Инерция с Ньютоном и без него.

"Инерция" заявляется 1-м законом Ньютона как состояние покоя или равномерного прямолинейного движения тел при условии отсутствия взаимодействия между телами. Такое абстрагирование от реальности позволило включить весь математический аппарат для выявления реальных связей и механизма взаимодействия между телами при использовании законов Ньютона. В этом значимость законов и прозорливость Галлилея и Ньютона. "Инерция", "сила инерции", "движение по инерции". До сих пор эти понятия вызывают много споров и противоречивых суждений.Тем не менее три закона Ньютона в настоящее время считаются аксиомами и используются в теоретической физике в качестве базовых законов. Попытки понять физическую сущность этих законов наталкивались на такие противоречия, которые ставили вопрос о несостоятельности их, или необходимости корректировки формулировок, или ограничении статуса принципа всеобщности.Вопросы и сейчас остались.
Что же такое инерция? Эквивалент массы? Тогда её нужно измерять в тех же единицах, что и "масса". Ньютон же считал массу количественной безразмерной величиной.Известно, что даже на гладком льду чтобы сдвинуть с места тяжёлое тело нужно не только приложить усилие, но и выдержать его в течение некоторого времени, как бы давая возможность внешнему усилию распространиться по всему телу. Это означает, что кроме массы существует параметр, отвечающий за время отклика, за инерцию в том смысле слова, которое используется в быту. Эти параметром может служить время реакции.Известно, что время взаимодействия при столкновении двух тел является конечной величиной и связано с деформацией обоих тел на некоторую глубину, зависящую от свойств обоих тел. Совершенно очевидно, что в процессе деформации кинетическая энергия тел трансформируется в потенциальную, а затем наоборот - потенциальная в кинетическую.Кинетическую энергию считают источником силы действия, а потенциальную - причиной противодействия. При этом считают, что сила действия равна силе противодействия в соответствии с 3 законом Ньютона. Но если сила действия равна силе противодействия, то сумма их равна нулю и движения или ускорения быть не должно. Мне объясняют,что эти силы прикладываются к разным телам, поэтому их складывать нельзя. А что же нужно складывать? Ведь есть действие , есть и противодействие! И это известное, на мой взгляд нелепое объяснение, тормозит правильное понимание процесса. Ответ состоит в том, что действие и противодействие существуют для каждого из двух тел. Иными словами имеются две пары сил.Каждое из двух тел действует друг на друга, имея свою кинетическую энергию и каждое из двух тел сопротивляясь рождает силы деформации. Сила действия и сила противодействия разнесены во времени,они не равны друг другу и попарно могут складываться. При этом в начале сила действия непрерывно убывает, а сила противодействия - сила реакции, сила деформации- всё время нарастает, затем процесс протекает в обратном направлении. Этот процесс удобно рассмотреть на примере соударения стального стержня с твёрдой поверхностью. Известно описание как бы послойного процесса столкновения. Первый слой атомов стержня внедряясь в стену практически мгновенно вызывает силу деформации, так как столкновение происходит на уровне взаимодействия электронных оболочек атомов. Силы деформации останавливая надвигающийся слой атомов пытаются возвратить их назад, но встречают следующий слой атомов стержня. Слои уплотняются, сила деформации непрерывно нарастают, а сила действия непрерывно падает, пока последний слой не потеряет скорость, а сила противодействия не достигнет максимума.Затем процесс протекает в обратном направлении и если вся потенциальная энергия превратиться в кинетическую, то стержень восстановит величину скорости. При этом начальная сила действия равна максимальной силе противодействия и 3 закон Ньютона как бы выполняется, но они разнесены во времени. Для стального стержня длиной 1 метр и предполагая скорость распространения сил реакции, равной скорости звука время реакции равно примерно 10^-3 сек. В каждый момент времени при постоянном изменении силы действия и силы противодействия 3 закон не выполняется, так как всё время меняется соотношение между ними. Но парадоксально ! В каждый момент времени сила действия каждого слоя вызывает практически равную ей силу противодействия и 3 закон выполняется.
Предположим, одно из тел неподвижно. В этом случае это тело только сопротивляется, силы действия у него нет. Остаются только три силы и можно наблюдать как снаряд в кёрлинге налетая на другой снаряд отдаёт всю свою кинетическую энергию и останавливается, а другой снаряд ускоряется до начальной скорости первого снаряда.
И ещё один пример. Если атакующее тело имеет большую массу по сравнению с телом в состоянии покоя, то в некоторый момент тело из состояния покоя приобретает скорость намного большую, чем атакующее тело. Это говорит, что оно может ускоряться после отрыва предположительно по двум причинам: за счёт сохранения деформации после отрыва или за счёт более продолжительного времени контакта двух тел.
Таким образом
- понятие "инерция", природа инерции оправдывает своё название. Инерция - это не сразу, это задержка во времени реакции тела на внешнее воздействие.
- инерция проявляется в результате обменного энергетического взаимодействия между телами.
- инерция связана одновременно с параметрами обоих тел.
-сила действия одного тела на другое рождает равную силу противодействия через время реакции, инерции, а на атомном уровне одномоментно. Куликов
,

Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать

Код: выделить все

<div style="text-align:center;">Обсудить теорию <a href="http://www.newtheory.ru/physics/inerciya-s-nutonom-i-bez-nego-t4060.html">Инерция с Ньютоном и без него.</a> Вы можете на форуме "Новая Теория".</div>


kulikov писал(а): Инерция - это не сразу, это задержка во времени реакции тела на внешнее воздействие

А Вы полагаете, что было бы как-то "интереснее", если бы следствие наступало по времени раньше причины ? Или проявляли себя "сразу", как Вы изящно выразили ? Банальные вещи перетряхиваете в напрасной надежде найти затерявшиеся в подкладке гульдены.

Ответ на комментарий №1.

kulikov писал(а): понятие "инерция", природа инерции оправдывает своё название. Инерция - это не сразу, это задержка во времени реакции тела на внешнее воздействие.

Уважаемый kulikov. Деформация тел при воздействии на него силой, это не инертность, это отклик тела на воздействие. Но кода тело начнет двигаться и набирать скорость, вот тут уже проявится инертная сила. С уважением, Борис.

Борис Шевченко писал(а): Деформация тел при воздействии на него силой, это не инертность, это отклик тела на воздействие. Но кода тело начнет двигаться и набирать скорость, вот тут уже проявится инертная сила.

Уважаемый Борис, всё правильно, именно тогда и проявляется, когда ускоряется. Вы почитайте внимательно, о чём я пишу. Что бы тело ускорилось от другого тела, ему нужно сначала поглотить кинетическую энергию, преобразовать её в потенциальную энергию деформации, которая должна, как разжимающаяся пружина, привести в движение все слои атомов тела. На это уйдёт время. Вот эта задержка по времени и есть инертность. Разве я где-нибудь сказал, что деформация - это инертность?.Зачем придумывать? Ещё я хотел бы подчеркнуть, что при взаимодействии двух тел обладающих кинетической энергией принимают участие 4 силы: две силы действия (кинет.энергия) и две силы противодействия ( потенциальная энергия деформации). То есть каждое из двух тел имеет ударную силу и силу сопротивление. Две ударные силы действуют одновременно. Две силы сопротивления- с задержкой по времени. Время зависит от параметров обоих тел( пластичность, геометрия, масса,угол атаки).

Ответ на комментарий №4.

kulikov писал(а):всё правильно, именно тогда и проявляется, когда ускоряется.

kulikov писал(а): Вот эта задержка по времени и есть инертность.

Уважаемый kulikov. Вы так ни чего и не поняли. И деформация тела, и задержка по времени, это и есть отзыв тела на воздействие силы. А вот начало ускорения тела уже определяет воздействие силы инерции. С уважением, Борис.

kulikov писал(а): три закона Ньютона в настоящее время считаются аксиомами и используются в теоретической физике в качестве базовых законов.

Законы Ньютона, конечно, никто не оспаривает, кроме совершеннейших маргина́лов. Но и аксиомами их никто не считает -- это удобные и достаточно очевидные обобщения опыта. Более общим и абстрактным обобщением, из которого следуют в частности законы Ньютона, является Принцип наименьшего действия -- он работает и в Теории Относительности, и в Квантовой Механике. Но и он не является ни аксиомой, ни Базовым Законом.

Борис Шевченко писал(а):И деформация тела, и задержка по времени, это и есть отзыв тела на воздействие силы.

Не давайте сбить себя с толку! Задержка присутствует только в системе тел: при внешнем воздействии на один из элементов системы, другие придут в движение только когда первый начнёт воздействовать на них, а для этого необходимо, чтобы он уже сместился из равновесного положения. Равновесное состояние системы элементов, как и характер сил, удерживающие элементы системы именно в таком состоянии -- никакого отношения к инерции не имеют.

che писал(а):Законы Ньютона, конечно, никто не оспаривает, кроме совершеннейших маргина́лов.

