Аннотация: Обзор экспериментов по измерению массы объектов при различных условиях.
Масса и инерция.
Николай Колтовой
Содержание: 1. Способы измерения массы. 2. Эксперименты по проверке принципа эквивалентности гравитационной и инертной массы. 3. Эксперименты с крутильными весами. 4. "Непостоянная" гравитационная постоянная. 5. Зависимость веса от ориентации объекта. 6. Изменение веса при вращении. 7. Изменение массы при неупругих соударениях. 8. Инерциоиды. ------------------------------------------------------------------------------------------------- Масса.
Масса (М) - это величина, определяющая количество вещества, содержащегося в теле. Общепринятое научное обозначение массы - латинская буква m. В стандартной системе единицей измерения массы принято считать килограмм.
Р=m*g, Р-вес тела, g-ускорение свободного падения, 9,8м/сек2.
1. Масса - фундаментальная физическая величина, определяющая количество вещества. Вес - это сила, с которой предмет давит на опору. 2. Масса тесно связана с плотностью тела, вес - с гравитацией. 3. Масса и вес вычисляются разными формулами.
Измерение: ускорение свободного падения, растяжение пружинных весов, период колебаний (маятник, на пружине), крутильные весы. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Способы измерения массы:
Весы - устройство или прибор для определения массы тел (взвешивания) по действующему на них весу, приближённо считая его равным силе тяжести. https://ru.wikipedia.org/wiki/Весы -----------------------------------------------------------------------
Определение гравитационной массы.
1-рычажные весы, масса определяется путём сравнения массы интересующего тела с массой эталонов (гирь) известной массы. ----------------------------------------------------------------------- 2-пружинные весы, основаны на законе Гука, в пружинных весах вес измеряется по степени деформации гибкой пружины. L=m*k, m=L/k ------------------------------------------------------------------------- 3-тензометрические весы, основаны на преобразовании деформации тензодатчика. ------------------------------------------------------------------ Весы ювелирные электронные Losso CX-128 высокоточные 50г / 0,001г. (1.398руб). ----------------------------------------------------------------------- Определение инертной массы.
Прибор для измерения инертной массы космонавтов в невесомости. На космической станции используются массметры, действие которых основано на измерении периода свободных колебаний груза на пружинах. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1974-Завельский Фридрих Самуиович. Масса и ее измерение. М. Атомиздат. 1974. 238с. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2003-Джеммер Макс. Понятие массы в классической и современной физике. М. URSS. 2003. 256с. Книга содержит подробный исторический анализ одного из фундаментальных понятий физики -понятия массы. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2. Эксперименты по проверке принципа эквивалентности гравитационной и инертной массы. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- История тестирования Принципа Эквивалентности.
INVESTIGATOR SENSITIVITY METHOD Philiponus, 500 (?) "small" Drop Tower Galileo, 1590 (?) 10-2 Drop Tower Newton, 1686 10-3 Pendulum Bessel, 1832 10-5 Pendulum Potter, 1923 10-6 Pendulum Eotvos, 1922 10-8 Torsion Balance Dicke et al., 1964 10-11 Torsion Balance Braginskii & Panov, 1972 10-12 Torsion Balance Shapiro et. al., 1976 10-12 Lunar Laser Ranging Keiser &Faller, 1981 10-10 Fluid Support Niebauer et al., 1987 10-10 Drop Tower Adelberger 1990 10-12 Torsion Balance MiniSTEP ~2003 10-18 Earth Orbit ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Принцип эквивалентности, согласно которому поле тяготения в небольшой области пространства и времени по своему проявлению тождественно ускоренной системе отсчёта, лежит в основе общей теории относительности и имеет следствием равенство инертной и гравитационной масс. Впервые принцип эквивалентности масс был выдвинут Ньютоном и проверен им экспериментально. В разных законах Ньютона масса выступает то как мера инерции, то как мера гравитационных свойств. Ньютон впервые обратил внимание на равенство инертной и гравитационной масс и доказал, что они отличаются не более чем на 0,1 % (иначе говоря, равны с точностью до 10-3). Эйнштейн сформулировал принцип эквивалентности, согласно которому все физические явления в равномерно ускоренном лифте будут происходить в точности так же, как в неподвижном лифте, висящем в однородном поле тяжести. Никакие опыты по свободному падению тел в лифте не могут отличить однородное гравитационное поле от однородного поля сил инерции. То же нельзя сделать и любыми другими физическими опытами. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1986-Денисов Виктор Иванович., Логунов А.А., Чугреев Ю.