Відцентрова сила: відмінності між версіями
[неперевірена версія] | [неперевірена версія] |
Вилучено вміст Додано вміст
добавление изображения — исправлено Мітки: перше редагування Перемкнуто з візуального редактора |
Немає опису редагування |
||
Рядок 14:
Зрідка відцентровою силою називають також нормальну складову переносної сили інерції при складанні рівнянь відносного руху.» {{sfn |
По суті в цьому визначенні під словосполученням відцентрова сила маються на увазі три різних значення цього терміна. Розглянемо їх докладніше.
1) Відцентрова сила в першому значенні ─ '''ньютонова відцентрова сила.'''
На малюнку зображені: диск , що рівномірно обертається навколо вертикальної осі , мотузка , один кінець якої з'єднаний з центром диска, а до іншого кінця прив'язана кулька. (Система відліку інерціальна, пов'язана з поверхнею Землі).▼
[[File:Centripetal force vs centrifugal force.pdf|thumb|Centripetal force vs centrifugal force]]
▲На малюнку зображені: диск
(Система відліку інерціальна, пов'язана з поверхнею Землі).
Рядок 48:
<math>\vec F_\text {вц} = - \vec F_\text {пр} </math>
{{sfn |
За термінологією, запропонованою академіком О. Ю.
Прикладами цих відцентрових сил інерції є сили, що діють на пасажирів транспорту на крутих поворотах, на льотчиків, що здійснюють віражі і фігури вищого пілотажу, і на учасників різних циркових і паркових атракціонів (американські гірки, центрифуга, каруселі і т.п.).
Рядок 59:
== ''' Історична довідка''' ==
Поняття сили інерції і відцентрова сила вперше згадуються у Ньютона в його класичній книзі «Математичні начала натуральної філософії». Говорячи про «вроджену силу матерії», тобто про властивість будь-якого тіла зберігати свій стан спокою або рівномірного прямолінійного руху у відсутності дії будь-яких сил, Ньютон не дає чіткого визначення сили інерції і змішує поняття інерція ─ стан, в якому знаходися тіло, з поняттям '''інертність'''─ властивість тіла. Ньютон також використовує термін відцентрова сила, але розглядає її як реальну фізичну силу, тобто в першому значенні, згідно з Великою радянською енциклопедією. Подібне змішання термінів зберігається і досі {{sfn | Егоров, Г. В. | 2013|}}
Мабуть, жодне з положень теоретичної механіки не викликало стільки суперечок і плутанини, як принцип Д'аламбера. У 20-ті роки минулого століття проти нього виступили філософи, які звинувачували автора в недіалектичності, оскільки вивчення руху по Д'аламберу зводиться до вивчення статичної задачі ─ рівноваги, яка є окремим випадком задачі динамічної. {{sfn |Гулия Н.В.| 1982 | с=27}}
У 1936-1937 роках в радянській пресі виникла дискусія про сили інерції, зокрема, про відцентрову силу між інженерами - практиками і механіками -теоретиками з питання критики поглядів на інерцію відомого радянського вченого ─ механіка Л.Б. Левенсона, який писав про те, що практики давно вже ведуть розрахунки машин, враховуючи реальність сил інерції, а теоретики, не рахуючись з фактами, наполягають на нереальності сил інерції і стверджують, що ці сили зовсім не існують.
У 1940 р. вийшла книга професора С.Е. Хайкіна «що таке сили інерції», в якій він виступав з позицій вчених ─ прихильників реальності інерційних сил. {{sfn|Гулия Н.В.|
Відомі кілька запеклих дискусій в середовищі фахівців з механіки з приводу того, чи слід вважати сили інерції реальними силами або ж відносити їх до уявних або фіктивних. Остання така дискусія пройшла в Інституті проблем механіки АН СРСР між прихильниками академіка
Рядок 76:
Прихильники Ішлінського «справжньою» відцентровою силою називають силу протидії, яка в інерційній системі відліку, згідно з третім законом механіки, прикладена до зв'язку. Д'Аламберови і ейлерови відцентрові сили вважаються несправжніми, фіктивними, тому що Д'Аламберови сили не підкоряються другому і третьому законам Ньютона, а ейлерови інерційні відцентрові сили не підкоряються третьому закону Ньютона.
Наприклад, в курсі фізики Фріш і Тіморевой т. I §21 стверджується: «доцентрова і відцентрова сили ─ це ті дві сили, існування яких обумовлено третім законом Ньютона; прикладені вони до різних тіл. Наприклад, в разі обертання каменю, прив'язаного до мотузки, доцентрова сила прикладена до каменя, а відцентрова ─ до мотузки »... {{sfn |
Проти назв доцентрова і відцентровадля ньютонових сил взаємодії, при обертальному русі в інерціальній системі відліку, у противників Ішлінського є ряд заперечень.