Уже давно оспорили. Или Вы не в курсе?
Историческая формулировка:
"Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения,пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить состояние"
Современная формулировка:
" Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными,относительно которых материальная точка при отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго"
С современной точки зрения формулировка Ньютона изменена, из-за того, что тело имеет конечные размеры и может совершать вращательные движения. С системой отсчёта надеюсь понятно.

che писал(а): это удобные и достаточно очевидные обобщения опыта.

Как это Вам удалось рассмотреть процессы внутри материала? Время взаимодействия двух тел уже рассчитывается, оно конечное и может быть значительным, так как зависит от массы, пластичности и кучи других известных параметров тел.

che писал(а):Задержка присутствует только в системе тел:

Вы хоть немножко думайте, что говорите. Чем отличается тело, например, металлический стержень, от системы тел - системы атомов внутри стержня. Сила воздействия передаётся послойно. не мгновенно, пока не установится новое состояние.

Добавлено спустя 23 минуты 6 секунд:

Борис Шевченко писал(а): Вы так ни чего и не поняли. И деформация тела, и задержка по времени, это и есть отзыв тела на воздействие силы. А вот начало ускорения тела уже определяет воздействие силы инерции.

Уважаемый Борис, Вы меня порадовали, что понимаете, что есть реакция тела на воздействие( отзыв по-Вашему), что есть задержка по времени между началом воздействия и конечным результатом, что есть деформация. А вот силы реакции за счёт деформации возникают сразу, нарастают,как сжимающаяся пружина, которая разжимаясь заставляет послойно ускорять атомы тела. Так чего же я не понял? Я попрошу Вас быть всё-таки поосторожнее со словами. Куликов

Ответ на комментарий №6.

che писал(а):адержка присутствует только в системе тел: при внешнем воздействии на один из элементов системы, другие придут в движение только когда первый начнёт воздействовать на них

Уважаемый che. Вообще то, меня трудно сбить с толку. Особенно в вопросах, которыми я занимаюсь. А что касается деформации одного элемента или системы эффект один. С уважением, Борис.

Борис Шевченко писал(а): А что касается деформации одного элемента или системы эффект один

Отнюдь нет! Если в Вашей системе элемент допускает деформацию, то он сам представляет собой систему из суперэлементов, относительное смещение которых и есть деформация. Куликов не знает, то при взаимодействии упруго-деформируемых тел происходит перераспределение энергии между поступательными и вращательными степенями свободы взаимодействующих тел, с колебательными модами каждого из них. Это проявляется например в теплоёмкости газов: одноатомные молекулы ведут себя как недеформируемые сферы с тремя степенями свободы. У простых 2-3-х атомных молекул добавляются вращательные степени свободы, у сложных молекул можно наблюдать добавку к теплоёмкости за счёт колебаний частей молекулы друг относительно друга. В макроскопическом теле динамическая упругая деформация есть ни что иное, как волновой пакет составленный из фононов.
Короче, существует множество разных интересных процессов взаимодействия на разных уровнях организации материи -- и для каждого свои закономерности. Инерция же -- самое общее свойство тел, не зависящее от из внутреннего устройства и протекающих там, внутри, процессов. Если воздействие направлено не на всё тело, как систему, то при рассмотрении следует выделить ту часть (части) которые в конкретной задаче можно рассматривать как материальные точки, а затем рассматривать цепочку таких взаимодействий -- будь то упругая волна, или последовательность столкновений или ещё что...

che писал(а):Борис Шевченко писал(а):
А что касается деформации одного элемента или системы эффект один
Отнюдь нет! Если в Вашей системе элемент допускает деформацию, то он сам представляет собой систему из суперэлементов, относительное смещение которых и есть деформация.

Звучит примерно так: "Иван ты в баню?" "Отнюдь нет! Я в баню"

che писал(а):Куликов не знает, то при взаимодействии упруго-деформируемых тел происходит перераспределение энергии между поступательными и вращательными степенями свободы взаимодействующих тел, с колебательными модами каждого из них.

И что?

che писал(а): Инерция же -- самое общее свойство тел, не зависящее от из внутреннего устройства и протекающих там, внутри, процессов

Как всё запущено. Единственным общим свойством тел является материальность. А у каждого конкретного тела есть параметры, определяющие в том числе и инерционность. У инерционности есть лицо, а сказать, что это свойство - это ничего не сказать, да простит меня Ньютон. А ещё ему следовало бы простить тех, кто "тело" заменил "точками" на радость математикам и в ущерб смыслу.