IT-Reviews    

О ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ДВИЖУЩИХСЯ ТЕЛ

Рекомендуем: фильм (сериал) Перелетные птицы (Россия) - пересказ сюжета, спойлеры
Источник:
Юшкевич Р.С. Дегтярева Е.Р. В статье рассматривается взаимодействие тел при различных скоростях и делается вывод о несправедливости постулата о постоянстве скорости света относительно любой системы отсчета. Дается также понятное с точки зрения классической механики объяснение зависимости длины и времени от скорости. Статья в формате PDF 138 KB

Рассмотрим абсолютно упругое столкновение двух шаров одинаковой массы. Будем рассматривать процессы при малых скоростях, чтобы не учитывать релятивистскую зависимость массы от скорости. Массы шаров А и В обозначим соответственно m0 и m, причем m0=m. Разные обозначения вводим для того, чтобы различать, что относится к действующему шару, а что к воспринимающему действие. Вначале рассмотрим случай, когда шар В покоится относительно наблюдателя, его скорость v=0, а шар А движется со скоростью v0 в сторону шара В так, что произойдёт лобовой удар. После столкновения весь импульс шара А перейдёт к шару В, иначе говоря, шары обменяются скоростями. По закону сохранения импульса имеем: m0v0+m .0 =mv0+m0.0. Отданный и полученный импульсы будут равны m0v0-m0.0=mv0-m.0 Рассмотрим отношение импульса, полученного шаром В, к импульсу шара А, который он имел до взаимодействия, относительно наблюдателя. Назовём это отношение коэффициентом передачи импульса и обозначим k   , т.к. m0=m и v=0. Заметим, что k=1 при условии, что v=0, т.е. шар В до взаимодействия относительно наблюдателя покоился.

Рассмотрим это же взаимодействие шаров для случая, когда наблюдатель относительно системы шаров движется со скоростью -v, при этом получим, что скорость шара В будет равна v, а шара А увеличится на v, но обозначим её также v0.

Рис. 1. Схема движения шаров

Взаимодействие шаров не изменится, они обменяются скоростями. Импульс, отданный шаром А, будет равен импульсу, полученному шаром В, m0v0-m0v =mv0-mv. Коэффициент передачи импульса будет:

Если наблюдатель, который движется относительно системы шаров, примет постулат, согласно которому скорость шара А относительно шара В будет равна v0 независимо от скорости шара В и импульс шару В будет передаваться также как и при v=0. Получим:

отсюда при v=0 m=m0, при  m .

Обратимся теперь к взаимодействию с высокими скоростями. Пусть на частицу действует электромагнитная волна. Примем массу частицы равной массе кванта волны. Рассмотрим случай, когда скорость частицы v перпендикулярна направлению на источник волн. В этом случае применим вывод о поперечном эффекте Доплера. Если источник излучает волны частотой ν0 частица будет принимать волны частотой

.

Помножим эти частоты на , где h-постоянная Планка, а с - скорость света, и получим импульс излучаемой волны и импульс волны, принимаемой частицей, а, значит, и импульс, получаемый частицей

 и

Отношение импульсов даст коэффициент передачи импульса

k=1 при v=0 и только в этом случае весь импульс волны, излучаемой источником, будет получен частицей.

При  импульс волны будет лишь частично передаваться частице. Закон сохранения импульса требует знака равенства при обмене импульсами. Общепринятое мнение о том, что квант волны при определённых условиях есть частица фотон, который является неделимым и не может отдавать часть своего импульса, требует, чтобы импульс кванта излучаемой волны был равен импульсу поглощенного кванта. При рассмотрении поперечного эффекта Доплера мы получили отношение составляющей скорости света, направленной на источник света, к скорости света

.

После его преобразования

получили коэффициент передачи импульса k. Значит, коэффициент передачи импульса есть отношение скоростей. Но признанный постулат о постоянстве скорости света запрещает это. Остаётся одно - перенести этот коэффициент в равенстве импульсов к другой величине. Импульс кванта излучаемой v волны не подлежит сомнению, т.к. он может быть измерен через частоту, излучаемых источником волн. Скорость волны постоянная величина, скорость частицы v также существует, если частица движется. Остаётся только масса частицы. Обозначим её через m и запишем равенство импульсов,

сократим на с и получим [1] [с.183]

У нас получилась релятивистская формула зависимости массы тела от его скорости. Теперь проведём те же рассуждения, но используя уже прямой эффект Доплера. Частица массой m, равной массе кванта электромагнитной волны m0, движется вдоль направления, по которому, распространяется волна, например, удаляясь от источника волн. Применим выводы о частоте волны при прямом эффекте Доплера. Источник излучает волну частотой ν0, а частица принимает эту же волну частотой

.

