IT-Reviews    

О ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ДВИЖУЩИХСЯ ТЕЛ

c78089d0 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:

ВЛИЯНИЕ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Статья в формате PDF 267 KB...

14 01 2021 2:46:10

ЛЕД И ЛЕДНИКИ

Статья в формате PDF 279 KB...

12 01 2021 3:27:43

МЕЛКИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ В ТРАНСФОРМИРОВАННЫХ УРБАНИЗАЦИЕЙ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ

По комплексу признаков оценили трансформированные урбанизацией лесные фитоценозы, и населяющие их сообщества мелких млекопитающих в лесопарково-парковой зоне крупного промышленного центра. Выявили, что хотя и наблюдаются общие закономерности в группировке фито- и зооценозов в зависимости от уровня и характера урбаногенного воздействия, но между ними нет полного соответствия. Специфика сообществ мелких млекопитающих определяется не только эдафо-растительными условиями. Ведущим параметром в трансформации сообществ является рекреация и сопровождающие ее факторы. ...

05 01 2021 3:37:34

СЛИНКИН СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ

Статья в формате PDF 161 KB...

23 12 2020 8:29:31

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ ДИССОЦИАЦИИ ПРОТОНИРОВАННЫХ ОСНОВАНИЙ

Разработана методика определения констант диссоциации протонированных трехкислотных оснований, отличающаяся новым подходом к оценке и учету концентраций всех равновесных частиц, для расчета ионной силы раствора. ...

21 12 2020 8:13:24

О НАХОЖДЕНИИ ОБЪЕМОВ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ

Статья в формате PDF 271 KB...

19 12 2020 9:54:36

О ПРИНЦИПЕ РАБОТЫ ЛЮСТРЫ ЧИЖЕВСКОГО

Статья в формате PDF 141 KB...

14 12 2020 20:26:53

ИКСОДОВЫЕ КЛЕЩИ И ЖИВОТНОВОДСТВО КУЗБАССА

Статья в формате PDF 117 KB...

08 12 2020 1:54:29

МИКОПЕЙЗАЖ КОЖИ РАБОЧИХ МУКОМОЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Статья в формате PDF 108 KB...

06 12 2020 23:11:25

КРАСОТА КАК СОЦИАЛЬНЫЙ КОНСТРУКТ

Статья в формате PDF 339 KB...

29 11 2020 19:58:13

ТЕХНОЛОГИИ БИЗНЕСА ПРИ ОЦЕНКЕ ХОЗЯЙСТВЕННЫХ СВЯЗЕЙ

Статья в формате PDF 256 KB...

27 11 2020 12:33:33

ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ И ОЦЕНКА ИЗОЛЯЦИИ ТРАНСФРМАТОРОВ

Статья в формате PDF 152 KB...

26 11 2020 9:53:47

ИССЛЕДОВАНИЕ ОНКОЛОГИИ

Статья в формате PDF 379 KB...

25 11 2020 4:24:20

СИДОРОВА КЛАВДИЯ АЛЕКСАНДРОВНА

Статья в формате PDF 167 KB...

22 11 2020 14:29:15

СТРОЕНИЕ И ТОПОГРАФИЯ ТКАНЕВЫХ КАНАЛОВ

Статья в формате PDF 124 KB...

21 11 2020 0:49:43

ЭХОГРАФИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ ВНУТРИУТРОБНОЙ ИНФЕКЦИИ

Одной из важнейших проблем современной перинатологии является прогрессирующий рост инфекционной патологии у плода и новорожденного. Целью данной работы являлась комплексная ультразвуковая оценка фето-плацентарной системы у беременных с высоким инфекционным индексом для прогнозирования степени тяжести внутриутробного инфицирования у новорожденного. Обследовано 123 беременных в сроке гестации 30-36 недель. В зависимости от тяжести состояния все новорожденные ретроспективно были разделены на 4 группы. В контрольную (1 группа) вошли новорожденные от матерей с неосложненной беременностью, состояние ребенка при рождении удовлетворительное. В основную (1 – 4 группы) вошли новорожденные от матерей с высоким инфекционным индексом, с локальными или генерализованными проявлениями внутриутробной инфекции. В результате проведенного исследования выявлены эхографические маркеры амнионита, плацентита и собственно инфекционного поражения плода, которое наиболее значимо для прогнозирования рождения ребенка с В У И. Патологические показатели биофизической активности, допплерометрия отражают системные нарушения в состоянии плода, его дисстресс. Таким образом, чем больше эхографических маркеров внутриутробного инфицирования встречается у плода, тем более вероятно рождение ребенка с признаками В У И. ...