В. Неравенство пассивной гравитационной и инертной масс протяжённого тела. Теоретическая и математическая физика. 1986. Т.66. !1. с.3-12. В рамках задачи двух протяженных тел дано новое определение пассивной гравитационной массы протяженного, сферически-симметричного тела (Земли). http://www.mathnet.ru/links/bc7f55e30a9dd49cf445a45381a82fe8/tmf4590.pdf ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 2013-Дмитриев Михаил Федорович. О несоблюдении принципа эквивалентности инерционной и гравитационной масс. Энциклопедия русской мысли. Том 19. Доклады Русскому Физическому Обществу, 2013. с.146. Показаны существенные различия между инерционной и гравитационной массами. Приводятся простейшие эксперименты, доказывающие несоблюдение принципа эквивалентности инерционной и гравитационной масс. http://www.rusphysics.ru/files/Dm.M.F(19).pdf ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1992-Костюшко Владимир Егорович. Явление псевдоэквивалентности между инерционной и гравитационной массой тела // Журнал "Русская Мысль", 1992, !1, с.43-49. С помощью открытого явления экспериментальным путем показывается несостоятельность гипотезы Г.Галилея о постоянстве величины ускорения свободного падения или что то же самое, доказывается ложность принципа эквивалентности инертной и гравитационной масс, лежащего в основе ОТО. Явление псевдоэквивалентности было мною предсказано теоретически, а затем подтверждено экспериментально в процессе проведения серии работ, посвящнных исследованию физической природы инертной и гравитационной масс. http://ivanik3.narod.ru/Gruvitas/PeriodikaGravitas/KostyuschkoRM-92-1.pdf ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 2014-Леонович Владимир Николаевич, Неэквивалентность массы инерции и массы гравитации. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. !7. с.18-27. Представлено предполагаемое фундаментальное наученное открытие, устанавливающее зависимость условной массы гравитации массивного объекта от его скорости относительно физического вакуума, а также устанавливающее независимость массы инерции этого объекта от любой относительной скорости. Принимая во внимание фактор отрицания принципа эквивалентности предполагаемым открытием, открытое явление названо в статье принципом неэквивалентности. Представлено косвенное доказательство релятивистского принципа неэквивалентности. Предложен доступный способ прямой проверки принципа неэквивалентности и количественного подтверждения выведенной математической зависимости. Предлагаемая проверка не требует больших затрат, и осуществима на любом, достаточно мощном современном ускорителе заряженных частиц. http://sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/13787.html --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Маринов Стефан. Экспериментальные нарушения принципов относительности, эквивалентности и сохранения энергии. http://www.macmep.ru/marinov.htm ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2003-Римша Лаймонтс, Римша В. О наблюдаемом нарушении принципа эквивалентности Эйнштейна. 2003. Принцип эквивалентности полагает, что силы гравитации локально тождественны инерциальным силам. Если пренебречь приливными силами гравитационного поля, то этот принцип применим и к системам конечных размеров. Например, равномерно ускоренная система отсчета эквивалентна однородному полю тяжести. Отличительное свойство сил инерции от других сил состоит в том, что силы инерции, при помощи выбора системы отсчета, можно создать или уничтожить. Из принципа эквивалентности следует, что то же самое можно проделать и с силами гравитации -в свободно падающей системе отсчета (когда приливными силами можно пренебречь), сила гравитационного поля должна исчезнуть; такая система должна быть инерциальной. Bывод: cилы инерции могут компенсировать гравитационные силы, но не являются им тождественными. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6432.html ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ускорение свободного падения.
1590-Галилей провел эксперименты по измерению ускорения при падении различных объектов с Пизанской башни. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Христиан фон Вольф (1679-1754), немецкий физик, современника Ньютона, учитель Ломоносова в Германии, физику которого Ломоносов перевел на русский язык, Экспериментальные данные вольфианской физики, дающие математическое и физические основания признать утверждения Ломоносова опровергающими ньютонианский "закон всемирного притяжения". Вот какие результаты получил Вольф в какой-то шахте. "Из таблицы видно, что отношения последующих ускорений (пройденных свободно падающим телом путей) к предыдущим не имеет тенденции к нарастанию, а напротив, наблюдается замедление прироста скоростей (пройденных путей). --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Эксперименты с крутильными весами.