Умножаем эти частоты на  и получаем импульсы излучаемой волны

 и

принимаемый частицей. Определяем коэффициент передачи импульса

.

Снова в угоду закону сохранения импульса, принятому мнению о неделимости кванта - фотона и постулату о постоянстве скорости света записываем равенство

,

откуда

,

получили зависимость массы от скорости.

Как в случае взаимодействия шаров, так и в случае, вытекающем из прямого эффекта Доплера, коэффициент передачи импульса содержит скорость v в первой степени, следовательно изменение направления скорости на противоположное, т.е. замену v на -v, вызовет характер изменения массы от скорости. Для массы получаем . Это означает, что при встречном движении источника и частицы, принимающей свет, её масса будет уменьшаться.

Используем метод уравнивания импульсов излучаемого и поглощаемого квантов для получения зависимости постоянной Планка от относительной скорости источника и приёмника квантов. Выразим импульсы излучаемого и поглощаемого квантов через постоянную Планка h и частоту v. Пусть импульс излучаемого кванта будет:  поглощаемого, исходя из эффекта Доплера, для поперечного

и

для продольного.

Приравнивая излучаемый и поглощаемый импульсы, получаем соответственно:

  .

После сокращения имеем:

h0=h.

или

Получили зависимость h(v) такую же, как и m(v). Теперь рассмотрим зависимость расстояния от скорости. Распространение света будем рассматривать как поток равномерно движущихся фотонов. Допустим, что наблюдатель-приёмник принимает свет от трёх источников, один из которых покоится относительно наблюдателя, другой удаляется от него со скоростью v, а третий - движется перпендикулярно направлению на наблюдателя. Согласно выводам к эффекту Доплера скорости испускаемых ими фотонов относительно наблюдателя будут с; c-v и .

Наблюдатель решил определить длины путей, пройденных относительно него фотонами от этих источников, за время , измеренное по его часам, и получит соответственно:   .

Выразим отношения l1 и l2 к l0

 и .

Получили, что пути, пройденные фотонами за время Δt, пропорциональны их скоростям относительно наблюдателя. Из полученных равенств получаем:

 и .

При v=0 фотоны от всех трёх источников относительно наблюдателя будут иметь скорость, равную с, и за время Δt пройдут расстояние l1=l2=l0. При v=c фотоны от второго и третьего источников относительно наблюдателя будут иметь скорость равную 0 и за то же время пройдут расстояние l1=l2=0.

Если принять постулат о постоянстве скорости фотонов относительно наблюдателя равной с, то отношение скоростей будет равно 1 и влиять на изменение значений l1 и l2 не может. В этом случае приходится признать, что уменьшение длины с увеличением v вызвано сокращением пространства в направлении движения. Для выяснения зависимости времени от скорости сравним время прохождения фотонами от тех же трёх источников одного и того же расстояния l.

    ;

Найдём отношение Δt1 и Δt2 к Δt0

 и .

Из этих отношений следует, что время прохождения расстояния l обратно пропорционально скорости. В полученных уравнениях коэффициенты пропорциональности между Δt1, Δt2 и Δt0 есть отношение скоростей, из которых одна постоянная, а другая зависит от v. При v=0 коэффициент равен 1 и Δt1=Δt2=Δt0. При увеличении v переменные скорости уменьшаются, и соответственно увеличивается время прохождения расстояния l. При v=c эти скорости будут равны 0, и время для прохождения l окажется бесконечностью, т.е. фотоны от второго и третьего источников не будут приближаться к наблюдателю. Если принять постулат о постоянстве скорости фотонов, то отношение скоростей всегда будет равно 1, а коэффициент пропорциональности уже не будет отражать изменение скорости.

Ему приписано отражать изменение хода времени. При увеличении v наблюдатель обнаружит увеличение времени на прохождение участка l, а при v=c это время будет бесконечностью, т.е. фотон никогда не преодолеет расстояние l. Для самих же фотонов время будет определяться по пройденному расстоянию l1 и l2 и постулируемой скорости с.

;

;

При увеличении v для фотонов от второго и третьего источников ход времени будет замедляться.

Если в уравнениях для второго источника знак v поменять на противоположный, то выводы из уравнений изменятся на противоположные (относительно пространства и времени).

Следует отметить, что v - это относительная скорость источника и приёмника фотонов.

