WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 38 |

«ЯВЛЕНИЕ КОРИОЛИСА. Астахов Александр Алексеевич Alaa.ucoz.ru Aaa2158 Аннотация. В работе раскрыт истинный физический смысл явления Кориолиса. Предложен ...»

-- [ Страница 1 ] --

ЯВЛЕНИЕ КОРИОЛИСА.

Астахов Александр Алексеевич

Alaa.ucoz.ru

Aaa2158@yandex.ru

Аннотация.

В работе раскрыт истинный физический смысл явления Кориолиса. Предложен механизм

формирования силы и ускорения Кориолиса, в том числе и при переходе радиального

относительного движения через центр переносного вращения. Приведены строго логически и математически точные доказательства, подтверждающие предложенный механизм формирования силы и ускорения Кориолиса. Точное значение силы Кориолиса не равно удвоенному произведению угловой скорости переносного вращения на линейную скорость относительного радиального движения. Численный коэффициент в этом произведении всегда меньше двойки. Отличие тем больше, чем меньше радиус переносного движения. С увеличением радиуса переносного вращения коэффициент стремится к двум. Ускорение Кориолиса, определяющее геометрическое приращение поворотного движения равно половине классического ускорения Кориолиса. При равномерном относительном движении перпендикулярном радиусу сила и ускорение Кориолиса не проявляются.

Дан критический анализ выводов ускорения Кориолиса классиков теоретической механики. Представлены взгляды современных авторов на явление Кориолиса с нашими комментариями.

В работе также рассматриваются вопросы определения абсолютного ускорения произвольного криволинейного движения. Абсолютное ускорение криволинейного движения не соответствует полному ускорению, определяемому в классической физике в соответствии с теоремой Кориолиса. Оно равно либо центростремительному ускорению равномерного вращательного движения по вписанной окружности в окрестностях рассматриваемой точки, либо может быть определено как сумма центростремительного ускорения переносного вращения и ускорения, равного половине классического ускорения Кориолиса.

4. ЯВЛЕНИЕ КОРИОЛИСА.

Густав Гаспар Кориолис (1792-1843 гг.) – французский математик и механик открыл силу инерции, названную впоследствии его именем. Она возникает в неинерциальной вращающейся системе отсчета. Он также вывел ее формулу.

Сила Кориолиса равна удвоенной радиальной скорости (Vр), умноженной на угловую скорость вращения () и умноженную на синус угла между ними, а так же на испытуемую массу (M) На протяжении двух столетий споры вокруг силы Кориолиса не прекращаются. Несмотря на официальную точку зрения, отраженную в учебниках физики, многие современные авторы высказывают свой взгляд на природу этого явления. Большинство из них называют силу Кориолиса силой инерции. Если учесть, что проявление любых сил в природе так или иначе связано с инерцией, то и про силу Кориолиса так же можно сказать, что это сила инерции.

Однако такой подход не раскрывает физической сущности явления.

Определение силы и ускорения Кориолиса достаточно непростая задача в плане установления физической сущности явления. Некоторое представление о природе и физической сущности силы Кориолиса даны в предыдущей главе. Это реальная «обычная»

сила, за счёт которой осуществляется преобразование видов вращательного движения с одинаковыми по величине и направлению угловыми моментами. Однако в последующих главах, в которых, так или иначе, рассматривается сила и ускорение Кориолиса, мы попытаемся прийти к подобному результату независимыми методами на основе независимого анализа механического движения как такового, не связанного конкретно с непосредственно динамикой вращательного движения. Тем весомее будут сделанные нами выводы о природе и физической сущности явления Кориолиса.

Есть два крайних варианта сложного движения, в которых, как считается, проявляется сила и ускорение Кориолиса. В первом варианте относительная скорость направлена вдоль радиуса вращающейся системы. Во втором варианте относительная скорость направлена перпендикулярно радиусу вращающейся системы. В каждом из этих вариантов относительное движение приводит к проявлению дополнительной силы и ускорения, которые в классической физике связывают с силой и ускорением Кориолиса. Однако по нашему мнению сила и ускорение в каждом из этих вариантов настолько отличаются друг от друга по характеру своего проявления, что относить их к одному и тому же физическому явлению, на наш взгляд, некорректно.

