Эспри-баба и семьдесят две гурии. Часть 15.
Учитель, -- с виноватым видом сказала гурия Мария, -- я знаю, что ты устал от выслушивания всех наших мыслей и идей. Но мне всё же ужасно хочется поделиться с тобой некоторыми своими соображениями.
"Если нельзя, но очень хочется, то МОЖНО" -- с улыбкой ответил Эспри.
Я уже отдохнул, благодаря Ларисе и готов снова разделить с вами всеми радость первооткрывателей! Ведь это совершенно неважно, открываете вы что-нибудь новое, которого НИКТО до вас не знал, или это было неизвестно только вам и вы САМИ придумали некое объяснение или решение проблемы! В любом случае вы -- первооткрыватели!
Итак, что ты хочешь мне рассказать?
Нечто о Первом Законе Ньютона,-- стеснительно ответила Мария.
Первый Закон? Да его знает любой школьник! Что там можно сказать нового? -- Не сдержавшись удивился Эспри.
Мне кажется, ЕСТЬ, ЧТО сказать:
Первый Закон Ньютона в применении к неинерциально движущимся системам.
Маятник и гироскоп.
Маятник, как известно, сохраняет плоскость своих качаний, хотя движется непрямолинейно и неравномерно. Классический пример - маятник Фуко, с помощью которого демонстрируют вращение Земли вокруг своей оси.
Гироскоп (волчок) сохраняет постоянным направление оси своего вращения, хотя его основная часть, вращающееся тело (диск, эллипсоид или любая другая конфигурация), движется непрямолиейно и неравномерно.
Интересно, что в самых серьёзных курсах механики и физических энциклопедиях на эту тему, авторы, а это обычно очень солидные учёные-физики, ТЩАТЕЛЬНО избегают упоминать именно этот очевидный факт -- способность сохранять определённое положение оси гироскопа в пространстве. Более того -- всё пишется с точностью до наоборот.
Пример:
"Гироскоп -- быстро вращающееся твёрдое тело, ось вращения которого может ИЗМЕНЯТЬ своё направление в пространстве. Свойствами гироскопа обладают вращающиеся небесные тела, артиллерийские снаряды, роторы турбин..., винты самолётов" (Цитата из Физического Энциклопедического Словаря.)
Спрашивается, для ЧЕГО пулям и артиллерийским снарядам сообщается вращение за счёт нарезки в стволе? Если они будут способны ИЗМЕНЯТЬ положение оси вращения в пространстве??? Именно для того, чтобы они не кувыркались в воздухе, а СОХРАНЯЛИ положение оси в пространстве и летели бы "острым концом вперёд", тем повышая дальность и точность попадания в цель!!!
"Гироскопом в общем смысле называется всякое тело вращения, быстро вращающееся вокруг своей оси" (С.Э.Хайкин "Физические основы механики")
У Хайкина по крайней мере МЕЛЬКОМ упоминается эта главная и замечательная способность гироскопа -- СОХРАНЯТЬ постоянным направление своей оси вращения впространстве:
"...Ось вращающегося гироскопа в отсутствии каких-либо других внешних сил остаётся неподвижной. Гироскоп обладает постоянным моментом импульса N, направленным вдоль неподвижной оси вращения гироскопа."
Я не буду здесь обсуждать мелкие физические неточности авторов этих цитат: "быстро вращающееся" -- что значит "Быстро"??? "Вращающийся гироскоп" -- а только что в определении упомянуто именно быстро вращающееся твёрдое тело. Значит словосочетание "вращающийся гироскоп" следует расшифровать: Вращающийся... быстро вращающееся твёрдое тело...
Почему авторы избегают подчёркивать именно это замечательное свойство маятника -- сохранять постоянной свою плоскость качания и гироскопа -- сохранять постоянным направление оси вращения?
Да потому. что это потребует сразу же введения неких новых Законов Сохранения, которые механикой Ньютона не предусмотрены!
Отсюда вывод:
Если Первый Закон Ньютона применим только к равномерно и прямолинейно движущимся телам, то его использовать в вышеупомянутых случаях нельзя. И, следовательно, надо придумать некие фантастические "фиктивные" силы и условия, которые объяснят такое странное следование тому же "закону сохранения своего движения", то есть Закону Инерции!
Именно то, что говорилось выше! Но это -- очевидная нелепость!
Вывод один: Закон ИНЕРЦИИ СПРАВЕДЛИВ и для таких тел, и сохранение ими status quo обусловлено именно силами инерции, то есть Первым Законом Ньютона.
Отсюда с неизбежностью следует, что этот закон нуждается в неком расширительном дополнении.
Дополнение к Первому закону Ньютона.
Тело, движущееся под действием некоторых сил неравномерно и непрямолинейно, сохраняет данный характер своего движения до тех пор, пока на него не подействует дополнительная сила или несколько сил.
Что ты скажешь, Учитель?
Скажу, что выглядят твои рассуждения вполне логично и если бы я был Ньютоном, то, поблагодарив тебя за поправку, включил бы её в свой Первый Закон Инерции, указав, разумеется. что это добавление принадлежит ТЕБЕ!