Логофизика. Количество вращения

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. Количество вращения.
Продолжение статьи «Логофизика. Вращение» http://www.proza.ru/2018/12/26/1409.

Вернёмся к принятой в современной физике теории вращения. Неверно понятый смысл линейной скорости и отсутствующее в реальном вращении линейное ускорение – не единственные, к сожалению, недостатки классической теории. Серьёзные промахи вскрываются в ней из-за полного непонимания учёными сути такого понятия, как «инерция», и недопонимания термина «энергия».

ИНЕРЦИЯ И ВРАЩЕНИЕ
В своё время Ньютон предположил, что каждое физическое тело имеет определенный запас инерции, характеризующий «естественное состояние» движения этого тела. Что такое инерция, Ньютон не знал, но предполагал, что это какое-то неисчезаемое свойство тел, связанное с их массой в движении.
С тех пор наука так и не выяснила суть инерции, поэтому нынешние учёные ошибочно отождествляют инерцию с неопределённым свойством материи – инертностью, которая позволяет физическим телам двигаться, – это что-то вроде энергии, но не энергия, а какой-то «запас движения», зависящий, как и энергия, от массы тела. Есть даже такие необоснованные утверждения, что масса является мерой инерции. Это непонимание привело к тому, что вращение стало считаться таким же следствием инерции («запаса движения»), как и прямолинейное движение. И, чтобы охарактеризовать крутящееся тело на наличие-отсутствие энергии, пришлось придумывать «момент инерции» – с его помощью к вращающемуся на одном месте телу «прицепили» несвойственную ему кинетическую энергию.
Ньютон, хоть и не постиг суть инерции, но интуитивно считал инерцию связанной только с прямолинейным движением, поэтому различал вращающиеся системы и инерциальные. Инерциальная система – это система прямолинейного движения, то есть, по Ньютону, тело не может вращаться по инерции! И в этом он полностью оказался прав. По инерции – то есть по направлению – можно перемещаться только прямолинейно.

Инерция – это направление передачи способности к движению, элемент воздействия одного объекта на центр тяжести другого объекта. Это явление заключается в том, что в процессе воздействия физическое тело направляется воздействующим на него телом в определённую сторону с определённой скоростью – получает направление и скорость движения. В сравнении с понятиями, принятыми в современной физике, инерция – это «заряженный» вектор, то есть вектор, имеющий скорость движения. Величина инерции – инерционный заряд (подробнее в публикации «Бытие субъекта. Инерция и Давление» http://www.proza.ru/2018/05/15/1703).

С позиции логофизики, воздействие на тело характеризуется количественно (величина) и качественно (направление), где величина есть сила, а направление – инерция. Изменение любого элемента – величины или направления – означает новое воздействие, которое должно рассматриваться в новой инерциальной системе. А непрерывное изменение направления и (или) величины указывает на процесс, состоящий из множества последовательных воздействий, который должен рассматриваться как движение в различных, сменяющих друг друга, инерциальных системах. При изучении таких процессов необходимо в каждой инерциальной системе рассматривать воздействие, осуществлённое в предыдущей инерциальной системе, как проекцию, а воздействие, осуществлённое в этой инерциальной системе, рассматривать как проекцию на следующую систему. Этого условия современная теория вращения не предусматривает вовсе, пытаясь «притянутые за уши» законы Ньютона применить во вращательных системах.

Важно уяснить, что, если физическое тело никуда не перемещается, но вращается на месте вокруг своей оси, его центр тяжести находится в покое. Это значит, что об инерции системы, связанной с вращающимся телом, говорить нельзя. Из этого также следует, что такое вращающееся вокруг своей оси тело не может иметь способности к движению в виде кинетической энергии, так как у него нет скорости перемещения.
При движении по окружности – обращении физического тела вокруг внешнего центра – его собственный центр тяжести постоянно меняет направление движения, то есть в этом случае об инерции тела во вращательной системе говорить также нельзя. Но можно учитывать постоянно изменяющуюся инерцию тела в малых угловых перемещениях по окружности на расстояния, стремящиеся к нулю. Поэтому движущееся по окружности вокруг неподвижного центра системы тело в каждый момент своего движения в виде малых перемещений в одном направлении, стремящихся к нулю, но рассматриваемых как прямолинейные, находится в одной из сменяющихся инерциальных систем и имеет способность к движению в виде кинетической энергии относительно инерциальной системы, принадлежащей данной вращательной системе.

