Ликбез по физике (2). Энергетический парадокс.

Этой статьёй я обращаюсь в первую очередь к школьникам и студентам. Если Вы прочитали эту статью, то покажите и разошлите её всем своим друзьям и знакомым, иначе школьные учителя и преподаватели вузов будут продолжать впаривать вам ошибочные представления об основах физики. Покажите эту статью своим преподавателям – пусть попробуют опровергнуть хотя бы одно слово в этой статье. А если вдруг таковые храбрецы и «мудрецы» найдутся, пусть выскажутся письменно, в комментариях к этой статье – и я прилюдно продемонстрирую всё невежество моего «опровергуна».

Петр Иванович Дубровский, добросовестный инженер – исследователь, честный и непредвзятый частный научный детектив.

«Энергетический парадокс» является самым основным доказательством глупости нынешнего закона сохранения энергии, а, соответственно, является доказательством глупости и ограниченности школьных учителей физики, профессорско-преподавательского состава физических кафедр вузов а также академиков отделения физических наук (ОФН) РАН. Подавляющее большинство из них никогда не знали о существовании «энергетического парадокса», а если кто и знал, то помалкивал из страха не оказаться белой вороной в среде «деятелей науки». Этот страх частенько определяет многие поступки взрослых дядь и тёть, называющих себя учёными.

Так вот. Во второй половине XVII века среди учёных велись споры, что же следует считать за «живую силу», то есть за энергию, как её стали называть впоследствии. В своей статье «Против картезианцев, о законах природы и истинной оценке движущих сил» Готтфрид Вильгельм Лейбниц (перевод с латыни Я.М. Воровского), написал: «Многие измеряют силу произведением массы на скорость, т. е. количеством движения, отсюда и картезианцы выводят, что в природе сохраняется одно и то же количество движения.» Под «силой» в данном контексте подразумевается именно «живая сила», то есть энергия, скалярная физическая величина, характеризующая способность тела совершать работу.

По всей видимости, такого же мнения, считать за энергию произведение массы на скорость, придерживался и Исаак Ньютон. Так как его второй закон в оригинальной авторской трактовке звучит так: Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impreseae et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur. То есть «Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.»

Подробнее читаем в статье «В помощь школьным учителям физики. Второй закон Ньютона»

Но в XVII веке победила ошибочная гипотеза Лейбница, которую преподают в школах до сих пор. А жаль.

В математическом виде второй закон Ньютона выглядит так: изменение количества движения тела Δ(mV) равно импульсу силы Ft, действующей на это тело (в векторном выражении).

То есть вектор Δ(mV) = вектору Ft.

F = ma – это всего лишь следствие из второго закона Ньютона, если кто не понял.

Ныне считается, что материальные тела разной массы, но имеющие одинаковую величину mgh, обладают одинаковой потенциальной энергией, то есть способностью тела совершить работу.

Давайте проверим это.

Сравним потенциальные возможности совершить работу двух тел - тела A массой 1 кг, находящегося на высоте 20 метров и тела В массой 20 кг, находящегося на высоте 1 метр. «Потенциальная энергия» mgh обоих тел перед началом падения была одинакова и равнялась 196,2 кг·м²/с².

Однако, что важно: К моменту удара о землю тело А и тело В приобрели разные количества движения отличающее по величине почти в 4,5 раза:

Теперь встаёт вопрос, как можно распорядиться этим количеством движения. Прежде всего, это количество движения mV (импульс) может быть снова преобразовано в импульс силы Ft – согласно того же самого второго закона Ньютона и установленного экспериментально закона сохранения импульса. Дело в том, что, как я с удивлением обнаружил, многие люди, вроде бы даже неплохо разбирающиеся в физике, не понимают физического смысла импульса силы – то есть, говоря другими словами, не понимают сути второго закона Ньютона.