Эксперименты по проверке принципа эквивалентности с возрастающей точностью с помощью крутильных весов были поставлены: 1909-в Будапештском университете барон Этвеш Р., точность 10в-8. 1961-в Принстонском университете Дикке Р., точность 10в-10. 1971-в Московском университете Брагинский В.Б. и Панов В.И., точность 10в-12. 2017-в космосе на спутнике MICROSCOPE, точность 10в-14. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Роланд Этвеш, (1848-1919) Венгерский физик. 1909-в Будапештском университете барон Этвеш Р., точность 10в-8. В серии весьма точных опытов, проведенных с 1890 по 1910г. и продолженных в 1922г., показал, что принцип эквивалентности гравитационной и инертной масс соблюдается с точностью выше одной двадцатимиллионной. Опыты Этвеша рассматривают поведение отвеса, на который действуют сила притяжения Земли и центробежная сила. -сила притяжения Земли зависит от гравитационной массы, -центробежная сила, вызванная вращением Земли, зависит от инертной массы. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Роберт Генри Дике (Robert Henry Dicke) (1916-1997), американский физик. 1961-в Принстонском университете Дикке Р., точность 10в-10. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Брагинский Владимир Борисович, 1971-в Московском университете Брагинский В.Б. и Панов В.И., точность 10в-12.
1970-Брагинский В.Б. Физические эксперименты с пробными телами. М. Наука. 1970. 136с.
1971-Брагинский В.Б., Панов В.И., Проверка эквивалентности инертной и гравитационной масс, М., ЖТЭФ, 61, 673-879, 1971. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2017-Эксперимент в космосе на спутнике MICROSCOPE, точность 10в-14.
Новый анализ результатов эксперимента Этвеша, проведенный Е. Фишбахом с коллегами, показал, что существует зависимость между разностью ускорений пар различных объектов и разностью их барионных зарядов.
1988-Fischbach E. Sudarsky D. Szafer A. Talmadge C. Aronson S.H. "Long-Range Forces and Eotvos Experiment." Ann.Phys. 1988, !182, p.1. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Староверов Анатолий Ильич, Краснодар. Он проводил исследования с прибором "гравископ". Два тела одинаковой массы и одинаковой формы (шары), но разного состава (свинец и парафин) укрепляются на коромысле. Коромысло с грузами подвешивается в десятилитровом стеклянном баллоне для предотвращения колебания воздуха. На расстоянии 1м от прибора размещали массивное тело (кирпичи сложенные в виде куба). Через некоторое время коромысло поворачивалось к кирпичам телом большего объема. При различных положениях кирпичей коромысло всегда поворачивалось к нему парафиновой стороной. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Смирнов Олег Григорьевич. Ошибка (?) Кулона и гравитационная постоянная для различных материалов. Актуальные проблемы современной науки. 2012. !1 (63). с.119-124. Дается обоснование различия коэффициента пропорциональности в законе Кулона для сил отталкивания и притяжения. Рассматривается взаимосвязь кулоновских сил и сил тяготения И. Ньютона. Прослеживается изменение гравитационной постоянной для различных элементов периодической системы Д.И. Менделеева. http://naukarus.com/oshibka-sh-kulona-i-gravitatsionnaya-postoyannaya-dlya-razlichnyh-materialov ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Дмитриев Александр Леонидович, д.т.н., Профессор Балтийского университета Военмех. Санкт-Петербург.
2014-Дмитриев А.Л. Экспериментальная гравитация. Точное измерение веса ускоренно движущихся и нагреваемых тел - путь к новой физике тяготения. 2014. 112с. Из работ, выполненных на современном оборудовании, и с весьма оригинальными методами сообщения веществу энергии следует, что при росте у вещества энергии его способности к гравитационным взаимодействиям тоже уменьшаются. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
4. "Непостоянная" гравитационная постоянная.
Коэффициент пропорциональности G в уравнении силы тяжести называется гравитационной постоянной.Измерение гравитационной постоянной. ------------------------------------------------------------------------------------------------- 1797-Генри Кавендиш (Heenry Cavendish) (1731-1810) английский физик, использовал крутильные весы для измерения гравитационной постоянной и средней плотности Земли. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Карагиоз Олег Всеволодович (Москва). Зависимость гравитационной постоянной от времени.
1992-Карагиоз О.В., Измайлов В.П., Пархомов А.Г. Исследование флуктуаций результатов измерений гравитационной постоянной на установке с крутильными весами. Препринт !21 МНТЦ ВЕНТ. М. 1992. с.25. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Владимирский Борис Михайлович, д.ф.м.н., в.н.с. Крымской астрофизической обсерватории. Он обнаружил явную связь этого явления с изменениями возмущенности геомагнитного поля. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1997-Антонов Ю.В., Слюсарев С.В, Чирков В.Н. Неприливные вариации вертикального градиента силы тяжести // Геофизика. 1997. !1. с.37-42. (41-45). http://www.vevivi.ru/best/Neprilivnye-variatsii-vertikalnogo-gradienta-sily-tyazhesti-ref212393.html --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
5. Зависимость веса от ориентации объекта.