КОЛИЧЕСТВО ВРАЩЕНИЯ
Мир устроен просто и логично. Так утверждает логическая физика (логофизика) – новейшее направление физики на стыке классической механики, логики и простейшей философии. Эта совокупность позволяет не только объяснять практически все неопределённые или недостаточно определённые понятия и явления нашего мира, но и выстроить с их помощью непротиворечивую теорию – Логическую теорию относительности (ЛТО), которая с успехом заменяет используемые ныне парадоксальные и противоречивые Общую (ОТО) и Специальную (СТО) теории относительности. Логофизика использует накопленный опыт науки и пользуется теми её определениями, которые отражают объективную реальность и логически непротиворечивы.
Основным утверждением ЛТО является определение Мира как относительности Покоя и Движения, что позволяет выделить в мире два объекта – Вселенную и Бытие. Вселенная являет собой Движение Материи в Пространстве, то есть объективное движение. Бытие можно определить как «пространство движущейся материи» или «покой материи в движении», то есть субъективный покой в виде пространства некоторой материальной системы. «Быть» – это, конечно, не «двигаться» в прямом смысле, но всё же слово выражает отношение к чему-либо, то есть в какой-то мере «бытие» есть «относительное действие». Поэтому также правомерно будет называть Бытие субъективным движением, «движением в материи» – ведь только субъект своим ощущением определяет разницу между субъективным покоем и субъективным движением.

Движение относительно покоя возможно либо вдоль, либо вокруг, то есть прямолинейное (перемещение) или вращательное (поворот). Перемещение – это движение относительно общего покоя, относительно любой неподвижной точки, относительно пространства «вообще», это движение в каком-то направлении, то есть простое движение без поворотов, зигзагов и извилин. Поворот – это движение относительно конкретного покоя, вокруг одной конкретной неподвижной точки (центра), это движение с изменением направления, то есть движение сложное или производное.
Таким образом, любой поворот должен рассматриваться или как сумма трёх движений – «перемещение плюс изменение направления плюс перемещение», или как произведение движений – «перемещение с одновременным изменением направления». В любом случае перемещение является объективным движением, которое может осуществляться объектом в пространстве Вселенной (как инерциальной системы) без участия других объектов. А изменение направления мы должны признать движением субъективным, потому что без участия другого объекта направление собственного перемещения в инерциальной системе может изменить только субъект, объект на это не способен. Но тогда поворот и любое вращение станет определяться как сумма или произведение различных по происхождению движений – объективного и субъективного, движения во Вселенной и движения в Бытии.
Чтобы избежать такой «неопределённости» в определении вращения, необходимо всего лишь придать материальным объектам немного субъективности – именно материальным, а не любым объектам, потому что во Вселенной движется именно материя, то есть именно её объекты перемещаются, а не чьи-то ещё. А если материальные объекты субъективны, и, значит, имеют в какой-то степени способности субъекта, то они способны не только перемещаться, но и изменять направление собственного перемещения!
Признавая материю субъективной, мы можем считать вращение, наряду с перемещением, реальным объективным движением, с той лишь разницей, что любое перемещение мы можем объективно рассматривать в пространстве Вселенной относительно любых покоящихся или движущихся систем отсчёта, а вращение возможно рассмотреть объективно только в пространстве одной конкретной системы отсчёта относительно центра этой системы. Именно поэтому основной объективной мерой (величиной) движения мы признаём скорость прямолинейного перемещения, а угловая скорость вращения является для нас лишь частотой (частной скоростью) процесса, хоть она и не менее важна для нас и для любого субъекта системы.

Уравнение вращения с объективным движением в пределах системы позволяет предположить, что, если перемещение физического тела можно выразить количеством движения, то вращение физического тела можно аналогично выразить соответствующим «количеством вращения». Тем более что, зная радиус системы и угловую скорость вращения тела, несложно одно «количество» перевести в другое. Таким образом, мы можем в пространстве любой системы отсчёта различать два вида импульса – относительно этой системы как инерциальной и относительно неё же как вращательной системы, – вследствие разного отношения физического тела к пространству системы.

