На одном из форумов шла дискуссия о простейшей модели столкновения двух упругих тел. Мне эта тема показалась интересной для иллюстрации особенностей т. н. «бинарной физики».
И так. Две «материальные точки» идентичной «массы» движутся по одной линии навстречу друг другу. Первый вариант: скорость у них одинакова (V). Второй вариант: одна покоится, вторая движется со скоростью 2V.
В «бинарной физике» скорость имеет смысл только для конкретной пары точек ("бинарная скорость"). В данном случае она одинакова. Но это «скорость». Гораздо более важной является т. н. «кинетический вектор». Повторю. Формально это произведение скорости точки на ее «массу» и постоянную «с» (скорость света в вакууме). Но реально это абсолютно «монолитная» характеристика. Скорость же в бинарном движении определяется определенным соотношением параметров двух точек. Но пока я не буду раскрывать тему, ибо она достаточно сложная. Размерность «кинетического вектора» - как у энергии. Но это не «энергия». К примеру, «кинетическую энергию» чисто условно можно представить как квадрат «кинетического вектора», деленный на удвоенное значение т. н. «полной энергии». Последнюю (то же чисто формально) можно условно обозначить произведением «массы покоя» на квадрат «с».
Немного о «силовом» взаимодействии двух точек. Любое взаимодействие – не более чем обмен «кинетическими векторами». Всегда равными по модулю и противоположными по направлению. Их всего три составляющих – «центральная», «нормальная» и «бинормальная». И для всех соблюдается правило обмена. В нашем случае взаимодействие идет только по «центральной» составляющей. Взаимодействия происходят как бы мелкими «порциями». Ориентировочно я принял время «порционного» взаимодействия - 0,33∙10^-43 с. Это, как бы, настоящий «физический дифференциал» взаимодействия.
И так. Рассматриваем модель «упругого» соударения. Первый вариант. Точки приближаются, взаимодействия нет. На очень малом расстоянии начинает действовать последовательный (но очень быстрый) обмен «кинетическими векторами». Геометрическая сумма как была нулевой, так и остается. Но суммарный модуль уменьшается. В конце-концов он обратится в «ноль». Если бы это было «абсолютно неупругое» столкновение, то на этом бы процесс и закончился. В данном же случае обмен порциями «кинетических векторов» продолжается. Теперь уже точки начали расходиться в обратном направлении. (Сразу оговорюсь. Система координат в «бинарном взаимодействии» построена таким образом, что направления «кинетических векторов» имеют смысл именно по в направлении соседних точек). Геометрическая сумма как была «нулевой», так и осталась. Зато когда модули скоростей приобретут те же значения, которые были изначально, процесс «взаимодействия» и закончится. Почему он закончится именно с такой скоростью? Тут уже можно оперировать понятием «энергия». В идеально упругом соударении взаимодействие консервативно. Сила «обмена» строго пропорциональна расстоянию между точками. Она с какого-то момента появилась и стала возрастать обратно пропорционально расстоянию. В обратном движении этот процесс повторится, только с обратным знаком.
Второй вариант. Сумма модулей «кинетических векторов» та же. Но и геометрическая сумма векторов не «нулевая» (тот же модуль). На том же малом расстоянии «включается» обмен «кинетических векторов». Подвижная точка приостанавливается, неподвижная – разгоняется. И геометрическая сумма, и сумма модулей не меняются. В конце – концов подвижная точка останавливается, а неподвижная – разгоняется до значения той величины, что была у подвижной. Но точки уже расходятся.
Иное дело – чисто неупругое соударение. Тут уже можно, как бы, выделить две (чисто условные) фазы. До условной остановки подвижной точки все происходит как при упругом варианте. А далее как бы «включается» процесс дополнительного взаимодействия. Уже, как бы, с обратным знаком (условно – притяжением). Разогнавшаяся точка начинает тормозиться, остановившаяся – разгоняться. В итоге (включаем «энергетический» баланс) «кинетические вектора» станут одинаковыми. Сумма (и геометрическая, и модульная) так и остается неизменной.
Этим простым примером я хочу пояснить простую вещь. Характер любого взаимодействия в «бинарной» системе всегда сводится к последовательному обмену «кинетическими векторами». Модуль может меняться, а геометрическая сумма всегда неизменна. Особенности же перераспределения могут быть очень разными (определяется типом взаимодействия).
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
