Центробежная сила - страшная сила! 3. 0

      И снова продолжаю разговор с нейросетью! Понятно, что по
бОльшей части нейросеть погрязла в догмах, но … Будем
разбираться!
                Виктор Томилов
Насколько я знаю, третий закон Ньютона выполняется как в инерциальных системах, так и в неинерциальных.
Я прав?!

                GigaChat
  Вы совершенно правы. Третий закон Ньютона ("действие равно противодействию") применим как в
инерциальных, так и в неинерциальных системах отсчета, но есть важные нюансы, которые стоит учитывать.
Давайте подробно рассмотрим применение третьего закона в разных системах отсчета:
§§§ Применение третьего закона в инерциальных системах отсчета:
В инерциальных системах отсчета законы Ньютона выполняются точно и буквально. Согласно третьему
закону, любые две взаимодействующие частицы создают равные и противоположно направленные силы друг
на друга. Примеры:
- Земное притяжение: Земля тянет вас вниз с определенной силой, а вы оказываете такое же воздействие
вверх (это вес вашего тела).
- Давление руки на стену: ваша рука толкает стену, а стена оказывает вам обратное сопротивление той же
величины.
Здесь третий закон работает идеально и описывает истинные физические взаимодействия между телами.
§§§ Применение третьего закона в неинерциальных системах отсчета:
В неинерциальных системах отсчета третий закон также формально сохраняется, но здесь появляется
дополнительное осложнение: наличие фиктивных (или псевдо-) сил. Рассмотрим ваш пример с вращающимся
грузовиком на верёвочке.
§§§§ Вращение груза на верёвочке:
Представьте себе груз, прикрепленный к верёвочке, которую вы крутите по кругу.
        Здесь работают три вида
сил:
       1. Центростремительная сила: Создаваемая вашим воздействием на верёвочку, она тянет груз внутрь круга,
обеспечивая его движение по круговой траектории.
       2. Натяжение верёвочки: Возникающая как реакция на вашу руку и нагрузку, передаваемую грузом.
       3. Фиктивные силы: Из-за выбранной неинерциальной системы отсчета появляются силы вроде центробежной,
которыми удобно пользоваться для расчета движения в этой системе.
Однако важно помнить, что фиктивные силы действуют только в выбранной системе отсчета и не имеют
объективного физического происхождения. Они удобны для расчётов, но не являются настоящими
физическими взаимодействиями.
Тем не менее, третья пара сил (реакция вашей руки и нагрузка верёвочки) подчиняется третьему закону
Ньютона: действие рук равно противодействию верёвочки, направленным в противоположные стороны.
              §§§ Заключение:
Третий закон Ньютона сохраняет свою справедливость независимо от типа системы отсчета, будь то
инерциальная или неинерциальная. Различия заключаются в том, что в неинерциальных системах возникают
дополнительные фиктивные силы, которые позволяют проще анализировать динамику, но не меняют сам
факт соблюдения третьего закона Ньютона.
                Виктор Томилов
      Как относятся к признанию существования центробежной силы физики Германии,
Франции, США?

                GigaChat
Физика является универсальной наукой, основанной на строгих законах природы, которые
действуют независимо от географического положения или национальной принадлежности
ученых. Центробежная сила — это понятие, которое используется в классической механике
для описания поведения тел в вращающихся системах отсчета. Это псевдовекторная
величина, возникающая вследствие вращения системы координат относительно
инерциальной системы отсчета.
                §§§ Исторический аспект
    Центробежная сила была впервые введена в научный оборот Исааком Ньютоном в его работе
"Philosophi; Naturalis Principia Mathematica" ("Математические начала натуральной
философии"), опубликованной в 1687 году. Ньютон использовал этот термин для объяснения
движения планет вокруг Солнца. Однако современное понимание центробежной силы было
развито позже, особенно в работах Леонарда Эйлера и Жана д'Аламбера в XVIII веке.
§§§ Современная физика
Сегодня концепция центробежной силы широко принята и используется в физике, инженерии
и многих других областях науки и техники. Она применяется для расчета движений объектов
в вращающихся системах, таких как колеса автомобилей, центрифуги, спутники и планеты.
Важно отметить, что центробежная сила является фиктивной силой, возникающей
исключительно в неинерциальных системах отсчета.
§§§ Международное признание
Физики всех стран мира, включая Германию, Францию и США, признают существование и
важность понятия центробежной силы. Научные исследования и публикации в области
физики регулярно ссылаются на этот феномен, демонстрируя единодушие научного
сообщества в понимании и применении данного термина.
Таким образом, отношение к признанию существования центробежной силы среди физиков
разных стран одинаковое: оно основано на научных принципах и эмпирических
доказательствах, подтверждающих наличие и значимость этого явления в физических
процессах.