Рассматриваемое в статье движение фотонов связано с тем, что в уравнениях релятивистской механики, касающихся зависимости массы, пространства и времени от скорости, присутствует скорость света с, а это скорость фотонов.

В заключении отметим, что выводы из полученных уравнений объясняются с позиций и релятивистской и классической механик, но последняя не требует изменений массы, пространства и хода времени.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. Т.3. - М.:«Наука», 1972.



Отзывы (через Facebook):

Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:

МИКРОЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА (ЧАСТЬ II)

С экологических позиций излагается представление о человеке как метасистеме, состоящей из макроскопического (тело) и микроскопического (микробиота) компонентов. Последний определяется как биоценоз микроорганизмов — бактерий, простейших, микроскопических грибов и вирусов, встречающийся у здоровых людей. Приводятся некоторые количественные характеристики микробиоты человека: общее число микроорганизмов, суммарная биомасса, процентное содержание облигатной, факультативной и транзиторной составляющих, время, за которое происходит смена генерации микроорганизмов. Рассматриваются главные системоообразующие факторы, обеспечивающие целостность микробиоты: структурный, метаболический, генетический и информационный. Анализируются взаимоотношения микробиоты и макроорганизма в нормальных физиологических условиях и при патологии. Обсуждаются механизмы развития дисбиозов и патогенетически обоснованные подходы к их коррекции. ...

12 04 2021 8:47:43

НЕЙРОГЕННЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ МЫШЕЧНОГО ТОНУСА

Статья в формате PDF 300 KB...

08 04 2021 20:12:30

НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ ВИДА 0/0

Статья в формате PDF 459 KB...

01 04 2021 14:36:34

ДИСКОЛЕТ И ЕГО АВТОМОДЕЛЬНОСТЬ

Измерена подъемная сила, создаваемая скошенным экранированным кольцевым крылом. Показано, что экспериментальные результаты удовлетворяют свойству автомодельности. ...

28 03 2021 3:56:31

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР

В работе представлены результаты исследования влияния высокоинтенсивных физических факторов электрического поля коронного разряда ( Э П К Р), создаваемого установкой « Экран», и некогерентных световых импульсов ( Н С И), создаваемых установкой « Стимул» [1, 2], на семена овощных культур, с целью повышения урожайности. По результатам исследования выявлено, что все использованные в эксперименте режимы высокоинтенсивного физического воздействия на семена овощных культур оказывают стимулирующий биологический эффект при оценке урожайности. Определено, что наиболее эффективными режимами Э П К Р для повышения урожайности овощных культур являются режимы с напряженностью электрического поля 3,5 к В/см и 5 к В/см. Выявлено, что наиболее эффективными режимами Н С И для повышения урожайности овощных культур является режим с запасенной суммарной электрической энергией импульсного источника энерго-питания 80 к Дж. Показано, что при воздействии на посадочный материал картофеля Н С И с запасенной суммарной электрической энергией 40 к Дж наблюдается стимулирование роста, развития, повышение всхожести и сокращение вегетационного периода картофеля. Кроме того, данное физическое воздействие вызывает повышение качества урожая картофеля, т.к. вес и количество крупных и средних клубней в опытной группе значительно больше, чем в контрольной. ...

27 03 2021 21:57:54

Гиперболическая модель задачи о фазовом переходе

Статья в формате PDF 117 KB...

15 03 2021 1:31:24

ЯЗЫКОВАЯ СПЕЦИФИКА АНГЛО- И РУССКОЯЗЫЧНЫХ БЛОГОВ

Статья в формате PDF 261 KB...

14 03 2021 18:29:21

СОРТИМЕНТНО-СТОИМОСТНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕРЕВЬЕВ НА ПРОБНОЙ ПЛОЩАДИ РАЗНОВОЗРАСТНОГО СОСНЯКА

Способ глазомерного учета выхода сортиментов из деревьев лесного древостоя широко применялся в дореволюционное время под названием коммерческая таксация. Исходя из биотехнического принципа в лесной экономике показана возможность выполнения коммерческой таксации древостоя моделированием стоимостных и возрастных распределений лесных деревьев по текущим рыночным ценам на круглые лесоматериалы. ...

13 03 2021 8:55:35

Экология и здоровье

Статья в формате PDF 119 KB...