Рассмотрим вывод формулы ускорения Кориолиса различными авторами при сложном движении по каждому из этих вариантов в отдельности.

4.1. ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ПРОЯВЛЕНИЯ УСКОРЕНИЯ КОРИОЛИСА.

СКОРОСТЬ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ НАПРАВЛЕНА ВДОЛЬ РАДИУСА

ВРАЩАЮЩЕЙСЯ СИСТЕМЫ.

А. Н. Матвеев в работе «Механика и теория относительности», 3-е издание, Москва, «ОНИКС 21 век», «Мир и образование», 2003 г., допущенной в качестве учебника для студентов высших учебных заведений определяет ускорение Кориолиса следующим образом (см. фотокопии ниже).

Книга написана в соответствии с программой курса физики для университетов, однако, физики в данном учебнике нисколько не больше, чем во многих других современных учебниках по физике. Форма написания книги больше соответствует справочной литературе по физике, в которой приводятся количественные описания физических явлений без их подробного физического обоснования.

Матвеев пытается выяснить «физическую сущность кориолисова ускорения», как он сам пишет на странице 403 своей книги. Однако все принципиальные выводы, касающиеся физики явления Кориолиса, подробно не анализируются. Механизм действия ускорения Кориолиса не раскрыт. Все спорные и противоречивые моменты остаются без доказательства и разъяснений. Зато большое внимание уделено пусть несложным математическим преобразованиям, за которыми не всегда виден физический смысл явлений, хотя в физике все должно быть наоборот. Наибольшее внимание в учебной литературе, на наш взгляд, следует уделять обоснованию изложенных позиций с физической точки зрения. Именно физический смыл явления, должен принципиально определять математические выражения, которые описывают физическое явление лишь с количественной стороны.



Ускорение Кориолиса по Матвееву это изменение скорости тела, движущегося радиально внутри вращающейся системы, в направлении, перпендикулярном радиусу вращения. Это общепринятое в классической физике определение ускорения Кориолиса в рассматриваемом варианте. На стр. 404 Матвеев пишет: «Скорость вдоль радиуса Vr изменяется за это время (t) по направлению, а скорость Vn, перпендикулярная радиусу, изменяется как по направлению, так и по абсолютному значению. Полное изменение составляющей скорости, перпендикулярной радиусу, равно Vn =Vn1 – Vn2*cos + Vr* *r + Vr* *t (66.3) где учтено, что cos Следовательно, кориолисово ускорение wк = *r/dt + Vr* = 2* Vr* ».

Однако приведённая формулировка не является строгой ни физически, ни стилистически.

Определение Матвеева противоречит приведенному им же выражению (66.3). В направлении перпендикулярном радиусу существует только одна составляющая абсолютной скорости – это линейная скорость переносного вращения, в то время как в выражении (66.3) в этом направлении присутствует приращение двух составляющих абсолютной скорости: (Vе) и (Vr).

Причём скорость переносного вращения изменяется как по направлению, так и по абсолютной величине. Следовательно, в соответствии с выражением (66.3) в определении поворотного ускорения должно быть отражено либо просто приращение абсолютной скорости в направлении перпендикулярном радиусу без ссылок на ее составляющие вообще, либо в нем должна содержаться полная информации о направлении самих изменяющихся составляющих абсолютной скорости и о направлении их приращений.

Например, выражению (66.3) не противроречило бы определение: «Полное перпендикулярное радиусу изменение составляющих абсолютной скорости, равно…». Из существующего же определения более очевидно, что поворотное ускорение определяет приращение только линейной скорости переносного вращения - «Полное изменение составляющей скорости, перпендикулярной радиусу, равно…». Составляющая скорости перепендикулярная радиусу это как мы уже отмечали только скорость (Vn). При этом скорость (Vr) направлена вдоль радиуса, и только её приращение с классической точки зрения осуществляется в направлении перпендикулярном радиусу.

