Čo myslím pod pojmom „ekvivalencia mechanickej a gravitačnej sily“?
Táto otázka je namieste, pretože nikde v odbornej literatúre som sa s ním nestretol ani ja, hoci pojem „ekvivalencia zotrvačnej a gravitačnej hmotnosti“ sa tam vyskytuje bežne. Okrem toho, predovšetkým havkáči v diskusiách k mojim článkom často namietajú, že zavádzam (podľa nich pravdepodobne zbytočne) neologizmy.
[Ja som v tomto smere opačného názoru.
Tie „neologizmy“ sú okrem iného jedným z dôvodov, prečo som sa nikdy nepokúšal písať čoby-odborné state v inom jazyku ako „v jazyku cca päťmiliónového kmeňa spod Tatier“.
Mám totiž dosť práce s tým, aby som dokázal vyjadriť (niekedy aj mne nie celkom jasné) nové momenty (fyzikálnej) problematiky, ktorých sa mi podarilo dotknúť vo svojich úvahách, v materinskom jazyku - nieto ešte v cudzom jazyku, napr. v angličtine. To je aj pravý dôvod, prečo tak často používam úvodzovky.]
Najprv treba jednoznačne povedať, že všetky fyzikálne sily pôsobia podľa rovnakého zákona, a to v zmysle druhého Newtonovho zákona.
Fyzika historicky vyrastala na poznávaní zákonitostí pôsobenia mechanických síl.
Mechanická sila je definovaná ako „(bezprostredné) pôsobenie (jedného telesa) na (iné) hmotné teleso“. Na teleso s konkrétnou (pokojovou, zotrvačnou) hmotnosťou „m“.
Ale, ako vieme, už s objavom gravitácie vznikla pochybnosť, či hmotnosť, figurujúca v Newtonovom zákone sily, a hmotnosti, figurujúce vo všeobecnom gravitačnom zákone, predstavujú kvalitatívne rovnaký fyzikálny fenomén.
Pretože, kým v prípade mechanickej sily je skoro očividné, že sa jedná o bezprostredné pôsobenie jedného telesa na druhé, v prípade gravitačnej sily sa zdalo, že táto pôsobí (nevysvetliteľným spôsobom) na diaľku. A - z dôvodu neznalosti mechanizmu gravitačného pôsobenia – sa začalo predpokladať, že je to vlastnosť samotnej hmoty. Takým činom by mohlo existovať viacero druhov hmoty. Hmoty s rôznymi vlastnosťami a s rozdielnym kvantifikovaním jej „hmotnosti“.
Keď sa však pomocou veľmi precíznych experimentov overilo, že gravitácia rovnako pôsobí (prinajmenšom) na hmotné objekty rozdielnej chemickej povahy, t.j. na objekty s rozdielnou vnútornou látkovou štruktúrou, začalo sa predpokladať, že „hmota ako taká“ existuje len jedna.
Toto vyjadruje pojem „ekvivalencia zotrvačnej a gravitačnej hmotnosti“.
A vzápätí prišiel objav relativistického správania hmoty.
Tento jav nemá dodnes uspokojivé vysvetlenie. Ale vráťme sa k téme článku. -
Záver o ekvivalencii zotrvačnej a gravitačnej hmotnosti však nikdy nebol dôsledne domyslený do svojich dôsledkov.
Ak gravitačná sila pôsobí rovnako ako mechanická sila a mechanická sila predstavuje bezprostredné pôsobenie telesa na teleso, musí byť rovnakej povahy aj gravitačná sila.
Inými slovami - musí pôsobiť mechanizmom podobnej povahy ako gravitačná sila.
Aj keď neexistuje zatiaľ presná predstava gravitačného pôsobenia, jednoznačne z toho vyplýva záver, že gravitačná sila nemá svoj pôvod bezprostredne v samotnej hmote.
Najskôr je jej príčina v okolí hmotných telies, totiž v éteri.
