Математические упражнения в натуральной философии

3.Закон всемирного тяготения Ньютона не имеет опытного обоснования и является весьма слабой гипотезой, которая распадается на три гипотезы:

- гипотезу о существовании гравитационной постоянной;

- гипотезу обратных квадратов;

- гипотезу о неограниченности области действия основного закона механики;

Если любая из этих трёх гипотез будет опровергнута экспериментом, то «закон всемирного тяготения Ньютона» станет не состоятельным.

Этот закон не имеет прямой связи с 3-м законом Кеплера. Упомянутые законы не могут быть выведены один из другого, так как «закон всемирного тяготения» претендует на определение сил взаимодействия, а «третий закон Кеплера», в конечном итоге, сравнивает центростремительные ускорения небесных тел.

4. Между 3-м законом Кеплера и законом обратных квадратов для ускорений существует однозначная связь (один закон математически строго выводится из другого), но только для круговых орбит. Для эллиптических орбит с малыми и равными эксцентриситетами, следует ожидать примерного соответствия между этими законами; для орбит с большими и различными эксцентриситетами - следует ожидать существенного несоответствия между упомянутыми законами.

5. В ходе исследования, получены новые данные:

5.1. Выведена приблизительная закономерность распределения гравитационного излучения у поверхности Земли: ; (19) где, А - амплитуда гравитационного излучения в направлении центра Земли (т.е. наибольшая плотность гравитационного излучения) [Вт/м2]; угол отсчитываемый от нормали к Земной поверхности; - плотность гравитационного излучения в направлении ;

Точнее, распределение таково, что при любом направлении движения пробного тела, вблизи поверхности, оно пересекает одинаковое количество силовых линий гравитационного поля большой массы; распределение таково, что луч гравитации идущий из глубины большой массы (скажем, Земли) при любом направлении движения пересекает одинаковое количество других лучей. Такое распределение излучения, обладает устойчивым равновесием и не зависит от внутренней структуры небесного тела (от распределения плотности залегающих пластов);

5.2. Проведён анализ методических погрешностей, допущенных в опытах Кавендиша; При определении гравитационной постоянной, Кавендишем и его последователями допущена существенная методическая ошибка: не была учтена деформация гравитационных полей пробных тел, гравитационным полем Земли.

5.3. Определено новое значение гравитационной функции (гравитационной постоянной), для случая взаимодействия пробного тела с Землёй; , то есть, найденное значение оказалось больше общепринятого в 2,64 раза.

5.4. Аналитическим методом проведено контрольное «взвешивание» Земли - Земля оказалась легче, чем принято считать - в 2,64 раза; Новые значения массы и плотности Земли составляют: 2,27кг и 2,09 , соответственно.

5.5. Определено новое значение гравитационной постоянной силы, для случая взаимодействия небесных тел; ;(49)

5.6. Предложена новая схема (новая математическая модель) гравитационных взаимодействий небесных тел; новая модель учитывает, что, в действительности, взаимодействуют не центры масс и даже не сами массы, а их гравитационные поля; наибольшее взаимодействие происходит в точке (Т), где плотности излучения взаимодействующих масс равны между собой. За характерное расстояние принято расстояние от центра большей массы до точки (Т)

5.7. Выведена новая формула тяготения небесных тел, которая не является законом обратных квадратов. Из общеизвестных опытных фактов вычислен показатель степени, который равен: 2,17; то есть, сила притяжения тел, и напряжённость гравитационного поля уменьшаются быстрее, чем по закону обратных квадратов, см. формулу:

;(88)

Где,F - сила притяжения;

- гравитационная постоянная силы, для случая взаимодействия небесных тел; =0,64 , то есть, новая постоянная, меньше величины гравитационной постоянной определённой Кавендишем и имеет немного другую размерность.

М - масса большего небесного тела;

m - масса меньшего небесного тел;

- расстояние от большего тела до точки максимального взаимодействия (Т)

Если масса m на много порядков меньше массы М, что характерно для планетарной системы Солнца, то формула тяготения приобретает почти привычный вид:

;(89*)

Где, R - расстояние,- примерно равное расстоянию между центрами масс

5.8. Результаты электростатических экспериментов по проверке закона обратных квадратов, методом индикации поля внутри заряженной сферы, понимаются не верно - отсутствие поля внутри сферы не является следствием строгого выполнения закона обратных квадратов.

Выведена формула, связывающая между собой радиус сферы (а), напряжение (V) и показатель степени (n):

;(113)

Для фактических значений (а) и (V), при появлении поля на внутренней поверхности сферы, формула позволяет определить показатель степени (n) в законе взаимодействия электрических зарядов:

;(114)

Погрешность определения (n), в экспериментах с заряженной сферой, оценивается величиной, +0,13; Что никак не согласуется с общепринятой величиной, , - о такой точности определения (n) пока не приходится и мечтать.

Для того чтобы более точно подтвердить (или опровергнуть) показатель степени в законе Кулона, необходимо увеличивать напряжение сферы и её радиус.