Чем больше импульс силы Ft, тем большую работу (при одних и тех же условиях) можно совершить, даже если считать за работу, как это принято сейчас, А = F S cosa. Если, к примеру, F_B * t_B = 4,5 * F_A * t_A, то, при условии, что F_B = F_А, время действия этой силы в случае «В» будет в 4,5 раза больше, чем в случае «А»: t_B = 4,5 t_A.

Как показывает мой жизненный опыт, до мозгов многих, даже вроде как неглупых людей, этот простой факт просто не доходит. Поэтому приведу простой и понятный пример. Допустим, вы едете на своём автомобиле по горизонтальной дороге с одной и той же скоростью 60 км/час, при этом двигатель Вашего авто создаёт одну и ту же «движущую силу» F_дв, которая расходуется на преодоление всех сил сопротивления движению. В данном случае – на преодоление силы сопротивления качению (F_f) и силы сопротивления воздуха (F_w). Если во втором случае двигатель автомобиля будет работать в 4,5 раза дольше, чем в первом (импульс силы в 4,5 раза больше при той же величине силы F_дв), то, соответственно, и сам автомобиль во втором случае проедет расстояние в 4,5 раза дальше. То есть, даже если считать работу по ошибочной формуле А = F S cosa, которая соответствует допещерным представлениям о физике, точнее, представлениям XVI…XVII веков, то A_В = 4,5 * A_A

Что получается? Имея в начале, перед падением, одинаковую «потенциальную энергию», оба тела к концу падения приобрели совершенно различную, отличающуюся в несколько раз по величине способность совершить работу. И этот простой пример ставит такой жирный крест на самом почитаемом догмате современной физики – на нынешнем законе сохранения энергии. Великовозрастные остолопы, учителя и преподаватели, конечно, кинутся защищать этот догмат – так как признать себя, учителя, профессора или доцента, остолопом – это выше человеческих возможностей. Но, могу гарантировать, никаких разумных опровержений не будет. Будет только безудержная ругань в мой адрес. Но я это переживу. Так как правда – на моей стороне.

Будете возражать? Милости прошу, только прошу конкретнее, и исключительно по существу поднятых в статье вопросов.

Я уже обращался с этим «Энергетическим парадоксом» к некоторым нашим великим академиком. Могу назвать их поимённо. Разумеется, ответа не последовало – так как в уставе РАН записано, что (цитирую пункт 3 Устава РАН): Российская академия наук является самоуправляемой организацией, которая проводит фундаментальные и прикладные научные исследования по важнейшим проблемам естественных, технических, гуманитарных и общественных наук и принимает участие в координации фундаментальных научных исследований, выполняемых за счет средств федерального бюджета научными организациями и образовательными учреждениями высшего профессионального образования.

Пункт 10 Устава РАН: Основной целью деятельности Российской академии наук является организация и проведение научных исследований, направленных на получение новых знаний о законах развития природы, общества, человека и способствующих технологическому, экономическому, социальному и культурному развитию России. В своей деятельности Российская академия наук руководствуется также следующими целями:

а) всемерное содействие развитию науки в России;

б) укрепление связей между наукой и образованием, содействие образовательной деятельности…

А тут вдруг оказывается, что основной догмат, самый фундаментальный фундамент самой фундаментальной науки – физики оказывается пшиком, фэйком. То есть разрыв между тем, что написано в Уставе РАН и реальными действиями РАН – огромен. РАН делает все с точностью до наоборот – тормозит развитие науки и разрывает все связи между реальной наукой и образованием.

Разумеется, после этого сразу возникает самый естественный вопрос – а зачем нам нужен этот высокооплачиваемый и вечно скулящий о низком бюджетном финансировании офиса в Ницце (якобы для научных симпозиумов) научно-бюрократический аппарат, если он десятилетиями не замечал у себя под носом научных ошибок и заблуждений?