В классическом определении поворотного ускорения чётко обозначено одно из противоречий классической модели вращательного движения, которое заключается в том, что направление вектора ускорения вращательного движения не совпадает с направлением активного движения, связанного с этим ускорением, т.е. с направлением результирующей силы вращательного движения. В классической физике в направлении центростремительного ускорения активного движения просто не существует, хотя физически изменение направления может осуществляться только в динамике линейного перемещения в направлении действия силы. Таким образом, физическую сущность ускорения Кориолиса Матвеев пытается объяснить на основе противоречивых классических представлений о физической сущности вращательного движения, которые сами нуждаются в физическом обосновании. Нечеткость и расплывчатость формулировок, связанных с поворотным движением, на наш взгляд, не случайны и наблюдаются практически у всех авторов, занимающихся вопросами явления Кориолиса, т.к. все они по сути дела исходят из физически необоснованной классической модели вращательного движения.

В классической физике изменение абсолютной величины вектора скорости не связано с изменением его направления и наоборот изменение направления вектора скорости не связано с изменением его абсолютной величины. Тем самым фактически обозначена грань между физической природой изменения скорости по величине и изменением скорости по направлению, хотя в природе нет специфических сил, которые вызывают изменение движения либо только по направлению, либо только по величине. Совершенно очевидно, что при силовом воздействии вдоль линии движения центра масс материального тела изменяется только абсолютная величина вектора его скорости. Однако не менее очевидно, что при силовом воздействии под любым другим углом к направлению движения центра масс материального тела вектор результирующей скорости в соответствии с правилами векторной геометрии и законами физики изменяется как по величине, так и по направлению (см. Рис.

3.2.1).

Исключительность перпендикулярного направления силового воздействия, при котором скорость движения изменяется якобы только по направлению, ничем физически не обоснована. Тем не менее, противоречивые представления классической физики о преобразовании движения по направлению заложены и в основу классической модели поворотного движения. Из выражения (66.3), если не принимать во внимание нечёткость сопровождающих его формулировок следует, что ускорение Кориолиса это изменение абсолютной скорости в направлении перпендикулярном радиусу, которое состоит из двух самостоятельных независимых составляющих:

1. ускорения, характеризующего приращение линейной скорости переносного вращения по абсолютной величине;

относительного движения по направлению.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 38 |
 



Похожие работы:

«Е.А. Красавин, Г.Н. Тимошенко ЛАБОРАТОРИЯ РАДИАЦИОННОЙ БИОЛОГИИ НАУЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В 2010 Отчет для 109й cессии Ученого совета ОИЯИ Февраль 17–18, 2011 Дубна, 2011 Научно-исследовательская программа 2010 года 1. В 2010 году в Лаборатории продолжены исследования по теме 04-9-1077-2009/2011 Исследования биологического действия тяжелых заряженных частиц различных энергий по следующим направлениям: фундаментальные радиобиологические и радиационно-генетические исследования с тяжелыми заряженными...»

«САМОПОЗНАНИЕ ТВОРЧЕСКАЯ АВТОБИОГРАФИЯ НЕУДОБНОГО ЧЕЛОВЕКА Архангельск 2013 Коротаев В.И. Самопознание. Творческая автобиография неудобного человека Это - необычная книга, написанная на стыке автобиографического жанра и истории науки. Её предмет - самопознание русского историка, относящегося к по­ колению шестидесятников. Сама историческая наука предполагает историю са­ мопознания, особенно в современных условиях поиска новых механизмов переда­ чи культурного опыта от поколения к поколению. Тем...»

«IDG BOOKS WORLDWIDE IDG Books Worldwide, Inc. An International Data Group Company Foster City, CA • Chicago, IL • Indianapolis, IN - New York, NY • Southlake, TX @ WINDOW6 98 Для ЧАЙНИКОВ: УЧЕБНЫЙ КУРС Энди Ратбон ДИАЛЕКТИКА Москва • Санкт-Петербург • Киев 2003 ББК 32.973.26-018.2.я75 Р25 УДК 681.3.066 Компьютерное изд-во Диалектика По общим вопросам, обращайтесь в издательство Диалектика по адресу: info@dialektika.com, http://www.dialektika.com Ратбон, Энди. Р25 Windows 98 для чайников....»