5.9. Погрешность определения (n) в прямых экспериментах, по проверке закона Кулона, по самым скромным подсчётам, без учёта погрешности измерений, оценивается величиной. -0,09; +0,03. Достигнутая здесь точность в определении (n) также недостаточна для обоснования фундаментального физического закона.

6. Для дальнейшего развития теории, для обоснования (опровержения) гипотетических утверждений, для уточнения области применения известных законов, - предложен ряд экспериментов. См. также Л 1; Л 2; Л 3

- Эксперименты по измерению скорости света на удалении от Земли (на различных околоземных орбитах);

- Эксперименты по измерению скорости вращения гравитационного поля Земли, на различном удалении от Земли (на различных орбитах);

- Взвешивание известной массы на пружинных весах, на поверхности Луны и Марса, и другие эксперименты по определению области действия основного закона механики (2-го закона Ньютона) См. также, Л 1; Л 2; Л 3

7. Основные физические положения, применявшиеся в данном исследовании:

- Гравитационное поле является основной средой, определяющей законы движения;

- Сила инерции - это сила сопротивления, действующая со стороны гравитационного поля на ускоряющиеся тела; сила эта является распределённой по массе, то есть, она приложена к каждой материальной точке тела (также как и сила тяжести);

- «Принцип Даламбера» - является фундаментальным физическим законом, а не математическим приёмом, облегчающим вычисления; Как следствие этого - закон о равенстве сил действия и противодействия следует распространить и на динамические процессы;

- Из выше изложенного следует:

1) В более разряжённом поле потребуется меньшая сила, для того чтобы сообщить телу то же ускорение;

2) Если ускорение свободного падения изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния, то сила притяжения должна убывать быстрее обратно квадратичной зависимости.

- Основной закон механики (2-й закон Ньютона) имеет ограниченную область

применения, - его область применения ограничена поверхностью Земли, так как этот закон не учитывает возможность изменения параметров окружающего гравитационного поля, см. Л1; Л2. Основной закон механики: ; (20) выведен из опытов проведённых на поверхности Земли - поэтому и выполняется при тех же параметрах гравитационного поля, которые имеются на поверхности Земли. При других параметрах окружающего гравитационного поля, в правой части формулы (20) должен появиться множитель (функция, зависящая от напряжённости, плотности и структуры поля, а также от направления движения пробного тела относительно радиус-вектора, проведённого из центра большой гравитирующей массы)

;(20*)

Где: М - масса большого гравитирующего тела;

R - расстояние от центра большой гравитирующей массы;

- угол, между направлением движения пробного тела и радиус-вектором, проведённым из центра большой гравитирующей массы; Более полную формулу основного закона механики см. в Л 2.

- Скорость света в вакууме зависит от параметров окружающего гравитационного поля (от его плотности, структуры); Первые (не осмысленные) экспериментальные доказательства этого факта были получены ещё Олафом Рёмером и Джеймсом Брадлеем, см. Л3.

- Скорость света в вакууме не является фундаментальной физической константой. То же самое можно сказать и о других электромагнитных излучениях. Следовательно, прежде чем измерять межпланетные расстояния методом локации, необходимо подробно изучить свойства «измерительного инструмента» - экспериментально определить зависимость скорости света от параметров гравитационного поля.

Данное исследование, безусловно, вышло за рамки математических упражнений. Наряду с математическим анализом, индукцией и дедукцией, здесь присутствует и обычный здравый смысл, столь раздражавший А. Эйнштейна, и самостоятельный (не академичный) анализ известных физических законов и экспериментальных данных.

Очевидно, что математический аппарат, применённый в данном исследовании, для математиков особого интереса не представляет. Тем не менее, «подсказки» сделанные элементарной математикой, в совокупности с обычным здравым смыслом, помогли лучше понять физический процесс, происходящий при взаимодействии тел, и позволили наметить реальные планы дальнейших исследований.

Напоследок, вспомним другой полезный наказ Леонардо да Винчи о том, что «рассуждение нужно ограничивать опытом», и закончим на этом наше аналитическое исследование основных законов натуральной философии.

Гужеля Юрий Александрович e mail: gjua47@mail.ru

9. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Гужеля Ю.А. «Неизвестная механика», журнал «Русская мысль» №1-6 за 1994 г. Москва «Общественная польза».

Гужеля Ю.А. «Неизвестная механика» (вторая редакция) - сайт «Новые идеи и гипотезы» - 2008 г.

Гужеля Ю.А. «Относительность без предрассудков и без прикрас» (вторая редакция) - сайт «Новые идеи и гипотезы» - 2008 г

Гужеля Ю.А. «Гироскоп и гравитация» - сайт «Новые идеи и гипотезы» - 2008 г.

Н.В. Гулиа «Инерция», Москва «Наука» 1982 г.

Льоцци Марио «История физики» Москва «Мир» 1970 г.

Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс, «Фейнмановские лекции по физике» Москва «Мир» 1977 г.

Б.М. Яворский, А.А. Детлаф «Справочник по физике» Москва «Наука» 1985 г

Е.А. Гребенников, Ю.А. Рябов «Поиски и открытия планет» Москва «Наука» 1984 г

В.А. Бронштэн, «Как движется Луна?» Москва «Наука» 1990 г

Размещено на Allbest.ru