Торжество законов И. Ньютона

           Прочитав третью главу книги «Физическое начало решения основного вопроса жизни», автор Виктор Хрущев – Мастеров. Решил написать рецензию. Но, увидев, что  уже более пятнадцать лет как эта книга опубликована на прозе и, на неё, нет, ни одной рецензии понял, что мало кто прочитал её до конца. Значит и моя рецензия в конце этой книги будет никем не увиденная и не прочитанная. Обращение к автору через личный кабинет тоже осталось без ответа.
       Поэтому, чтобы не тратить время зря и донести хоть до кого – нибудь  своё видение рассматриваемых вопросов  решил написать статью.

                I

         Несмотря на то, что законы динамики И.Ньютона, сформулированные им в 1686г., и уже более трехсот лет продолжают свое триумфальное шествие как незыблемая парадигма в научных сообществах.  Автор Виктор Хрущев – Мастеров, в третьей главе своей книги «Физическое начало решения основного вопроса жизни»,  решился на нещадную критику этих законов. Считая их ошибочными  и не являющимися законами природы, так как, по его словам, «сформулированы человеком, способным на ошибку».
        Несколько дней у меня ушло на прочтение громадного объема третьей главы этой книги, изобилующей массой примеров и формул, якобы  опровергающих истинность выводов, основанных на классическом понимании законов Ньютона. Сразу скажу, что я категорически не согласен со всеми доказательствами и выводами, сделанными в ней. Кроме того я не согласен и с некоторыми трактовками законов Ньютона, навязанными современным научным сообществом большинству учащихся и инженеров.
             Не имея желания, трать время на разбор и опровержение аргументов и выводов из  третьей главы этой книги, просто приведу (во II части) некоторые выжимки из неё, не связанные друг с другом.  Но, показывающие, насколько автор убеждён в своей правоте.  Насколько он обольщен своим самомнением, коли, нисколько не сомневаясь, убеждённо  обвиняет  И. Ньютона в научной некомпетентности.

                II

             «Я, опираясь на свою практику и мысль, пришёл к выводу, что из всех трёх законов Ньютона наиглавнейшим является III закон. Оставшиеся два закона являются его следствиями, которые требуют доработки. Эти законы кажутся очень простыми для понимания. Поэтому мысль всех людей  здесь идёт по заранее отработанному трафарету, который они получили в школьные годы. Основное моё несогласие с Ньютоном в том, что он односторонне использует понимание постоянной силы. Бывают условия, когда постоянная сила, действующая на тело, вызывает у него равномерное движение не по-галилеевски.
      Сила проявляется единственно только в действии, и по прекращении действия в теле не остаётся. Тело продолжает затем удерживать своё новое состояние вследствие одной только инерции. Происхождение приложенной силы может быть различное: от удара, от давления, от центростремительной силы» [11, c. 26].
Что значит «изменить его состояние покоя»? Это значит вывести тело из состояния покоя и привести его в движение приложенной силой. Эта сила может проявляться на теле как единовременный удар (один удар) и как беспрерывные удары или продолжительное давление на движущееся тело. Но что здесь необходимо понять читателю? То, что не поняли Галилей и Ньютон. Ибо только в момент удара или давления тело, выходя из состояния покоя, получает движение (скорость), которое, при определённых условиях, может перейти в равномерное прямолинейное движение (равномерная постоянная скорость), которое называется инерцией.
Если же слушать учёных, то второй закон Ньютона должен был закончиться на лошадях ещё при жизни И. Ньютона. А учёные постепенно перенесли второй закон на весь земной транспорт, кроме ракет.
А будет ли и может ли вообще автомобиль двигаться по инерции? Смотря по какой? Если по инерции Галилея – Ньютона, когда невесть с чего тело движется равномерно и прямолинейно, то не будет. Ибо нет причины начала движения! Эти средневековые экспериментаторы не считают за причину начала движения по инерции силу, поэтому они её (силу) игнорируют.
Но если быть последовательным ньютоновцем, то сила – не причина движения.  Сила – причина ускорения тела, т. е. изменения движения тела. С чем согласны Вы, но пишете другое. И с чем не согласен я, ибо сила – причина движения тела.
 Фантастика, но в классических учебниках нет формулы равномерного движения тела под  действием движущей силы F.
Если мы, как советует классическая физика, уравновесим (компенсируем) силой движущей F1  силы Fc и Fтр  качения:         
 c +  тр  =  1;  Fc + Fтр = Fтр1, Fc+ Fтр – Fтр1 = 0 ,
т. е. все силы сократятся до нуля и наш автомобиль безо всякой формулы движение будет продолжать равномерно двигаться  по инерции.
       Если Галилей и Ньютон, и их последователи считали, что тело движется по поверхности Земли равномерно в случае уравновешивания внешней движущей силой каких-либо сил сопротивления. Например: F движущая = F сопротивления. То мной на элементарных опытах доказано, что сила движущая F  должна быть по величине больше сил сопротивления Fc, F>Fc. Решая это неравенство, находим, что                F – Fc = F1 , то есть на месте (– Fc) должна быть величина движущей силы F;, которая как бы уравновешивает силу Fc. На самом деле сила F; преодолевает силу сопротивления Fc, а остаточная движущая сила F1  двигает тело с нужной скоростью. Необходимо отметить, что при достижении уравновешивания (равновесия) противоположных сил, результирующей силы сопротивления и силы движущей, движения тела не будет (см. тему 3.6). (Классическая физика говорит, что движение тела будет равномерно).
      В результате чего появляется реактивная сила? Не в результате вытекающих через сопло газов появляется сила, толкающая ракету вперёд, а в результате давления силы газов на переднюю стенку камеры сгорания или (если хотите) в результате разности давлений на переднюю стенку и в месте сопла.
от стенки А – всё это влияет на величину силы Fr, которая, как Вы теперь понимаете, является реактивной силой, то есть телом, а точнее раскалённой массой шариков, ударившей по стенке А. И тем самым заставившей двигаться ракету со скоростью V. Отразившиеся, отработанные газы с импульсом m , истекают из сопла реактивной струёй, не имеющей силы».

