Механізм руху фізичних тіл
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Будь-яка плідна гіпотеза кладе початок дивовижному виверженню потоку непередбачених відкриттів. Леон Бріллюен (французький фізик).
Безперервність або дискретність руху фізичних тіл – це одна з найдавніших тем, над якою замислювалося людство, зокрема давньогрецький філософ Зенон Елейський (5-е століття до н.е.). До теперішнього часу ця тема не вирішена. Дана стаття – це спроба відповісти на вічне питання про дискретність і безперервність руху фізичних тіл, поставлене Зеноном Елейським. Ця стаття є популярним викладом моєї гіпотези про дискретність класичного механічного руху під загальною назвою «Принцип оптимального руху». Ця гіпотеза являє собою новий, більш глибокий підхід до другого закону Ньютона.
Спочатку хочу відзначити, що під рухом фізичних тіл я розумію рух з прискоренням за величиною або у напрямку, так як стан спокою можна прирівняти до прямолінійного і рівномірного руху, якого в природі не існує.
Отже, на кулю масою m (малюнок 1) діє сила F, куля котиться по гладкій поверхні (сила тертя не враховується) з прискоренням a = F/m.
Задамо кілька вічних питань:
- Швидкість кулі наростає безперервно в часі?;
- У чому причина інертності кулі m? Чому куля не може перейти миттєво в новий стан руху (в нову швидкість)?;
- Який цей самий механізм руху кулі m?
Моя гіпотеза – це відповіді на ці питання:
- Швидкість кулі наростає не безперервно в часі, а дискретно (квантами), так як безперервне наростання швидкості кулі, що рухається під дією сили, неможливе. Миттєвий перехід кулі з попереднього стану в подальший суперечив би інертності самої кулі.
- Причина інертності кулі m в її власному гравітаційному полі (ВГП), так як інертна маса кулі пропорційна її гравітаційній масі.
Поки не прореагує ВГП кулі m на дію сили F, швидкість кулі не зміниться.
Квант руху – це процес реагування ВГП кулі на дію сили. Цей процес періодичний і супроводжується елементарною деформацією кулі m (реагування ВГП) і подальшою редеформацією в бік руху (після реагування ВГП).
Таким чином, механізм руху кулі під дією сили – це сукупність дуже маленьких пружних деформацій і редеформацій кулі ~10-23m, що подібно руху гусениці і носить квантовий характер.
Кожен квант руху характеризується елементарним переміщенням, періодом і елементарною швидкістю (дивись збільшений графік швидкості кулі – малюнок 2).
Повторимо виклад гіпотези описом наведених нижче малюнків максимально просто і, по-моєму, зрозуміло.
На малюнку 1 зображений передбачуваний механізм руху кулі m в трьох моментах і аналогічні моменти руху гусениці. Власне гравітаційне поле (ВГП) кулі зображено безликим чоловічком.
Момент 1. Сила F = 0 – куля та її ВГП, а також гусениця знаходяться в стані спокою.
Момент 2. Сила F діє на кулю – куля деформується на ~10-23 метра, так як її ВГП ще не прореагувало на дію сили і гальмує рух кулі. Іншими словами ВГП кулі є причиною її інертності. При цьому деформація пружна і швидкість кулі m, ще не змінилася (дивись збільшений графік швидкості – малюнок 2).
Аналогічно гусениця деформувалася, приготувавшись до руху.
Момент 3. Сила вже не діє на шар, так як ВГП кулі прореагувало на цю дію і не гальмує рух тіла. Але грань тіла творця сили F залишається і тіло редеформуєтсья в бік руху. При цьому відбувається елементарне переміщення кванта руху з елементарною швидкістю і за період кванта руху (малюнок. 2). Гусениця аналогічно редеформується, виконуючи переміщення.
Моменти 2,3 – квант руху
Таким чином, передбачуваний механізм руху тіла періодичний і подібний руху гусениці.
З вищевикладеного зрозуміло, що за моєю гіпотезою фізичний рух тіл відбувається дискретно (ступінчасто), тобто окремими квантами.
Тобто за моєю гіпотезою механізм руху тіла під дією сили це рухомий коливальний процес, тобто хвильовий процес. Звідки випливає пояснення подвійності властивостей матеріальних тіл (хвиля, тіло) по Луї де Бройлю, що підтверджує реальність моєї гіпотези.
Необхідно відзначити, що подвійність властивостей елементарних частинок (хвиля, частинка) відноситься до квантової механіки. Тому, можливо моя гіпотеза є окремим випадком квантової теорії подібно до того, як класична механіка є окремим випадком квантової механіки.
Від мрії до гіпотези, від гіпотези до відкриття. Вперед до розуміння великих таємниць природи!
Автор: Рєзніков Володимир, інженер.