Александр Астахов – Физика. Порядок вещей, или Осознание знаний. Книга 1 (страница 10)

Третий закон Ньютона – это вообще самое большое недоразумение в современной классической механике. Его вообще следует упразднить и чем скорее, тем лучше для физики и физиков, а также для студентов и школьников, т.к. он вот уже почти три столетия вносит в физику смуту и путаницу, которую, к тому же, усугубил ещё и Даламбер.

Нет никаких разных по направлению и равных по величине, но при этом якобы принципиально разных физически сил действия и противодействия, о которых говорится в 3-ем законе Ньютона. Есть одна единственная общая для всех взаимодействующих тел сила взаимодействия. Образно её можно представить в виде одного единственного резинового мячика-силы между взаимодействующими телами, которая при помощи природных «манипуляторов» в виде молекул воздуха внутри мячика-силы, передают общую силу взаимодействия на все взаимодействующие тела.

С точки зрения здравого смысла, да собственно и классической физики тоже, на два тела есть только одно действие, которое так и называется ВЗАИМ-о-ДЕЙСТВИЕ. Естественно, что одно действие имеет только одно время старта и одно время финиша, а не два разных времени для действия и противодействия. А равенство сил в каждую сторону легко объясняется общим напряжением единого действия, которое, как давление в общем сосуде действует на стенки с одной и той же по величине силой во всех направления от ЦМ взаимодействия, что делает 3-й закон Ньютона бессмысленным.

В общем случае манипуляторы, передающие одну-единственную общую силу взаимодействия, можно обозначить n стрелочками вдоль симметрично расположенных n/2 линий с центром в точке ЦМ взаимодействия, где n – чётное натуральное число. Такую звёздочку вряд ли можно назвать вектором. А разные силы действия и противодействия есть только у математико-физиков, которые в силу своей преобладающей над физической составляющей математической специфики, ошибочно называют две противоположные стрелочки, фактически обозначающие два манипулятора, раздающих одну общую силу, двумя разными векторами силы.

Третий закон Ньютона записывается следующим образом.

F^→1 = – F^→2

При переносе (– F^→2) в левую часть получаем:

F1^→ + F2^→ = 0

Однако разные вектора, приложенные к разным телам, никак не могут в сумме давать ноль. Вектора равны только по модулю.

|F^→1| = |– F^→2|

Но и знак модуля не спасёт 3-ий ЗН, т.к. в нём речь идёт не только о модулях, но о разных телах, к которым в разных направлениях приложены разные силы.

Аналогичный абсурд наблюдается и в классическом выводе закона сохранения импульса (ЗСИ), который мошенническим путём получают из 3-го ЗН:

F1^→ = – F2^→

m1 * a1^→ = – m2 * a2^→

m1 * V1ʹ^→ – m1 * V1^→ = – m2 * V2ʹ^→ + m2 * V2^→

m2 * V2^→ + m1 * V1^→ = m2 * V2ʹ^→ + m1 * V1ʹ^→

P1^→ + P2^→ = P1ʹ^→ + P2ʹ^→

А мошеннический этот вывод потому что 3-ий ЗН для отдельных тел системы, а ЗСИ уже для всей системы в целом. Правомерным этот вывод будет только если предварительно оговорить, что F1^→ и – F2^→ это не силы действия и противодействия, а два разнонаправленных воздействия одной внутренней силы на один объект – систему. Или если весь вывод провести в абсолютных величинах |F1^→| и |– F2^→|

А вот для 3-го ЗН устранение этой проблемы, как показано выше, не возможно в принципе. Можно конечно, как и в случае с ЗСИ, заменить классическое неравенство сил из 3-го ЗН на равенство их абсолютных величин. Но это не решит проблему, т.к. ни складывать, ни вычитать силы, приложенные к разным телам, недопустимо физически ни в каком их виде, в том числе и в виде модулей. Закона сохранения силы в природе нет. Есть одна общая сила взаимодействия в системе и ЗСИ системы. При этом мы просто превращаем 3-ий ЗН в ЗСИ, что опять же свидетельствует о фиктивности 3-го ЗН.

Никто не отрицает, что все силы во Вселенной рождаются только в составе системы тел. Но при этом никто не отменял и 2-ой ЗН, который применяется для отдельных тел вне системы. А значит и 3-ий ЗН, разделённый на две разные силы, подчиняющиеся 2-му ЗН, некорректно искусственно ассоциировать с системой. Сегодня никто уже точно не скажет, что имел в виду Ньютон в разделе «Закон III», в котором он смешал в одну кучу 2-ой и 3-ий законы, а также ЗСИ. Нам остаётся только догадываться, зачем Ньютон пытался совместить несовместимое. Тем не менее, это так (см. И. Ньютон, Математические начала натуральной философии, Закон III, стр. 41, под редакциепй Л.С.Полака, Москва, «Наука», 1989):

«Закон III.

Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе – взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны.

Если что-либо давит на что-нибудь другое или тянет его, то оно само этим последним давится или тянется.»

Но если речь идёт о разных силах, действующих на разные тела, как записано в определении 3-го ЗН, то это не система тел, а два неуравновешенных движения, каждое в своём направлении, под действием сил, подчиняющихся 2-му ЗН. В этом случае мы не вправе приравнивать разные силы, по 3-му ЗН. Однако далее в разъяснении формулировки якобы 3-го ЗН в современном его понимании, Ньютон говорит уже фактически не о равенстве сил, а о равенстве импульсов, т.е. о ЗСИ.

Читаем у Ньютона:

«Если какое-нибудь тело, ударившись в другое тело, изменяет своею силою его количество движения на сколько-нибудь, то оно претерпит от силы второго тела в своем собственном количестве движения то же самое изменение, но обратно направленное, ибо давления этих тел друг на друга постоянно равны.

…натянутый канат своею упругостью производит одинаковое усилие на лошадь в сторону камня и на камень в сторону лошади…»

Обратите внимание, хотя две силы здесь всё же упоминаются, но речь идёт вовсе не о самом процессе производства движения тел при помощи сил из 2-го ЗН, а о сохранении уже готового движения системы, что характерно исключительно только для ЗСИ, а не для сил из 3-го ЗН. Как уже отмечалось выше, закона сохранения сил в природе не существует. Есть одна общая сила взаимодействия. «Натянутый канат» у Ньютона производит именно «одинаковое усилие», а не одинаковые усилия. Всё это не соответствует 3-му ЗН. Зато это в точности соответствует ЗСИ, который определяет сохранение количества уже готового движения.

Поскольку импульс определяет количество движения, как такового, то любые его выражения через силу, например, в виде импульса силы (P = F * t = m * V), которые в конечном итоге сводятся к необходимым и достаточным условиям определения количества движения (P = m * V), могут быть верны только количественно. Качественно же импульс, как количество уже готового движения с достигнутой скоростью, не пропорционален ни силе, ни времени.

Ошибочно считать, что импульс изменяется со временем в отсутствие процесса преобразования напряжения в движение, даже если он выражен через силу. Это лишь упоминание о прошлой силе, уже преобразованной в движение. При этом сам процесс преобразования характеризуется энергией, а не импульсом. В выражении же (P = m * V = F * t) нет дополнительного условия в виде второй скорости (квадрата скорости) для дополнительного движения по изменению исходного движения. Следовательно, есть все основания считать, что под 3-м законом Ньютон фактически понимал и открыл ЗСИ.

При этом 3-ий ЗН в его современном понимании абсурден. Он описывает противодействие разных сил, приложенных к разным телам, чего не может быть в принципе. Поскольку прикладываются не силы, а тела, то нет двух сил. Есть два тела и одна общая сила между ними, а точнее одно общее скалярное НАПРЯЖЕНИЕ. А направление замедления старого и ускорения нового движения определяет вектор скорости ответных тел.

Конечно же, никаких резиновых мячиков между взаимодействующими телами в реальной действительности нет. Но есть общий физический котёл взаимодействия, в котором варится одна общая для всех взаимодействующих тел сила. При этом вопрос о равенстве несуществующих в природе сил действия и противодействия снимается естественным образом, без феноменологически необъяснимого фиктивного 3-го закона Ньютона.

Одна и та же сила естественно всегда в точности равна самой себе. А природные манипуляторы в виде физического механизма явления упругости на уровне амеров среды доводят действие этой силы до всех взаимодействующих тел в равной степени (см. ниже – механизм формирования сил взаимодействия на основе явления инерции, как врождённого свойства материи и сил инерции, как сопротивления мировой материальной среды в настоящей главе).

Если же вдруг общая сила (напряжение) взаимодействия не всегда в равной степени доводится до взаимодействующих тел, как показали некоторые последние исследования в электродинамике и т.д., то даже в этом случае никакие законы природы ни в коем случае не нарушаются. В этом случае – следует искать «сбои», а точнее законные механизмы в работе передающих манипуляторов, что вероятно и лежит в основе безопорного движения.

Если силы две, вместо одной силы взаимодействия, то они могут быть только виртуальные или абстрактные, т.е. действующие только в одну сторону, без упора с другой стороны. Именно такой абстрактной стрелочкой и являются силы в классической модели неуравновешенного движения (см. выше в начале главы). Реальным же силам всегда нужен упор. При этом две одинаковые силы, упирающиеся с одной стороны друг в друга, а с другой в тела создавали бы между телами двойное по величине напряжение взаимодействия, чего в реальной действительности не наблюдается.