                III

        После этого краткого обзора, приведу аргументы в поддержку законов И.Ньютона, нисколько не умаляя их, лишь несколько расширив их понимание своими осознаниями,  которые отличаются от парадигмы современного научного сообщества.
      Итак, согласно первоисточнику, обнародованный Первый закон Ньютона имел редакцию:
- «Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами  изменить эти состояния». 
         Эта редакция постулирует существование инерциальных систем отсчета. А в пояснениях к закону сказано, что сила проявляется единственно только в действии, и, по прекращении действия в теле не остаётся, а тело сначала сопротивляется этому действию и изменению скорости, а затем будет удерживать своё новое состояние в силу своей инертности (инерции). Действие одной и той же силы на разные тела будет различной, так как они обладают разной инерцией ( инертностью), величина которой характеризуется их массой.

        Прошли столетия и деятели от науки, носящие громкие звания и занимающие высокие должности в научной иерархии посчитали своим долгом внести вклад в науку и усовершенствовать Первый закон Ньютона, изменив его редакцию.
      -«Если в инерциальных системах отсчета на тело не действуют никакие силы, или сумма всех  действующих сил равна нулю, то оно движется равномерно и прямолинейно в неизменном направлении или находится в состоянии покоя».
        Такая формулировка первого закона Ньютона сегодня общепринятая и никем не оспаривается. А толкователи от науки его объясняют примерно так, как преподаватель физики и математики, научный сотрудник лаборатории лазерных полей в НИЦ Курчатовский институт, физик Валерий Тепляков приводя пример – Еще один пример реализации первого закона Ньютона – движение парашютиста относительно Земли. Его сила тяжести, направленная вниз, уравновешивается силой сопротивления воздуха, направленной вверх, - как следствие, он спускается с постоянной скоростью – добавил Валерий Тепляков.
           Хорошо хоть не сказал, что спускается по инерции, так как на самом деле современная трактовка первого закона Ньютона ничего общего с первоначальной трактовкой Ньютона не имеет. Так как его современная формулировка отбрасывает рассмотрение движения материальных тел из инерциальных систем отсчета в неинерциальные. Рассматривающие равномерное и прямолинейное движения тел уравновешенных их силами сопротивления. Причём, эти силы сопротивления являются функцией их равномерной скорости и без неё существовать не могут.   
       Что и подтверждает наглядный пример с парашютистом, приведенный Тепляковым, в котором причина  перепутана со следствием. Так как очевидно, что только равномерное движение является причиной наполнения купола парашюта воздухом, создающим силу сопротивления, равную весу парашютиста  в соответствии с третьим законом Ньютона.
        Для более полного осознания законов Ньютона проведем мысленный эксперимент. Предполагая, например, что легковой автомобиль вишневого цвета, девятой  модели, находится в глубоком Космосе и снабжен реактивным двигателем с запасом топлива на 5 секунд работы. Камера сгорания, размер сопла, а также подача топлива  в двигателе рассчитаны так, чтобы отработанные газы сгоревшего топлива равномерно выбрасывались через сопло в таком количестве, чтобы было постоянным давление в камере сгорания. Тогда основная масса раскалённых газов, хоть и находится под высоким давлением внутри камеры сгорания, но, относительно неё, неподвижна. Большое давление в камере сгорания с силой выбрасывает часть раскаленных газов, через сопло, меняя их скорость от нуля до максимальной величины, в соответствии с возникшей силой и пропорционального ей ускорения.
               