Импульс – мера отношения физического тела к системе отсчёта координат, в которой оно движется.
Система отсчёта может быть либо инерциальная, либо вращательная, то есть неинерциальная. Необходимо лишь сделать важное уточнение, которое современная наука полностью игнорирует, – что любая рассматриваемая система отсчёта координат подразумевает своё «внутреннее» пространство и пространство «внешнее» или «окружающее», в котором  эта система располагается. И, говоря об инерциальных системах, существование которых определено первым законом Ньютона, мы имеем в виду, что «внутреннее» пространство такой системы неподвижно, а границы с «внешним» пространством не определены – именно эти обстоятельства объясняют тот факт, что в инерциальных системах «тела сохраняют состояние покоя или равномерного прямолинейного движения при отсутствии действий на них со стороны других тел или при взаимной компенсации этих воздействий» (Википедия). А пространство любой неинерциальной системы ограничено радиусом действий и движется вокруг конкретной точки – центра. То есть вращается вокруг центра не только физическое тело, но и его связь с центром – радиус вращения, а также сектор излучения (сектор влияния центра), направленного из центра на физическое тело в этой системе (это будет подробно показано в следующих публикациях при разборе понятий об энергии и информации).

Импульс направленный (количество движения) – мера отношения физического тела к инерциальной системе, величина, постоянно производимая массой физического тела на постоянной скорости движения, то есть равная произведению массы тела и скорости его прямолинейного перемещения. Произведение массы и скорости следует именно из прямолинейности движения и означает, что направленный импульс любой физической системы равен сумме направленных импульсов всех материальных объектов, составляющих эту систему, так как все объекты физической системы перемещаются в рассматриваемой инерциальной системе в одном направлении с одинаковой скоростью. Направленный импульс выражает независимость физического тела от начала координат системы и от направления движения, так как все точки пространства относительно тела равноправны и неподвижны.
Понятие количества движения введено в физику Р.Декартом в первой половине XVII века, но смысл его объясняется только сейчас, благодаря появлению такого направления в науке, как логическая физика. Ввиду неопределённости понятия импульса, многие учёные вслед за Энгельсом считают импульс наряду с кинетической энергией мерой механического движения, что является ошибкой и следствием обыкновенного непонимания терминов «мера», «энергия», «движение» и т.п.

Импульс вращательный (количество вращения, термин вводится впервые, 2019 год) – мера отношения физического тела к неинерциальной системе, величина, производимая массой физического тела с постоянной частотой на определённом расстоянии от центра системы, то есть равная произведению массы тела, скорости его углового перемещения и радиуса описываемой в пространстве окружности. Произведение радиуса и угловой скорости следует из изменчивости направления движения и означает, что вращательный импульс любого тела как физической системы рассматривается на конкретном расстоянии от центра вращательной системы, то есть «сконцентрирован» в одной движущейся точке физической системы, называемой «материальной точкой». А произведение массы тела и произведения угловой скорости и расстояния материальной точки от центра вращательной системы следует из «цельности» физической системы как определённого физического тела и означает, что вращательный импульс любой физической системы в каждый момент движения равен сумме направленных импульсов всех материальных объектов, составляющих эту систему, так как все объекты физической системы перемещаются одновременно в одном направлении с одинаковой скоростью. Вращательный импульс выражает зависимость физического тела от центра системы как начала координат и от направлений движения относительно центра как единственной неподвижной точки вращательной системы.
К примеру, если тело массой «М» равномерно движется со скоростью «v» относительно центра системы, которая вращается с постоянной угловой скоростью «w», то оно имеет в какой-то точке пространства направленный импульс «р=Мv» относительно пространства неподвижной инерциальной системы с началом координат в центре вращательной системы и вращательный импульс «Р=МRw» относительно центра вращательной системы. Если движение тела полностью зависимо от центра, и оно только вращается с угловой скоростью «w», то его вращательный и направленный импульс при удалении от рассматриваемой точки равны «р=Р=Мv=МRw». Если же тело движется независимо или не полностью зависимо от центра системы, то при приближении к центру системы его направленный импульс «р=Мv» не изменяется, зато вращательный импульс «Р=МRw» относительно центра системы уменьшается, поскольку угловая скорость «w» системы постоянна, а радиус «R» уменьшается. И если тело достигнет центра системы, то его вращательный импульс окажется равным нулю при неизменности направленного импульса относительно этой же точки.