Ale nie v (izotropnom) éteri podľa klasických predstáv (na spôsob Le Sageovej teórie, dovŕšujúcej prácu jeho predchodcov), ktorý mal pozostávať z veľmi jemných hmotných častíc – eterónov – s energiou, rovnomerne rozdelenou do všetkých smerov.
V teórii kozmodriftu je táto stará hypotéza – spred cca 235 rokov – modifikovaná na tzv. dynamický éter. Energia pohybu eterónov v dynamickom éteri je funkciou smeru kozmodriftu našej kozmooly (ak taký celok existuje). Jedná sa teda o éter anizotropný, ktorý odstraňuje základné fyzikálne námietky voči jeho existencii.
Otázka pôsobenia gravitácie na rotujúci projektil
Z celého obsahu článku [1] nezaujalo diskutérov-havkáčov takmer nič.
Prakticky hneď v jeho úvode som konštatoval:
„Havkáči odmietajú reagovať na podstatné momenty mojich tvrdení. Namiesto toho reagujú, ako býk na červené plátno, na podružnejšie veci, ktorých som sa vo svojich úvahách nejakým spôsobom dotkol.“
A nemýlil som sa, lebo až jeden-jediný môj diskusný príspevok zapôsobil na rozmach diskusie k nemu ako živá voda.
Jedná sa o toto moje stanovisko (Fero 266, 11.09.2018 13:14). -
„Načo by som podobné veci vysvetľoval géniovi ako Ríďo?
Stačí, keď poviem, že to súvisí so skutočnosťou, že väčšie množstvo energie (i hybnosti) možno ovplyvniť menej ako menšie množstvo energie (i hmotnosti).
Prečo dráhu rotujúceho projektilu ovplyvňuje gravitácia alebo bočný vietor menej ako dráhu nerotujúceho projektilu?
Čo sa týka rozdielnych údajov vami spomenutých hodín, to rozhodne nie sú údaje o plynutí objektívneho času. A znova sa tam uplatňuje vyššie uvedený dôvod.“
Tučným písmom zvýraznené moje tvrdenie je, pre mňa (v teórii kozmodriftu), síce „podružnejšia“ vec, ale – keď už sa strhol okolo neho taký poprask a huriavk - môžem tento svoj názor zdôvodniť aj podrobnejšie, ba až tak, že mu venujem celý zvyšok tohto článku.
Ale, skôr ako prejdem k vytýčenej téme, dovolím si ešte zopár poznámok k predošlému článku.
Už aj z priebehu diskusie, so zreteľom na použité argumenty, vyplýva, že havkáčom sa vôbec (ale vôbec) nepáčia moje názory alebo aj niektoré (podľa mňa) rozumné názory pána Járaya.
Napríklad ten, že v pozadí podstaty vzniku relativistických koncepcií vo fyzike stojí pragmatická otázka „ako máme počítať, aby sme dostali správne výsledky“? a že to nie celkom kóšer-veda.
Alebo ten, že dominantné poznatky aktuálnej paradigmy by – v ideálnom prípade – mali nejakým spôsobom logicky súvisieť.
Toto sa modernej fyzike neveľmi darí. Ostáva - stále len pri „palete“ čiastkových modelov, dôležitých pre jednotlivé fyzikálne obory.
Koncepčná fyzika však má takéto ambície a hľadá v pozorovaných prejavoch objektívnej reality (sveta) logické súvislosti, a to – s prihliadnutím na princíp Occamovej britvy - na základe predpokladu, že všetko so všetkým súvisí (aj keď niekedy nie bezprostredne, ale nepriamo).
Je pre havkáčov príznačné, že v diskusii ani nemukli k dvom podstatným momentom v článku [1].
Po prvé, ako by asi mala vyzerať názorná, a aj kvalitatívne uspokojivá, interpretácia relativistického správania hmoty?
Po druhé, načrtol som tam situáciu, v ktorej – v prípade hmotnosti pozorovaného objektu – (teoreticky) registrujú dvaja rôzni pozorovatelia rôzne javy. To by malo byť pre relativistov nepredstaviteľné.