16 11 2020 13:53:13

ИННОВАЦИОННЫЕ ВУЗЫ В УСЛОВИЯХ РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКИ

Статья в формате PDF 115 KB...

09 11 2020 21:54:53

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ НАРКОПРЕСТУПНОСТИ

Статья в формате PDF 251 KB...

05 11 2020 3:38:32

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА (электронное учебное пособие)

Статья в формате PDF 103 KB...

04 11 2020 13:44:19

МАКРО-РЕЧЕВЫЕ АКТЫ КОРПОРАТИВНОГО ДИСКУРСА

Статья в формате PDF 224 KB...

29 10 2020 19:14:12

ПЛАТИНА И ПЛАТИОИДЫ В ОФИОЛИТАХ САЛАИРА, АЛТАЯ И ГОРНОЙ ШОРИИ

Приведены данные по распространению элементов платиновой группы ( Э П Г) в офиолитах Салаира, Алтая и Горной Шории. Э П Г в наибольших концентрациях отмечены в проявлениях хромитов, образующих подиформные залежи, а также в никелевых проявлениях с обильными сульфидами меди, никеля и кобальта. Минералы Э П Г представлены изоферроплатиной, иридосмином и рутениридосмином. Реже встречаются самородная платина, рутениевый невъянскит и рутениевый сысерскит. В рудных телах также присутствуют в повышенных концентрациях золото и серебро. Состав минеральных фаз платиноидов указывает на близость к восточно-уральскому геолого-промышленному типу, связанному с изверженными породами габбро-клинопироксенит-перидотитовой формации. ...

23 10 2020 13:56:38

МОТОВИЛОВ КОНСТАНТИН ЯКОВЛЕВИЧ

Статья в формате PDF 215 KB...

18 10 2020 20:42:50

О СПОСОБАХ ОБОГАЩЕНИЯ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ В АППАРАТАХ ЛОТКОВОГО ТИПА

В статье описаны способы гравитационного извлечения мелкого золота из золотосодержащего минерального сырья в аппаратах лоткового типа, показан механизм движения и распределения частичек относительно их удельного веса в потоках перерабатываемой пульпы. Даны предпосылки для создания необходимых устройств с целью осуществления описанных способов. ...

10 10 2020 6:26:27

ОБ ОСОБЕННОСТЯХ СОВРЕМЕННОЙ РУССКОЙ ФИЛОСОФИИ

Статья в формате PDF 110 KB...

09 10 2020 20:29:59

ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ПРОБЛЕМЫ МОРФОРОЛИИ»

Статья в формате PDF 86 KB...

03 10 2020 15:43:44

ИЗМЕНЕНИЕ СОКРАТИТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ И β-АДРЕНОРЕАКТИВНОСТИ ИЗОЛИРОВАННОГО МИОМЕТРИЯ БЕРЕМЕННЫХ ЖЕНЩИН ПОД ВЛИЯНИЕМ ОЗОНИРОВАННОГО РАСТВОРА КРЕБСА

В опытах с 19 полосками миометрия, полученных от 5 женщин в конце доношенной беременности при плановом кесаревом сечении, установлено, что озонированный ( ≈0,50 мкг/мл) раствор Кребса ингибирует спонтанную сократительную активность миометрия и существенно уменьшает стимулирующий эффект адреналина, т.е. снижает его α-адренореактивность. Это объясняет эффективность озонотерапии при угрозе прерывания беременности и дискоординированной родовой деятельности. ...

30 09 2020 13:42:58

Правовые аспекты эвтаназии

Статья в формате PDF 102 KB...

12 09 2020 21:47:18

ИЗУЧЕНИЕ УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЦИН-СОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ

Статья в формате PDF 124 KB...

31 08 2020 21:55:43

К ПРОБЛЕМЕ ОТБОРА В ХОККЕЕ

Статья в формате PDF 262 KB...

28 08 2020 21:16:17

ОНОПРИЕВ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

Статья в формате PDF 112 KB...

25 08 2020 0:17:31

О ПОСЛЕДСТВИЯХ ОПУСТЫНИВАНИЯ В РАВНИННОМ ДАГЕСТАНЕ

Статья в формате PDF 117 KB...

23 08 2020 21:47:38

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!