Так как произведение угловой скорости и радиуса вращения тела представляет собой его линейную скорость при вращении, то вращательный импульс тела равен произведению массы тела на среднюю линейную скорость его движения по окружности и, конечно, имеет одинаковую размерность с количеством движения. Линейная скорость в данном случае может быть только усреднённой (средней), так как она изменяется на каждом участке окружности, вследствие постоянных изменений направления. Усреднение линейной скорости, кроме всего прочего, указывает на субъективность её определения во вращательном процессе, потому что её значение зависит от точки зрения субъекта, а субъект определяет значение скорости как отношение длины пути к его длительности. В реальном мире физическое тело движется прямолинейно, поэтому в любой системе тело реально перемещается не по дуге, а по стороне многоугольника, вписанного в окружность. Но длительность этого движения, определённая как отношение длины стороны к средней скорости движения тела на ней, равна длительности наблюдения субъекта за движением тела вокруг центра, то есть длительности движения тела по окружности. Скорость движения тела по окружности, таким образом, определяется отношением длины дуги к субъективной длительности наблюдения, то есть к длительности движения по стороне многоугольника.

Высказанное выше определение вращательного импульса как показателя зависимости физического тела от направления его движения относительно неподвижного центра вращательной системы предполагает обращение тела вокруг внешнего центра или оси, так как в случае вращения вокруг собственной оси (центра) тело никуда не сдвигается, то есть не имеет направления движения. Однако при собственном вращении тела неинерциальную систему, связанную только с телом, можно рассматривать как равномерно заполненное веществом пространство тела, каждая точка которого движется перпендикулярно радиусу, проведённому к этой точке от неподвижной оси вращения, то есть в каждом поперечном сечении тела движение точек на радиусе сечения относительно неподвижного центра сечения направлено всегда одинаково. В этом случае при вращении тела вокруг своей оси его вращательный импульс можно определить как меру отношения физического тела к своей форме – это величина, производимая массой тела с постоянной частотой, зависимой от формы тела и его среднего сечения. К такому определению приводит следующая последовательность логических заключений.

1) Если тело изменяет скорость движения на отрезке пути, то средней скоростью движения тела на этом отрезке будет половина суммы начальной и конечной скоростей.
2) Если два тела движутся параллельно с разными скоростями, то о средней скорости движения тел безотносительно к системе отсчёта рассуждать нельзя. Если представить, что тела движутся в инерциальной системе, потому что восприняли одно на двоих воздействие, то их разная скорость может быть обусловлена только их разной массой.
3) Если два тела движутся вокруг общего центра с одинаковой угловой скоростью по одной окружности, но в разных её точках, они имеют одинаковую линейную скорость. При одинаковых массах тела имеют одинаковые вращательные импульсы. При расположении на окружности рядом эти тела образуют систему из двух тел, вращательный импульс которой равен сумме импульсов тел – произведению суммарной массы тел, угловой скорости и радиуса вращения.

4) Если два одинаковых тела движутся в одной плоскости вокруг общего центра с одинаковой угловой скоростью «w» по разным окружностям, они имеют разные линейные скорости. Но эти скорости зависят от радиусов движения тел, так что можно говорить о средней линейной скорости движения системы из двух тел вокруг общего центра, равной произведению угловой скорости и усреднённого относительно масс тел радиуса вращения системы. При одинаковых массах тел и жёсткой связи тел между собой центр тяжести системы двух тел имеет вращательный импульс, равный произведению суммарной массы (М=m1+m2=2m1) тел, угловой скорости и среднего радиуса (половины суммы двух радиусов)
Р=МRw=Мw*(m1*r1+m2*r2)/(m1+m2)= Мw*(r1+r2)/2,
а при разных массах тел центр тяжести системы двух тел смещается в сторону более тяжёлого тела и его вращательный импульс равен произведению угловой скорости и суммы произведений радиусов и масс каждого тела
Р=w*(m1*r1+m2*r2).

5) Если все точки тела движутся вокруг общего центра с одинаковой угловой скоростью по одной окружности, занимая все точки окружности, то есть тело является кольцом, то можно говорить о линейной скорости кольца вокруг общего центра, равной линейной скорости движения каждой точки кольца. При равномерном распределении массы кольцо имеет вращательный импульс, равный сумме импульсов всех точек на окружности – произведению массы кольца, угловой скорости и радиуса вращения.