«Гришков И.А., Козлов И.В., Харламова Т.А. ЗАО Институт электрохимических систем и технологий Витольда Бахира Аннотация. Рассмотрен механизм обеззараживания воды хлором, гипохлоритом, раствором смеси оксидантов. Показано, что гипохлорит – наихудший выбор для экологии и здоровья людей из указанных трех реагентов. Ключевые слова: гипохлорит натрия, хлор, хлорноватистая кислота, смесь оксидантов, установки АКВАХЛОР и АКВАХЛОР-М Не так давно статьи и выступления ответственных за качество питьевой...»

«Палаткин И.В., Гладков В.В., Малюк Л.И., Павлов А.Ю. ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ РЕГИОНАЛЬНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КООПЕРАТИВНЫХ РЫНКОВ научно-популярное издание Научно-популярное издание подготовлено при финансовой поддержке РГНФ, проект №13-42-93004/13 Формирование и развитие региональных сельскохозяйственных кооперативных рынков Пенза 2013 Рецензенты: доктор экономических наук, профессор B.С. Санду Коллектив авторов: Палаткин И.В., Гладков В.В., Малюк Л.И., Павлов А.Ю. Ответственный за выпуск –...»

«ГЛ А В А 2 К чему у вас есть способности? Н айти свое призвание — значит определить, где, в какой точке ваши природные способности и наклонности пересекаются с тем, что вам больше всего нравится делать. В этой главе мы сфокусируемся на природных способностях, а к тому, что вам нравится, обратимся несколько позже. Пока человек не поймет, к чему у него есть врожденный талант, он вряд ли найдет свое призвание. Многие из нас его так и не находят, потому что не знают, на что способны и к чему имеют...»

«УТВЕРЖДАЮ Руководитель инновационной образовательной программы, ректор РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина А.И. Владимиров __2007 г. ОТЧЕТ о ходе выполнения инновационной образовательной программы Развитие инновационных профессиональных компетенций в новой среде обучения – виртуальной среде профессиональной деятельности (июль - сентябрь 2007 г.) Москва, 2007 г. 1 I. Цели и задачи программы Целью программы является обеспечение инновационного развития топливной энергетики путем развития у...»

«Каждый человек должен знать, откуда идут его корни, как жили его предки. Ибо, не зная прошлого, он не почувствует цену сегодняшнему, не определит будущего. Это книга повествует о селе Кусак, о там, что и как было здесь в прошлом, какой большой и сложный путь пройден его жителями, чтобы село стало таким, какое оно сегодня. В основу написанной истории села Кусак и колхоза имени Энгельса Славгородского района Алтайского края положены подлинные документы, архивные материалы, фотографии,...»

«При подготовке истории кафедры Механики и инженерной графики были частично использованы материалы работы Булгакова Е.С. История кафедры механики МГРИ-МГГА-МГГРУ-РГГРУ. 1930-2007 г.г.. - М.: Типография Диджитал экспресс, 2007 г. 1 Динамика кадрового состава кафедры Механики* Московский геологоразведочный институт был образован 17 апреля 1930 года по решению Высшего Совета Народного Хозяйства (ВСНХ) на базе Московской горной академии. При этом было создано шесть высших технических учебных...»

«П.М. Королев1 Что такое не-эгоистическое будущее мира и как его добиться Существует два взгляда на мир, в котором мы живем: наполнять окружающий мир содержанием своего внутреннего мира, и/или свой внутренний мир выстраивать в соответствии с обстоятельствами мира внешнего. Или иначе: картина мира может создаваться в подходе брать и в подходе отдавать. В большом ряде случаев мы эгоисты, и не редко полагаем, что в силу своей исключительности мир нам должен; но есть ряд случаев, когда мы осознаем,...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.