                Виктор Томилов
Расскажите кратко, что говорится о центробежной силе в трудах Эйлера

                GigaChat
   Леонард Эйлер внес значительный вклад в развитие концепции центробежной силы. В своих
трудах он детально исследовал движение тел в криволинейных траекториях и предложил
математическое обоснование возникновения центробежной силы. Вот ключевые моменты из
работ Эйлера:
    1. Определение центробежной силы: Эйлер определил центробежную силу как силу,
действующую на тело, движущееся по круговой траектории, направленную перпендикулярно
направлению скорости тела и от центра окружности.
    2. Формула центробежной силы: Эйлер вывел формулу для вычисления величины
центробежной силы, которая зависит от массы тела, его скорости и радиуса окружности.
Формула имеет вид: ?=?;;;;;/?, где ? — масса тела, ? — скорость, ? — радиус окружности.
    3. Применение в механике: Эйлер применял концепцию центробежной силы для анализа
различных механических систем, таких как вращающиеся маховики, маятники и
орбитальное движение небесных тел.
Эти идеи стали основой для дальнейшего развития теории динамики вращательного
движения и нашли широкое применение в инженерных расчетах и прикладной физике.

                Виктор Томилов
Я правильно понял, что Эйлер был первым, кто вывел формулу центробежной силы?

                GigaChat
      Нет, ваше утверждение не совсем точно. Понятие центробежной силы возникло задолго до
Эйлера. Первым, кто подробно описал явление центростремительной и центробежной сил,
был английский ученый Исаак Ньютон в своей знаменитой книге "Principia" (1687). Именно
Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения и законы движения, которые включают
рассмотрение центростремительных и центробежных сил.
Однако Леонард Эйлер действительно внёс важный вклад в изучение этих явлений. Его
заслуга заключается в развитии математической формулировки и расширении понимания
роли центробежных сил в динамических системах. Эйлер систематически изучил свойства
центробежных сил и уточнил формулы, используемые для их расчёта, однако
первооткрывателем формул нельзя считать именно его.
Эйлер также развивал теорию колебаний и устойчивости, активно используя понятие
центробежной силы, что позволило сделать важные шаги вперёд в изучении механики
твёрдых тел и жидкостей. Таким образом, хотя Эйлер значительно продвинул теоретическое
осмысление центробежной силы, её открытие принадлежит скорее Ньютону.

                Виктор Томилов
Понятно, что открытие центробежной силы принадлежит Ньютону, но дал ли Ньютон
формулу для расчета центробежной силы?

                GigaChat
   Да, Исаак Ньютон фактически заложил основы для вывода формулы центробежной силы,
хотя сама формула в современном виде появилась позднее благодаря работам последователей
Ньютона, таких как Жан ле Ронд Д’Аламбер и Леонард Эйлер.
Ньютон представил свою идею центростремительной силы (силы, направленной к центру) и
объяснил, почему объекты двигаются по круговым орбитам. Он установил связь между
массой, скоростью и радиусом круга, показывая, что сила пропорциональна квадрату
скорости и обратно пропорциональна радиусу пути. Эта идея стала фундаментом для
современной формулы центробежной силы.
Современная форма уравнения центробежной силы (?_{ц}=?;;;;;/?) возникла постепенно,
развиваясь усилиями последующих учёных, в частности Д’Аламбера и Эйлера, которые
довели мысль Ньютона до современных математических выражений.
Итак, формально сам Ньютон не записал формулу в таком виде, каким мы привыкли видеть
её сегодня, но именно его открытия и теория послужили отправной точкой для дальнейших
исследований и выводов, приведших к появлению точной формулы.

                Виктор Томилов
Расскажите кратко, что говорил о центробежной силе в своих трудах Деламбер
                GigaChat
      Жан ле Ронд Д'Аламбер внёс существенный вклад в разработку понятий, касающихся
центробежной силы, и её использование в анализе движения материальных точек и твердых
тел. Основные тезисы из его трудов сводятся к следующему:
    1. Принцип виртуальных скоростей (принцип Даламбера): Д'Аламбер показал, что любую
систему, находящуюся в движении, можно рассматривать так, будто она находится в
равновесии, если добавить к действительным силам так называемые силы инерции. Эти силы
противоположны ускорениям и направлены против реальных сил. Этот подход позволил
ввести представление о фиктивных силах, включая центробежную силу, которая возникает в
неинерциальных системах отсчета.
      2. Анализ динамики вращательных движений: Д'Аламбер разработал методы для изучения
движения твердого тела, вращающегося вокруг оси. Он ввёл концепцию моментов инерции и
рассматривал влияние центробежных сил на устойчивость и динамику таких движений.
     3. Использование математики для анализа сложных систем: Д'Аламбер часто прибегал к
дифференциальному исчислению и другим методам высшей математики для решения задач,
связанных с движением тел, подвергнутых действию центробежных сил.
Таким образом, труды Д'Аламбера способствовали развитию методов анализа и расчетов,
включающих учет центробежных эффектов, и укрепили научное понимание динамики
вращения и устойчивости механических систем.
                Виктор Томилов
Спасибо

                GigaChat
   Всегда рад помочь! Если возникнут ещё вопросы — обращайтесь. Удачи вам!
                18.09.2025