8. Уравнение инерциального движения тела в условиях сопротивления движению.
Рис. 25. Механическая иерархия энергий.
Инерционное движение в условиях сопротивления - это движение, когда скорость уменьшается во времени. Современная физика для такого случая предлагает силу трения. Но такой силы не существует. В данной работе предлагается другой вариант решения . На тело действует в течение всего движения – процесс релаксации – процесс затухания движения. Природа этого процесса в следующем - эфир увлекает тело.
Сначала мы запишем 2-й закон Ньютона:
(8.01)
F0 – сила , которая создаёт начальную скорость, заставляя тело двигаться по инерции.
Сила имеет взаимосвязь со скоростью через параметр RN. RN является параметром, определяющим сопротивление силе. В механической иерархии – это параметры второго уровня энергии (см. рис. 25).
Уравнение имеет вид:
(8.02)
Напишем для силы F0:
(8.03)
Тогда из выражения (8.01) и (8.03) получим:
(8.04)
Ускорение:
(8.05)
Здесь τ – время.
Подставим уравнение ускорения (8.05) в уравнение (8.04).
(8.06)
Мы получили дифференциальное уравнение (8.06), которое можно привести к виду ОДУУ (основного дифференциального уравнения управления), для этого надо подставить следующее выражение:
(8.07)
В выражении (8.07) произведение RLCL – определяется как постоянная времени. Параметры RL и CL – являются параметрами первого уровня энергии механической иерархии (см. рис. 25):
RL - сопротивление движению;
CL – ёмкость движения.
(8.08)
(8.09)
где τ0 – постоянная времени экспоненты для уравнений (3.04), (3.05).
После подстановки (8.07) в (8.06) получим уравнение ОДУУ:
(8.10)
Скорость в правой части уравнения имеет вид разности скоростей.
(8.11)
Vout – это движение эфирной среды в явлениях инерции.
V0 – это начальная скорость тела в явлениях инерции.
При инерционном движении Vout принимает противоположное по направлению значение V0 :
(8.12)
Далее:
(8.13)
Подставим разность скоростей в (8.11), получим:
(8.14)
Решая дифференциальное уравнение (8.14) для начальных условий,
τ = 0; V(0) = V0 ; Vout =-V0 , получим:
(8.15),
где
(8.16).
В (8.15) мы получили уравнение инерциального движения, совпадающее с (3.04).
Именно такой вид имеет движение при торможении машины с выключенным двигателем (кривая торможения). Именно такой вид имеет движение в кёрлинге, шайбы в хоккее, шара по плоскости, и игрушечного автомобиля с инерционным двигателем. Это уравнение было получено при условии, что силы трения не существует, а существует параметр RL, определяющий сопротивление движению.
Зная свойства экспоненты, можно сказать, что инерциальное движение в идеальном варианте будет длиться вечно, но тело не сможет при этом преодолеть некоторого расстояния LMAX.
Но в нашем случае, выражение (8.15) представляет собой функцию, которая с увеличением времени переходит из положительных значений в отрицательные. Поэтому, движение существует только до тех пор, пока значение функции положительно. Как только функция приближается к нулевому значению, возникает явление остановки движения тела (ЯОДТ).
Движение всегда складывается из положительной и отрицательной составляющей. Поэтому, если ТОДТ не соответствует ровно нулю, а тело останавливается немного не доходя до нуля, то возникает слабый отрицательный импульс, который можно наблюдать в момент ЯОДТ.
Такую же природу имеет эффект Джанибекова, где тело совершает колебания, изменяя направление движения на обратное.
Выводы:
1. В данной работе, практическим и теоретическим путём, мы получили возможность для точного расчёта различных типов инерционного движения в условиях сопротивления движению.
2. При рассмотрении инерционного движения, мы обнаружили парадоксальное воздействие среды через параметр противо-тока равного отрицательной начальной скорости движения тела.
3. Уравнения движения для скорости (3.04) и для координаты (3.05), доказывают наличие точки остановки движения тела (ТОДТ). Лишь при k=0, движение будет вечным. Этот факт говорит не об отсутствии сил, а об отсутствии потерь движения. При наличии даже малых потерь, в движении существует ТОДТ.
4. Воздействие любых сил на процесс ИДВУСД приводит к возникновению ускоренного (замедленного) движения, описываемый квадратичной фуцкцией от времени. Если квадратичной зависимости нет, то можно говорить об отсутствии сил, а о движении можно говорить как о процессе релаксации.
16 февраля 2016 г.
Валерий Багницкий
Nether0@list.ru
Приложение 6