Известно, что под лежачие камни (коими сейчас являются Отделение физических наук РАН, а также Министерство просвещения и Министерство науки и высшего образования) вода не течёт. А для развития науки просто необходимо, чтобы эти камни, эти застывшие в своём маразме глыбы, сдвинулись с места. Мы ведь все же не в XVI и не в XVII веке живём, а в XXI. Зачем нам нужны старые ошибочные догматы? Давайте строить новую, реальную физику.

Я полагаю, что публикация и широкое распространение этой статьи среди школьников и студентов заставят чиновников из обоих упомянутых выше Министерств оторвать свои пухлые задницы от мягких офисных кресел и озадачиться проблемой «энергетического парадокса», проблемой написания новых учебников по физике и разработкой новых учебных планов. Но прежде всего они должны будут решить проблему перестройки своих забетонированных мозгов, отказаться от старых стереотипов.

ОФН РАН можно только разогнать. Академические дедушки глубоко пенсионного возраста не способны двигать науку вперёд – таковы жизненные реалии.

Это не просто моя идея. Это говорил еще великий учёный К.Э. Циолковский (с моими комментариями): «К чему мы долго привыкали, то нам кажется истиной.

Мы, человечество, в т.ч. и мое поколение очень долго привыкало к нынешнему закону сохранения энергии и к нынешним понятиям об энергии как mgh и mV^2/2.

В мозгу образуются соответствующие нервы и сосуды, которые очень постоянны и нелегко заменяются новыми, выражающими непривычные мысли. В зрелые годы погашение старых идей и рождение новых очень трудно и сопровождается страданиями, возбуждающими негодование против новатора. Чем старше возраст, тем это явление резче. Вот причина, вследствие которой состарившиеся авторитеты отрицают со скрытой злобой все молодое, новое, несогласное с их заматоревшими мыслями. Мешает верной оценке ослабшая восприимчивость, переутомление (наступающее у много работавших ученых даже в молодые годы).

К сожалению, подавляющее большинство моих читателей – это люди среднего, предпенсионного и пенсионного возраста. Скоро увидите, сколько словесных помоев на меня попытаются вылить в комментариях «состарившиеся авторитеты». А мне бы хотелось, чтобы эта статья дошла до молодёжи – до школьников и студентов.

К.Э Циолковский: «Опровержение какого-нибудь ложного открытия еще тягостнее. Положим, опыт отверг гипотезу относительности (Эйнштейн). Сколько трудов было употреблено учеными для ее усвоения, сколько студентов ломало над ней голову — и вдруг это оказалось вздором. И унизительно, и как будто клад потеряли. Сколько было гордости перед другими, незнакомыми с учением — и все рухнуло. Приходится склонить голову и горько пожалеть о затраченном времени. Разве это приятно!

Постоянно отвергаются старые гипотезы и совершенствуется наука.

Постоянно отвергаются старые гипотезы – и сейчас уже пора отвернуть гипотезу Готтфрида Лейбница о том, что следует называть энергией.

И всегда этому более всего препятствуют ученые, потому что они от этой переделки более всего теряют и страдают.»

Пусть лучше академические дедушки страдают, чем будет страдать наука и подрастающее поколение от привитых им неправильных догматов. Возможно, вспомнив всё же заслуги отдельных академиков, имеет смысл перевести часть из нынешних действующих академиков в почётные, с сохранением 50% «академических».

Отмечу, в статье я специально различаю понятия количество движения mV и импульс силы Ft, так как, хоть лги величины и имеют одинаковую размерность, и переходят из одного в другое, в соответствии с законом сохранения количества движения и перехода количества движения в импульс силы (назовём этот правильный, неоднократно проверенный экспериментально закон сохранения настоящей механической энергии таким образом), эти величины имеют различный физический смысл.

Еще раз обращаюсь к студентам и школьникам (и наиболее сообразительным взрослым) – перепосты и любое другое распространение этой статьи приветствуются.

Рекомендуйте своим друзьям и знакомым подписываться на мой канал «Не верь стереотипам» - тут будет еще много интересного о физике, того, что Вы вряд ли найдёте в школьных учебниках.