Jedná sa o toto konštatovanie:
A keď sa najbližšie stretnú len Tysák s Ríďom, takmer sa pobijú – nevediac sa zhodnúť, kto z nich má pravdu ohľadom Pepeka. Tysák si spomína, že videl Pepeka relativisticky zhmotnievať, ale Ríďo mu kategoricky oponuje, že v žiadnom prípade to tak nebolo (podľa neho mal Pepek konštantnú pokojovú hmotnosť).
Musím však priznať, že všetko vyššie uvedené nepredstavuje nijakú odpoveď na námietku havkáčov, menovite diskutéra s nickom „pepe34“, ktorý napísal (11.09.2018, 14:35) :
„Hehe, opäť sám seba usvedčuješ, aký si hlúpy a nevzdelaný, viď "Prečo dráhu rotujúceho projektilu ovplyvňuje gravitácia alebo bočný vietor menej ako dráhu nerotujúceho projektilu?"
Gravitácia má u prdele, či projektil rotuje, on padá vždy rovnako, môžeš sa o tom presvedčiť pokusom. Stabilizácia rotáciou s tým nemá vôbec nič.“
Bol by som blázon, keby som sa snažil v tomto prípade zastierať svoj omyl.
Najmä, ak očakávam aj určitú serióznosť diskutérov v odbornej oblasti.
Nepomôže ani „kiks“ toho istého diskutéra, totiž, že „...Dokonca aj Zem fičí okolo Slnka 30 000 km/s, ...“ (11.9.2018, 11:16), pretože chyba iného nemení nič na mojej vlastnej chybe.
Jednoducho som „rýchlejšie písal ako myslel“. Aj keď som to myslel dobre, napísal som to zle.
To bol dôvod, aby som vec premyslel dôkladnejšie. -
Uvažujme pohyb projektilu bez rotácie a (pre jednoduchosť) bez odporu vzduchu, miereného na stred terča vzdialeného 1000 m. Nech ho projektil zasiahne - v čase jednej sekundy po výstrele – s horizontálnou odchýlkou 3 cm od stredu. Odchýlku spôsobil bočný vietor, ktorý pôsobil na projektil kolmo na smer jeho letu so zrýchlením 6 cm/s.s.
Nech je tento projektil vystrelený na spôsob vodorovného vrhu, (pre jednoduchosť) pri hodnote gravitačného zrýchlenia g = 10 m/s.s, takže stred terča, ktorý má zasiahnuť, sa úmyselne nachádza o 5m nižšie ako hlaveň strelnej zbrane.
A, za tých istých zjednodušujúcich podmienok, uvažujme tiež pohyb rotujúceho projektilu.
Tentoraz nech je terč zasiahnutý s horizontálnou odchýlkou 1 cm od stredu terča.
Rotácia projektilu mala teda za následok zmenšenie chyby v zásahu, v horizontálnom smere, o 2 cm.
Prakticky to znamená, že energia rotácie projektilu zmenšila účinok bočného vetra – znížiac ním pôvodne pôsobiace zrýchlenie z hodnoty 6 cm/s.s na hodnotu 2 cm/s.s.
Indukovala zotrvačnú silu, generujúcu zrýchlenie 4 cm/s.s.
Ak teda rotácia projektilu dokázala – prostredníctvom zotrvačnosti - obmedziť pôsobenie vetra, t.j. mechanickej sily, logicky som predpokladal, že dokáže obmedziť aj pôsobenie gravitačnej sily. Najmä, ak platí ekvivalencia mechanickej a gravitačnej sily.
Mal som pritom na zreteli istú obmedzenosť gravitačného pôsobenia voči rýchlosti pohybu hmotného telesa. Ak sa totiž, v „tesnej“ blízkosti Zeme, pohybuje rýchlosťou cca 8 000 m/s, (teoreticky) nikdy na viac na Zem nedopadne.