На думку Хайкіна ці назви, строго кажучи, не потрібні. Цілком достатньо знати, що сила, прикладена до обертального тіла з боку мотузки, є діюча, а сила, прикладена з боку тіла до мотузки ─ протидіюча. Назви сил доцентрова і відцентрова ніякого смислового навантаження, крім вказівки напряму їх дії, не несуть, зате створюють помилкове враження про існування якихось нових специфічних сил, що відносяться виключно до обертального руху, що є шкідливою помилкою: відцентрові і доцентрові сили в інерціальній системі відліку це звичайні сили взаємодії. {{
До речі, в багатьох підручниках і навчальних посібниках силу, яка створює доцентрове прискорення в інерціальній системі називають доцентровою, але протидіючу їй силу, що діє на зв'язок, називають силою реакції, або, взагалі, ніяк не називають за непотрібністю. {{
Однак, головною точкою протистояння прихильників Ішлінського і прихильників Сєдова є питання реальності або фіктивності ейлерових відцентрових сил інерції. Якщо з питання фіктивності Д'Аламберових сил немає особливих розбіжностей, то питання про реальність ейлерових сил інерції знаходиться в центрі дискусії. Використання ейлерових сил інерції, зокрема, відцентрової сили інерції, дозволяє застосовувати другий закон Ньютона в неінерційних системах відліку. Але, на відміну від Д'Аламберових сил, що вводяться штучно, ейлерови відцентрові сили інерції виникають при переході з інерціальної системи відліку в неінерціальну і зникають при зворотному переході. Ці сили мають ознаки, які зближують їх з справжніми силами, оскільки їх можна відчути і виміряти, а в певних випадках неможливо відрізнити від справжніх сил. Єдиним серйозним аргументом не вважати відцентрові сили інерції справжніми силами є той факт, що джерело їх походження невідоме через відсутність взаємодіючего тіла. Тому вони не підкоряються третьому закону Ньютона ─ рівності сил дії і протидії. На думку Д. В. Сивухина: рух тіл під дією сил інерції аналогічний руху у зовнішніх силових полях.
Сили інерції завжди є зовнішніми по відношенню до будь-якої системи матеріальних тіл. Щодо реальності або фіктивності сил інерції, то відповідь на це питання залежить від змісту, який вкладається в слова реальний і фіктивний. Якщо дотримуватися ньютонівської механіки, згідно з якою всі сили повинні бути результатом взаємодії тіл, то на сили інерції слід дивитися як на фіктивні сили, що зникають в інерційних системах відліку. Однак, така точка зору необов'язкова. Всі взаємодії здійснюються за допомогою силових полів і передаються з кінцевими швидкостями. І на сили інерції можна дивитися як на дії, яким піддаються тіла з боку якихось реальних силових полів. {{
Аналогічну думку висловив Г. В. Єгоров: «Численні дискусії з приводу реальності сил інерції носять, по суті, термінологічний характер, тому що все залежить від способу визначення поняття '''сила'''. Якщо, як це зазвичайно робиться, визначати силу як фізичну величину, яка є мірою кількісної дії інших тіл або полів на дане тіло, то сила інерції є уявної силою, тому що ми не можемо вказати її джерело ─ тіло, з боку якого вона діє. Однак, якщо силу трактувати як причину прискорення тіла, то сила інерції нічим не гірше інших сил. Незастосування третього закону Ньютона в цьому випадку принципового значення не має, оскільки для будь-якої фізичної системи сили інерції завжди будуть зовнішніми силами, а третій закон Ньютона істотний тільки для внутрішніх сил, що діють між тілами, які входять в систему. Для будь-якого з тіл, що знаходяться в неінерціальній системі відліку, сили інерції є зовнішніми; отже, тут немає замкнутих систем.» {{
== '''Плутанина і нерозбериха, пов'язані з поняттям відцентрова сила''' ==
Рядок 111:
Далі по тексту:
«Сила <math>\vec F_ 4 </math>, тягне тіло до центру і звертає тіло з прямолінійного шляху, називається доцентровою силою. Але доцентрова сила ─ це не єдина сила, що діє під час руху по колу, тому що, відповідно до третього закону Ньютона, сили завжди діють парами. Якщо існує доцентрова сила, то повинна бути і інша сила <math>\vec F_ 3 </math>, рівна їй за величиною, але протилежна за напрямком. Ця сила називається відцентровою силою ... » {{sfn |
Здавалося б, судячи з написаного, йдеться про інерціальну систему і відцентрову силу в її першому значенні, згідно БСЭ. Але, в наступному абзаці читаємо:
Рядок 125:
=='''Джерела''' ==
1. {{БСЭ | 2012}}
1. {{книга | автор =Гулия Н.В. | назва = Инерция| видання = | видавництво = «Наука» | місце=М.| рік =1982 | сторінок = 152 |isbn =|ref = Гулия Н.В. }}▼
2. {{стаття | автор = Егоров, Г.В. | назва = Силы инерции | видання = | видавництво = Вестник Брянского государственного университета | рік =2013 | номер = 1 |isbn =|ref = Егоров, Г.В. }}▼
▲
9. {{книга | автор =Селезнёв
10. {{книга | автор = Сивухин Д.В. | назва = Общий курс физики | том= 1 | видання = 4е | видавництво = Физматлит | місце = М. | рік = 2005 | сторінок = 560 | |isbn = 5-9221-0225 | ref = Сивухин Д.В. }}
▲
[[Категорія:Фізика]]
|