Fо= ma,                где

Fо   -  сила, выбрасывающая отработанные газы из сопла двигателя.
m -  масса отработанных газов
a  - ускорение отработанных газов
        Налицо действие второго закона Ньютона в современной трактовке

     «В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка с постоянной массой, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе»

 которая не противоречит  ньютоновской, выраженной через изменения количества движения, произошедшие  за равные, малые промежутки времени

     « Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует».
.
 а также действию третьего закона Ньютона в современной трактовке
     « Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению»
и в формулировке И. Ньютона
     « Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе — взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны».
      Закон утверждает, что силы возникают лишь попарно, причём любая сила, действующая на тело, имеет источник происхождения в виде другого тела. Иначе говоря, сила всегда есть результат взаимодействия тел. Существование сил, возникших самостоятельно, без взаимодействующих тел, невозможно.
      Сила проявляется единственно только в действии, и по прекращении действия в теле не остаётся. Тело продолжает затем удерживать своё новое состояние вследствие одной только инерции. Происхождение приложенной силы может быть различное: от удара, от давления, от центростремительной силы.
      Таким образом, в соответствии с третьим законом Ньютона и вследствие  возникшей силы Fо, появляется равная ей, по величине, но противоположная по направлению, реактивная сила тяги Fт, сообщающая вишневой девятке ускорение а*