Rozdiel medzi rýchlosťou 1000 m/s (kde gravitácia má energiu projektilu – v oboch prípadoch – „u prdele...“) a rýchlosťou 8000 m/s, kedy sa výsledok gravitačného pôsobenia Zeme začína dramaticky meniť, pritom predstavuje len rozdiel približne jedného rádu.
Preto, aj v prípade rotujúceho projektilu, som intuitívne predpokladal, že jeho zotrvačnosť bude tiež do istej, čo aj veľmi malej miery, odolávať aj pôsobeniu gravitácie.
Konfrontujúc tento intuitívny predpoklad, s vyššie uvedeným príkladom s ovplyvnením dráhy nerotujúceho a rotujúceho projektilu bočným vetrom, som však veľmi rýchlo zistil, že logika situácie ma vedie k rovnakému výsledku aj v prípade vetra aj v prípade gravitačného pôsobenia.
Je síce značný rozdiel medzi veľkosťou zrýchlenia, ktorým pôsobí na projektil bočný vietor (6 cm/s.s) - aj zrýchlením, ktoré indukuje zotrvačnosť projektilu, zvýšená o príspevok kinetickej energie z dôvodu jeho rotácie (4 cm/s.s) – a veľkosťou gravitačného zrýchlenia pôsobiaceho na projektil (1000 cm/s.s), ale (takto nazerané na ekvivalenciu mechanickej a gravitačnej sily) by to znamenalo, že veľkosť gravitačného zrýchlenia by sa v dôsledku „zotrvačného odporu“ len zmenšila na hodnotu 996 cm/s.s.
V konečnom dôsledku by mal rotujúci projektil zasiahnuť terč s horizontálnou odchýlkou 1 cm a s vertikálnou odchýlkou 2 cm nad jeho stredom. Ale tak to očividne nie je.
Lepšie by sa uplatnila (nesprávna) úvaha, totiž, že zotrvačnosť projektilu – v konfrontácii s rušivým pôsobením – by mala lepšie odolávať vplyvu s menším zrýchlením ako vplyvu s väčšou hodnotou pôsobiaceho zrýchlenia.
Ale táto, principiálne nesprávna úvaha vyprovokovala otázku, ešte aký iný existuje rozdiel medzi pôsobením bočného vetra a gravitácie na pohyb projektilu (a je jedno, či rotujúceho alebo nie) – v súvislosti s jeho zotrvačnosťou?
Bočný vietor pôsobí na projektil prostredníctvom interakcií jednotlivých molekúl plynov, obsiahnutých vo vzduchu - (predovšetkým) dusíka a kyslíka – na plášť projektilu.
Intenzita tohto pôsobenia, závislá od príslušnej plochy prierezu projektilu, mernej hmotnosti vzduchu i rýchlosti jeho prúdenia, je relatívne neveľká.
Gravitačné pôsobenie na projektil však predstavuje diametrálne odlišný dej.
V konečnom dôsledku, jedná sa tam o súčasný a nepredstaviteľne veľký počet interakcií eterónov s jednotlivými atómami projektilu, pričom (objektívnu) rýchlosť eterónov v dynamickom éteri vôbec nemožno porovnávať s (relatívnymi) rýchlosťami projektilu alebo bočného vetra.
Tomu zodpovedá aj hodnota gravitačného zrýchlenia pri zemskom povrchu.
Spojitosť energie a zotrvačnosti pohybu
Telesá s vnútornou látkovou štruktúrou sa objektívne pohybujú v zmysle všeobecnej kozmodriftovej rovnice. Ich pohyb, v ľubovolnej inerciálnej súradnicovej sústave, súčasne podlieha zákonu zachovania hybnosti aj zákonu zachovania (kinetickej) energie.
Teória kozmodriftu striktne rozlišuje medzi objektívnymi a relatívnymi pohybmi hmotných objektov, teda aj materiálnych telies s vnútornou látkovou štruktúrou.
Pritom energia objektívnych pohybov jednoznačne súvisí s rýchlosťou kozmodriftu w=c, kde „c“ (v zmysle aktuálnych predstáv) znamená rýchlosť šírenia svetla vo vákuu.