Плужников Александр Иванович (1928-2011), Москва.
Плужников А.И. зафиксировал разницу в показаниях весов в зависимости от того, как поставлены эти предметы. Причём разница превышала погрешность измерений. Видимо, секрет в том, что в геофизическом поле свойства предметов при различной ориентации по оси "верх -низ" неодинаковы.
2007-Плужников А.И. Микроэнергетика геометрических и декоративных форм. Активность, безопасность, комфорт. М. Академия безопасности "Петровка", 2007. с.21. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
6. Изменение веса при вращении.
Дмитриев Александр Леонидович. Управляемая гравитация. М. Новый центр. 2005. 72с.+ В книге представлены материалы авторских исследований в области физики гравитации. Экспериментальным путем и на основе физических аналогий показана возможность принципиально нового подхода к развитию физики тяготения, целью которого в перспективе является разработка и освоение методов управления гравитацией. Устройство взвешиваемого контейнера. 1-электрические обмотки статора асинхронного двигателя гироскопа, 2-массивная цилиндрическая часть ротора, 3-корпус первого гироскопа, 4-клеммы электропитания двигателей гироскопов, 5-корпус второго гироскопа (показан без разреза), 6-корпус контейнера. Экспериментальная зависимость измеряемой разности масс контейнера с горизонтально и вертикально ориентированной осью вращения роторов от времени выбегания и частоты вращения роторов. http://www.trinitas.ru/rus/doc/0001/005d/2315-dm.pdf ---------------------------------- 2001-Дмитриев А.Л., Снегов В. Взвешивание механического гироскопа с горизонтальной и вертикальной ориентацией оси вращения. Измерительная техника. 2001. !8, с.33-35. ---------------------------------- 2009-Дмитриев А.Л., Никущенко Е.М., Булгакова С.А. Ненулевой результат измерения ускорения свободного падения гироскопа с горизонтальной осью, СПб, 2009. Описан эксперимент по измерению ускорения свободного падения закрытого контейнера с помещенным внутри него ротором механического гироскопа с горизонтальной осью вращения. При угловой скорости вращения 20 000 об/мин наблюдалось увеличение ускорения свободного падения контейнера величиной см/с2. http://bourabai.kz/aldmitriev/gyros.htm ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Масса и энергия. Е=m*с2
Эйнштейн, на основании преобразований Лоренца, утверждал, что релятивистская масса с увеличением скорости постоянно растет. "Масса и энергия, таким образом, сходны по существу - это только различные выражения одного и того же. Масса тела не постоянна; она меняется с его энергией" ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
7. Изменение массы при неупругих соударениях.
Козырев Николай Александрович. "О возможности уменьшения массы и веса тел под воздействием активных свойств времени" представлены эксперименты по изменению инертной массы тел и нарушению ПЭ при необратимых процессах, сопровождающих абсолютно неупругое соударение тел [17]. Неупругий удар двух тел возможен только в том случае, если в процессе деформации тел происходит перестройка структуры тел, сопровождающаяся поглощением механической энергии. Процесс же перестройки внутренней структуры тел должен развиваться при активном участии извне, со стороны окружающей среды и влиять на значение инертной массы тел. Опыты Козырева показали, что при ударе тел с необратимой деформацией происходит уменьшение их веса. При этом уменьшение веса не исчезает сразу по окончанию процесса соударения, а остается и убывает постепенно со временем релаксации порядка 15-20 мин. В опытах при ударе упругого тела (стального шара) о неупругую плиту (свинцовая плита) удалось установить, что вес менялся только у того тела, которое подвергалось деформации. Разумеется, уменьшение массы тел после неупругого соударения происходит не за счет уменьшения количества вещества, а из-за уменьшения инертной массы, то есть коэффициента при ускорении во втором законе Ньютона (F=m ). Этот вывод вытекает из признания активного участия среды (квантового вакуума) и закона сохранения импульса. 1991- Козырев Н.А. Избранные труды, Л.: ЛГУ, 1991. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
8. Инерциоиды.