12 03 2021 11:22:27

ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В РАЗВИТИИ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ПОНЯТИЙ СТАРШИХ ДОШКОЛЬНИКОВ И МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ

Организация полноценного процесса познания предполагает реализацию развивающего образования и самообразования, непрерывность данного процесса на всех его ступенях. Понятие интегрирует в себе процесс и итог познания сущности предметов, явлений, включает рефлексивные процессы мышления, обеспечивая их необратимость, свернутость, системность. Эмоциональное отношение ребенка к изучаемому материалу создает в мышлении своеобразную доминанту, поддерживающую любознательность и интерес. Основная особенность опытно-экспериментальной деятельности состоит в наличии возможности управлять ходом изучения явления, здесь ребенок проявляет собственную активность и творчество в процессе получения новых знаний. Опытно-экспериментальную деятельность по развитию естественнонаучных понятий необходимо строить в соответствии с четырьмя этапами диалектического познания: основание - ядро - следствие – общие критические истолкования, а также с учетом обобщенного плана проведения опыта: цель - схема - ход - результат. Методика организации опытно-экспериментальной деятельности по развитию естественнонаучных понятий дошкольников и младших школьников раскрыта нами на примере понятия «свет». Развитие естественнонаучных понятий дошкольников и младших школьников эффективно в условиях личностно-ориентированного образования, обращенного к чувствам, индивидуально неповторимому миру человека. ...

11 03 2021 13:35:10

УНИВЕРСАЛЬНОЕ ИСКУССТВОЗНАНИЕ КАК НАУЧНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ

В статье доктора искусствоведения профессора Саратовской консерватории, члена-корреспондента Российской академии естествознания даётся обоснование нового научного направления – универсального искусствознания, целью которого является комплексное исследование художественного процесса с вовлечением всех видов искусства в их глобальном охвате, а также построение художественной картины мира как особого рода исторической памяти. ...

08 03 2021 23:47:36

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ АСПИРАЦИОННОЙ ПЫЛИ

Статья в формате PDF 255 KB...

07 03 2021 5:13:18

ИММУНОЛОГИЯ (учебное пособие)

Статья в формате PDF 137 KB...

06 03 2021 4:47:52

ЭТИКА НОВОГО ТЫСЯЧЕЛЕТИЯ

Статья в формате PDF 211 KB...

05 03 2021 11:13:50

Фенологическая характеристика Ивановской области

Статья в формате PDF 267 KB...

27 02 2021 15:48:20

КОРЯК ЮРИЙ АНДРЕЕВИЧ

Статья в формате PDF 358 KB...

09 02 2021 14:12:44

ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ГЕРМАНИИ

Статья в формате PDF 301 KB...

08 02 2021 14:56:36

Особенности гаметогенеза рыб на примере карповых

Статья в формате PDF 124 KB...

06 02 2021 14:45:23

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА

Статья в формате PDF 98 KB...

04 02 2021 0:54:19

ГЕНОФОНД АБОРИГЕННЫХ ЖИВОТНЫХ ЗАБАЙКАЛЬЯ

Статья в формате PDF 123 KB...

29 01 2021 21:41:20

О НЕКОТОРЫХ ПРОБЛЕМАХ МОЛОДОЙ КАРЕЛЬСКОЙ ПИСЬМЕННОСТИ

Статья посвящена проблемам становления новейшей лексики и орфографии новописьменного карельского языка. В статье отражены современные процессы развития лексикона, а также представлена к решению проблема так называемых послеложных падежей (элатива, аблатива, комитатива, аппроксиматива и терминатива). ...

14 01 2021 16:42:26

ВЛИЯНИЕ ОЗОНИРОВАННОГО РАСТВОРА КРЕБСА НА ТОНИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ И Β-АДРЕНОРЕАКТИВНОСТЬ ГЛАДКИХ МЫШЦ ТРАХЕИ КРОВЫ

Озонированный (5х10 -7 г/мл) раствор Кребса не влиял на базальный тонус продольных полосок (n=21) трахеи 5 коров, а также на их тонус, вызванный ацетилхолином (10 -6 г/мл), но в 43% опытов достоверно уменьшал релаксирующий эффект адреналина (10 -7 г/мл), т.е. проявлял β-адреноблокирующий эффект. Это свойство озона необходимо учитывать при нормировании условий труда в производствах с повышенным образованием озона и при озонотерапии. ...