Ako som už viackrát uviedol, transvektorová kinetická energia pohybu ľubovoľného telesa (kvantitatívne) pozostáva z troch zložiek, troch energetických úrovní - líšiacich sa o mnoho rádov.
Pri jednotkovej hmotnosti telesa, driftovej zložke prislúcha rád 10(na sedemnástu), hybnostnej zložke rády 10(na dvanástu a menej) a efektovej zložke prináležia rády, zvyčajne nepresahujúce 10(na ôsmu).
V súvislosti s tým som tiež napísal, že rozčlenenie tejto energie na uvedené zložky možno obrazne prirovnať k mnoho poschodovej budove, v ktorej akoby na rôznych poschodiach prebiehajú rôzne fyzikálne deje.
Ak tento výrok vztiahneme na príklad s projektilom, pôsobenie bočného vetra naň (v obidvoch prípadoch) prebieha v rámci efektovej zložky, kým gravitačné pôsobenie naň prebieha v rámci hybnostnej zložky jeho transvektorovej kinetickej energie.
A, ak zmena transvektorovej kinetickej energie (bežných) telies indukuje – v zmysle prvého Newtonovho pohybového zákona - zotrvačnú silu ako reakciu, schopnú konať konkrétnu prácu proti akčnej sile, a to na úkor zdroja, ktorý predstavuje práve transvektorová kinetická energia telesa, potom nie je nič divné, že táto zotrvačná sila pôsobí nie ako jedna „celistvá“ sila, ale môže pôsobiť (ak treba, aj súčasne) prostredníctvom dvoch osobitných zložiek.
Toto je nový, nazdávam sa, (kvalitatívny) poznatok o zotrvačnosti.
Na energetickej úrovni efektovej zložky, by mohla proti účinku bočného vetra pôsobiť aj zotrvačnosť projektilu, nepatrne zvýšená pomocou tepelnej energie, ak by sme projektil ohriali. Merné teplo olova (alebo iného vhodného kovu) je totiž relatívne malé. Aj hmotnostný prírastok projektilu, zodpovedajúci množstvu tepla v zmysle ekvivalencie hmotnosti a energie, by bol totálne mizivý.
A teplo v projektile možno považovať za akúsi „vnútornú formu potenciálnej energie“. Poznamenávam to so zreteľom na to, že toto teplo má tendenciu predovšetkým samovoľne unikať do okolia, a úlohu zväčšovať zotrvačnosť projektilu má vlastne tiež „u prdele“.
Ale zotrvačnosť pohybu telesa, ktorá sa viditeľne prejavuje proti gravitačnému pôsobeniu, sa môže indukovať až na energetickej úrovni hybnostnej zložky jeho transvektorovej kinetickej energie. Tam potom prebieha špecifický „súboj“ (relatívnej) kinetickej a potenciálnej energie daného telesa.
Pramene:
[1]Budúcnosť moderného vedeckého svetonázoru, VII.
https://cudzis.blog.sme.sk/c/491851/buducnost-moderneho-vedeckeho-svetonazoru-vii.html
Do pozornosti stálym čitateľom mojich článkov:
Vážení priatelia, v poslednej dobe dostávam do svoje e-mailovej schránky cufr@centrum.sk od facebooku zoznamy mien ľudí, ktorí by azda chceli so mnou komunikovať cez facebook. Za všetky ponuky na tento kontakt vám srdečne ďakujem, no (predbežne) zo - subjektívnych dôvodov - nechcem pobývať na facebooku, aj keď ponúka možnosť chatu. Preto každého, kto má záujem o nejaké doplňujúce informácie k mojim myšlienkam, alebo dokonca záujem o nejakú (aj jednorázovú) formu spolupráce so mnou, nateraz odkazujem na uvedený e-mailový kontakt. Dúfam, že vás to neurazí ani neodradí od vašich zámerov v súvislosti so mnou. Ďakujem vám za porozumenie.