                Fт = Ма*                где

Fт   - сила тяги
М -  масса автомобиля с реактивным двигателем
а*- ускорение автомобиля с реактивным двигателем
      Сила тяги Fт, преодолевая в течение пяти секунд исключительно только силу инерции автомобиля (I), возникшую в результате его ускорения, разогнала его до скорости 60км/час. После чего двигатель остановился, а автомобиль  продолжал равномерное и прямолинейное движение в безмолвных просторах Космоса. Он попал в свою нирвану, где каждое тело является самим собой, и, не испытывая  воздействия внешних сил,  не огрызается на них своими силами инерции. Его принял  безграничный, вечно движущийся и расширяющийся Космос, для которого состояния покоя и равномерного прямолинейного движения условны и неразличимы. Главное, для него, чтобы они существовали без затрат энергии
           Участвующий в этом эксперименте исследователь, находящийся внутри автомобиля,  крайне удивился тем, что автомобиль, получивший краткий пятисекундный энергетический импульс, приобрел возможность длительного путешествия вместе с ним в глубинах Космоса без затрат энергии. Но, через некоторое время, он сильно засомневался в том, что совершает такое путешествие. Так как внутри кабины он никакими опытами не смог определить, двигается ли вишневая девятка равномерно и прямолинейно или находится в состоянии покоя. Приходя к выводу, что состояния покоя и прямолинейного равномерного движения, в инерциальных системах, одинаковы, и между ними можно поставить знак равенства.
       Некоторые читатели возразят, что инерция движущейся массы значительно больше покоящейся. Но это заблуждение, так как сам И. Ньютон постулировал, что мерой инертности тела является его масса, а не скорость  Поэтому, у двух тел, одинаковой массы, одного покоящегося, а другого равномерно и прямолинейно двигающегося, инертность одна и та же, находящаяся в не проявленном, латентном состоянии. В этих состояниях силы инерции не возникают, следовательно, не помогают, но и не препятствуют равномерному и прямолинейному движению тела.
        Равные по модулю, но противоположно направленные сила действия и сила противодействия возникают при взаимодействии тел. Причём величина их зависит от относительной скорости сближения тел в момент их соприкосновения друг с другом, и возникшем при этом ускорении  каждого тела. Вот эти силы, возникшие вследствие изменений их состояний, пропорциональны их ускорениям и массам, и являются  силами инерции.
         Таким образом, с учётом изложенных осознаний и современных понятий о системах отсчёта, которых не было во времена И. Ньютона, рискну несколько дополнить его классическую трактовку первого закона.
        « Всякое тело, в один и тот же момент времени, продолжает удерживаться в состоянии покоя, относительно какой - либо системы отсчёта. И быть при этом,  по отношению к другим системам отсчёта, в устойчивых состояниях равномерного и прямолинейного движений по различным направлениям и скоростям, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить эти состояния».
          А в заключении приведу анализ движения автомобиля, под действием уравновешенных сил, в земных условиях.
        Предположим, что вишнёвая девятка вернулась из космического путешествия, и совершает небольшой круиз из р.п. Марьяновка в г. Омск.
       Весь путь, в зависимости от характера движения автомобиля, можно разделить  на три части.
           Первый отрезок пути  - разгон. На этом отрезке пути, в результате действий водителя, давящего на педаль акселератора, скорость автомобиля увеличивается за 10 секунд от (0, до 60) км/час.  Причем, это давление на педаль плавно нарастает, увеличивая мощность двигателя и, соответственно, увеличивая ускорение  автомобиля  с каждой последующей секундой разгона. В результате этого ускорения возникает сила инерции (I),  также увеличивающаяся с каждой секундой, пропорционально этому ускорению, и, являющаяся, в конечном итоге, функцией изменения скорости автомобиля, как, впрочем, и суммарная сила сопротивления (Fсопр.).
       На всем отрезке разгона  сила тяги двигателя расходуется на преодоление силы инерции автомобиля и суммарную силу сопротивления, уравновешивая силы действия и силы противодействия в соответствии  с третьим законом Ньютона


Fдв   =   I  +   Fсопр,                где

Fдв             -   сила тяги двигателя автомобиля.
I           -  сила инерции автомобиля.
Fсопр.    - суммарная сила сопротивления.               
      
          Некоторые читатели, взглянув на уравнение, возразят, что уравновешенные силы должны обнулиться  и не будет никакого движения. Но это заблуждение, так как движение, изменение скорости и возникновение ускорений является необходимым условием для проявления силы инерции и суммарной силы сопротивления, присутствующих в уравнении равновесия.
      Вторую часть пути автомобиль  едет равномерно и прямолинейно со скоростью 60км/час. На этом участке пути отсутствует ускорение автомобиля, а, значит, нет силы инерции, которая могла бы поддержать, либо затормозить  его равномерное и прямолинейное движение.  Поэтому, тяга двигателя постоянно преодолевает лишь суммарную силу сопротивления.
        В соответствии с уравнением:

               
                Fдв  =  Fсопр;

          На этом отрезке пути также не обнуляются силы действия и силы противодействия, и не происходит остановка автомобиля. Так как скорость автомобиля (v) является функцией суммарных сил сопротивления  Fсопр  = f(v),  и является необходимым параметром  для их существования и выполнения третьего закона Ньютона.
          На третьем отрезке пути, автомобиль едет с выключенным двигателем, до своей полной остановки. При этом возникает пропорциональная ускорению замедления сила инерции, в каждый момент времени уравновешивающая силы сопротивления. И, являясь фактически движущей силой автомобиля, препятствующей  уменьшению его скорости,  дает ему возможность  проехать всю длину третьего участка пути.
 Уравнение равновесия для этого участка пути в виде,


                I    =    Fсопр,   
               

также не свидетельствует об обнулении действующих сил, а только о торжестве третьего закона Ньютона. Выполнение, которого,  возможно только при движении  со скоростями и ускорениями обеспечивающими  равенство этих сил.
     Согласно современной трактовки первого закона  Ньютона  состояния  и характер движения автомобиля в глубоком Космосе, а также и на всех трех участках его круиза от р. п. Марьяновка до г.Омска (ускоренного, равномерного и замедленного) идентичны. Так как осуществляются при уравновешенных силах, в соответствии с требованиям этой трактовки. Но это не так. Значит, трактовка не верна.