одной инерциальной системы в другую. При этом приложение силы в инерциальной системе необходимо рассматривать, конечно, на кратчайшем расстоянии действия, потому что постоянно меняется направление.

 Принятая современной физикой теория вращения пользуется для описания процесса угловыми величинами – угловым перемещением «ф» (греческая буква «фи»), угловой скоростью «w=ф/t» и угловым ускорением «э=(w1-w0)/t» («э» – греческая буква «ипсилон»), это допустимо, и необходимо, и нормально. Недопустимо и ненормально другое – при малых угловых перемещениях современная теория приравнивает расстояние «L» перемещения тела по окружности к расстоянию «h» линейного перемещения тела. Этого делать нельзя, так как эти перемещения являются разными процессами – объективным (линейное перемещение) и субъективным (вращение), – и эти процессы происходят в разных системах – инерциальной и вращательной. Уравнивание таких расстояний означает тождество длины окружности и суммы длин сторон многоугольника, вписанного в эту окружность, что было недопустимо со времён античных математиков до Галилея, который впервые допустил подобное тождество для многоугольника с бесконечным числом сторон, но он же его и отверг впоследствии.

Следствием недопустимого тождества стало неверное понимание понятия «линейная скорость» при движении по окружности, так как она стала отождествляться с постоянной скоростью прямолинейного движения тела. В действительности же линейная скорость является средней скоростью перемещения относительно центра при изменении направления, где направление есть элемент вращения тела.

Учитывая, что при угловом перемещении «ф» расстояние перемещения тела по дуге с «постоянной» средней скоростью выражается соотношением «L=фR=vt» (R – радиус окружности, t – длительность перемещения), связь между линейной и угловой скоростями будет выражаться соотношением «v=Rw», как и принято сейчас в классической физике, с той существенной разницей, что линейная скорость «v» является средней скоростью движения. Вследствие этого постоянства усреднения скорости, не может быть связи между угловым и линейным ускорениями в виде «а=эR», которая принята в настоящее время в теории вращения при ускоренном перемещении тела по дуге, поскольку ускорение «а=(v1-v0)/t», согласно закону инерции, подразумевает изменение постоянной скорости прямолинейного движения. А перед нами изменение средних скоростей от значения «v0» до значения «v1» на дуге, а не на прямой, и они постоянны лишь в том смысле, что каждая из скоростей стабильно изменяется возле какого-то постоянного значения, «v0=(v00+v01)/2» и «v1=(v10+v11)/2».
Таким образом, «линейное ускорение» в теории вращения является необоснованным понятием, поскольку не отражает реальное движение. Реальное угловое ускорение представляет собой последовательность изменяющих направление и значение ускорений физического тела и является следствием последовательно прилагаемых тангенциальных сил, каждый раз изменяющих не только своё значение, но и направление. Поэтому о каком-то линейном ускорении во вращательной системе речи быть не может.

Теперь заострим внимание на кратчайшем расстоянии в направлении действия силы во вращательной системе отсчёта, независимо от природы этой возникшей силы, то есть независимо от «принудительности» или «самостоятельности» вращения физического тела вокруг какого-либо центра.
Так как на каждом участке окружности равнодействующая сила «Fр», которую мы рассматриваем в качестве величины воздействия на тело при его вращении, образована одновременным действием перпендикулярных друг другу тангенциальной «Fт» и центростремительной «Fц» сил, соотношение сил на любом участке вращательной системы можно представить в виде прямоугольного треугольника (рис.1). В любом таком треугольнике любая из сторон, отражая расстояние в направлении приложения силы, должна выражаться целым числом минимальных длин «d», потому что длина любого отрезка в реальном пространстве должна быть кратна диаметру пространственной ячейки (о квантах пространства – в статье «Очерки материального мира» http://www.proza.ru/2017/12/27/2139).
Чем больше радиус вращения, тем короче расстояние «а» относительно радиуса R в направлении приложения центростремительной силы и относительно расстояния «b» в направлении приложения тангенциальной силы (рис.2), и также меньше угловое перемещение «ф» физического тела во вращательной системе. Эти величины связаны постоянным соотношением (рис.3)
а=(b+1)^2/2R=2R*sin^2(ф/2)=R*(1-соs ф),
где «b+1=с» – расстояние в направлении приложения к физическому телу равнодействующей силы, то есть протяжённость «разового» воздействия на тело при его вращении. Это расстояние есть ни что иное, как длина «h» линейного перемещения тела без изменения направления, рассматриваемая как расстояние перемещения тела в инерциальной системе, и которую современная физика с подачи математики необоснованно приравнивает к расстоянию движения «L» по окружности при малом угловом перемещении (рис.1), о чём речь уже шла выше.