6) Если все точки тела движутся вокруг общего центра с одинаковой угловой скоростью по нескольким рядом расположенным (вложенным друг в друга) окружностям, занимая все точки окружностей, то есть тело является круговой полосой (плоским кольцом), то можно говорить о средней линейной скорости полосы вокруг общего центра, равной линейной скорости движения точек тела, расположенных на «средней» окружности, радиус которой больше половины суммы минимального и максимального радиуса полосы. При равномерном распределении массы (постоянной плотности) полоса имеет вращательный импульс, равный сумме импульсов всех точек на полосе – произведению массы полосы, угловой скорости и радиуса, вычисляемого как квадратный корень из половины суммы квадратов минимального и максимального радиусов полосы
Р=МRw=Мw*((r1^2+r2^2)/2)^(1/2).

7) Если все точки тела движутся в одной плоскости с одинаковой угловой скоростью вокруг центра тяжести тела (вокруг одной неподвижной точки), то есть тело является вращающимся диском, то можно говорить о средней линейной скорости диска вокруг своего центра, представив диск как плоское кольцо с минимальным радиусом, равным фундаментальной длине. Ввиду незначительности фундаментальной длины относительно радиуса диска, при равномерном распределении массы в плоскости диск имеет вращательный импульс, равный произведению массы диска, угловой скорости и «усреднённого» радиуса, вычисляемого как квадратный корень из половины квадрата радиуса диска
Р=Мw*((r^2+d^2)/2)^(1/2)=Мwr/2^(1/2).

8) Если все точки тела движутся с одинаковой угловой скоростью вокруг оси, проходящей через центр тяжести тела (вокруг отрезка, состоящего из неподвижных точек), то есть тело вращается вокруг своей оси, то можно говорить о средней линейной скорости тела вокруг своей оси, равной произведению квадратного корня из 2, угловой скорости и половины радиуса среднего сечения тела, перпендикулярного оси вращения и вычисленного, в зависимости от формы тела, исходя из расположения тела по отношению к оси, как
- половины радиуса цилиндра, если ось вращения проходит через центры оснований цилиндра,
- четверти радиуса конуса, если ось вращения проходит через вершину и основание конуса,
- части радиуса шара, равной квадратному корню из 1/6, если ось вращения проходит через центр шара и т.д.
При одинаковой плотности вещества по всему объёму тело имеет вращательный импульс, равный произведению массы тела, квадратного корня из 2, угловой скорости и половины радиуса среднего сечения тела. То есть, мы пришли  к определению вращательного импульса тела, вращающегося вокруг своей оси, данного выше, – это величина, производимая массой тела с постоянной частотой, зависимой от формы тела и его среднего сечения, то есть равная произведению массы тела, частоты вращения и отношения среднего радиуса тела от оси вращения к квадратному корню из 2.

Итак, если движение физического тела в системе отсчёта зависит каким-либо образом от центра системы, то тело принадлежит пространству этой системы. В случае, когда тело обращается вокруг внешней оси, оно принадлежит пространству системы, вокруг центра которой ему приходится кружиться. И хотя в любой рассматриваемой точке своей орбиты (окружности обращения) тело имеет направленный импульс, то есть представляется независимо движущимся в пространстве, тут же в этой точке направление его движения изменяется, так как система изменяет направление перемещения своего пространства – вращает своё пространство вместе с движущемся в нём телом, – и тело, имея уже вращательный импульс, проявляет свою зависимость от неподвижного центра системы.
Принадлежность тела пространству системы означает его зависимость от системы как материального объекта в целом, как «материальной точки», представляющей этот объект, и эта зависимость ни в коем случае не распространяется на жёстко связанные между собой составные части объекта. Но в случае, когда тело вращается вокруг собственной оси, оно принадлежит пространству собственной вращательной системы, так сказать, само себе, поэтому у него есть «внутреннее Я», которое постоянно его напрягает и заставляет вращаться связанные между собой составные части объекта.

Если движущееся физическое тело имеет направленный импульс и движется в пространстве системы независимо от её центра, то оно не принадлежит системе, система не влияет на его движение ни в одной точке своего пространства. Именно так, к примеру, движется Луна в пространстве Солнечной системы – в каждой точке орбиты своего движения вокруг Земли она имеет свой направленный импульс относительно центра Земли, а Солнце напрямую на её движение никак не влияет, потому что оно является центром своей, Солнечной системы, и управляет лишь движением планет, но не их спутников.
Подобным примером могут служить также время от времени появляющиеся в атмосфере Земли так называемые «НЛО». Эти неопознанные летающие объекты не принадлежат земной системе – Лунно-Земному эллипсоиду, поэтому Земля не может влиять на их движение. Нам же поэтому кажутся необъяснимыми их почти мгновенные повороты и увеличения скоростей.