11 01 2021 11:46:22

ТЕТРАДНЫЙ ЭФФЕКТ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В РЕШЕНИИ ПРОБЛЕМ ПЕТРОЛОГИИ ГРАНИТОИДОВ

Рассмотрены химические и термодинамические особенности возникновения тетрадного эффекта фракционирования редкоземельных элементов в высоко эволюционированных гранитоидах на многих примерах его проявления в отечественной и зарубежной практики. Выявление тетрадного эффекта позволяет боле глубоко понять особенности петрологии развития магматических очагов многих интрузивных комплексов и потенциальные перспективы гранитоидов на редкометалльное и редкоземельное оруденение. Составлена математическая программа расчёта тетрадного эффекта фракционирования редкоземельных элементов, прилагаемая в электронном варианте к статье. ...

07 01 2021 11:53:49

ЗАНЯТИЯ ФЛОРИСТИКОЙ – ЭФФЕКТИВНЫЙ ПУТЬ ФОРМИРОВАНИЯ ТВОРЧЕСКОЙ ЛИЧНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

В современных условиях жизни требуются люди, знакомые с экологическими проблемами. В этой работе рассматриваются несколько нетрадиционные, но очень эффективные способы соединения экообразования детей и развития творческой индивидуальности посредством уроков флористики. Творчество флористов базируется на использовании самых необычных комбинаций искусно высушенных цветков и некоторых других частей растений, сохраняющих исходную форму и цвет. Изучая принципы флористики, ребёнок узнаёт как об экологических проблемах, так и о флоре и фауне, и учится ценить красоту и гармонию мира как источник личных черт и творческих способностей. ...

06 01 2021 15:50:10

РЕСТРУКТУРИЗАЦИЯ: ПОНЯТИЕ И ИНСТРУМЕНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ

Статья в формате PDF 85 KB...

04 01 2021 14:12:53

ХАШАЕВ ЗАУР ХАДЖИ-МУРАДОВИЧ

Статья в формате PDF 113 KB...

03 01 2021 14:10:21

Продажа товаров в кредит

Статья в формате PDF 113 KB...

01 01 2021 14:49:57

К ВОПРОСУ О КОРРЕЛЯЦИОННЫХ СВЯЗЯХ МЕЖДУ ЭЛЕМЕНТАМИ В РАСТИТЕЛЬНОСТИ

В листьях древесных пород и травянистой растительности определены корреляционные зависимости между Mn, Cr, Ni, Cu, Ti, Pb, Zn, Co в условиях геохимического фона и на колчеданных месторождениях. ...

27 12 2020 8:56:58

Заживление суставного хряща при имплантации минерального компонента костного матрикса

В эксперименте на половозрелых крысах Wistar исследованы особенности регенерации суставного хряща коленного сустава после имплантации в зону повреждения гранулированного минерального компонента костного матрикса ( М К К М), полученного по оригинальной технологии. Установлено, что М К К М имеет упорядоченную высокопористую структуру, близкую к естественной архитектонике костного матрикса и химический состав, соответствующий минеральному составу кости. М К К М обладает выраженными хондро- и остеиндуктивными свойствами, обеспечивает пролонгированную активизацию репаративного процесса, ускоренное органотипическое ремоделирование и восстановление поврежденного суставного хряща. ...

26 11 2020 7:51:51

ОНОПРИЕВ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

Статья в формате PDF 112 KB...

20 11 2020 2:35:10

Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::

Последовательность подготовки научной работы может быть такой:

Выбор темы. Это важный этап. Во-первых, тема должна быть интересна не только вам, но и большинству слушателей, которым вы будете её докладывать, чтобы вы видели заинтересованность в их глазах, а не откровенную скуку.

Выбор целей и задач своей научной работы. То есть, нужно сузить тему. Например, тема: «Грудное вскармливание», сужение темы: «Грудное вскармливание среди студенток нашего ВУЗа». И если общая тема мало кому интересна, то суженная до рамок собственного института или университета, она становится интересной практически для всех слушателей. Целью может стать: «Содействие оптимальным условиям вскармливания грудью детей студентов нашего ВУЗа», а задачей — доказать, что специальные условия, созданные для кормящих студенток, не помешают их успеваемости, но уменьшат количество пропусков, академических отпусков и способствуют выращиванию здоровых детей — нашего будущего. Понятно, что эта тема подходит для студентов медицинских и педагогических ВУЗов, но и в других учебных учреждениях можно найти темы, интересные всем.

Разработать методы исследования и сбора информации. В случае с естественным вскармливанием, скорее всего, это будет анкетирование студенток, имеющих детей.

Систематизировать материал и подготовить презентацию.

Подготовиться к выступлению.

Выступить и получить: награду, удовольствие и опыт, чтобы в следующем году выступить ещё лучше и сорвать шквал аплодисментов, стать узнаваемым, а значит — более конкурентоспособным!