В инерциодах возникает движение за счет перемещения масс внутри устройства. Это не противоречит законам классической механики. Законы классической механики работают только для случая взаимодействия точечных масс и для упругих столкноверий. В реальных экспериментах, когда массы не являются точечными и столкновения не являются упругими, законы классической ммеханики не работают. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Классификация инерциоидов.
Инерциоиды с машущими грузами. В этих устройствах массы на рычагах движутся взмахами, как крылья птиц.
Инерцоиды с ускоряющимися грузами. В инерциоидах Толчина В.Н. массы грузов и длины рычагов неизменны, но грузы движутся с переменными скоростями.
Инерцоиды с действующими силами кориолиса. В 1997 году физик Эхин Юрий предложил подкрепленную расчетами идею "инерцоида с направленным дисбалансом на вращающемся диске".
Инерцоиды с переменным рычагом. Петербургский физик Фролов Александр Владимирович создал теорию движения подобных аппаратов и воплотил один из своих проектов в металле.
Инерцоиды-диссипаторы. Это самый обширный класс предлагаемых конструкций, потому, что именно за счет диссипации (рассеяния) энергии, должны двигаться инерцоиды.
Инерциоиды ударного типа. В инерциоидах ударного типа применяется принцип преобразования энергии внутреннего перемещения грузов в энергию перемещения устройства за счет соударений двигающихся компонент устройства.
Инерциоиды на основе замкнутого движения жидкости. В качесте рабочего тела используются не массивные грузы, а движущаяся жидкость. ------ Толчин Владимир Николаевич (1907-1978), в 1936 году сконструировал различные модли инерциоидов.Три типа "инерциоидов": на нити, на игле, на тележке.
1977-Толчин В.Н. Инерцоид. Силы инерции как источник поступательного движения. Пермь, 1977. 99с. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Белецкий Владимир Васильевич (1930-2017). Москва. "Гантелеобразный" движитель, который за счет периодического сближения и разведения масс позволяет увеличивать радиус вращения орбиты спутника относительно Земли. Тяга создается за счет перемещения масс.
1972-Белецкий В.В. Очерки о движении космических тел. М. Наука. 1972. 360с. https://a.twirpx.link/file/3510322/ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Белостоцкий Юрий Григорьевич. Гироскопический безопорный движитель. 1-гироскоп; 2-вилка; 3 -штанга; 4-электродвигатель; 5-жесткий подвес; 6-шарнир; 7-суммарный гироскопический момент. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Вейник Альберт Иосифович (1919-1996) Безопорный движитель БМ-28 на основе электродвигателя с регулируемым эксцентриситетом. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Докучаев Вячеслав Иванович (1938-2004), инженер-физик. -Теоретически объяснил механизм передвижения "инерцоидов В.Н. Толчина". -Автор конструкции тороидального летательного аппарата, способного ускоренно двигаться в пространстве без опоры на окружающую среду ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Иванов Михаил Георгиевич. Москва. Движитель на основе инерциоида. 2015-Иванов М.Г. Безопорные двигатели космических аппаратов. М. URSS. 2015. 152с. http://www.twirpx.org/file/1148423/ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Линевич Эдвид Иванович 1994-Линевич Э.И. Гравиинерционный двигатель. Патент 2080483. 1997. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Романов Роман Иванович. 2000-Романов Р.И. Как я нарушил третий закон Ньютона. М. Звонница-МГ. 2000. 352с. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Череватенко Дмитрий Афанасьевич. Москва. Движитель на основе инерциоида. 2012-Череватено Д.А. Начинаем конструировать НЛО. Гиромоментное движение. М. URSS. 2012. 200с. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Чернышев Герман Николаевич, Москва. Движитель на основе инерциоида. 2003-Чернышев Г.Н. Упругость, гравитация, электродинамика. М. Наука. 2003. 144с.
2009-Чернышев Г.Н. Гравитационные двигатели. М. 2009. http://ivanik3.narod.ru/ObschPhiz/Inerciod/Chernyshov/GravDvigChernyshov.doc ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Шипов Геннадий Иванович. Москва. Инерциоид Шипова, усовершенствованная модель с компьютерным управлением. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Шуркевич Алексей Борисович. Инерцоиды. Основы "безопорного" движения. Москва, Спутник+ 2020. 117с. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Колтовой Николай Алексеевич, к.т.н., Москва. Сайт: https://koltovoi.nethouse.ru , e-mail: koltovoi@mail.ru Книга 5. Часть 11-04. Масса и инерция. Книга 5. Часть 11-04. Гравитационная постоянная. Книга 5. Часть 11-04. Левитация. Книга 5. Часть 11-05. Инерциоиды.