К определению сил тяжести тел при больших скоростях их движения Текст научной статьи по специальности «Физика»

К определению сил тяжести тел при больших скоростях их движения

Н.И.Карпенко, РААСН, Москва С.Н.Карпенко, НИИСФ РААСН, Москва

Силы тяжести (силы гравитационного притяжения) тел играют важную роль в различных областях науки и техники, в том числе в строительной механике. Так, большинство основных нагрузок, действующих на здания и сооружения, связано с силами тяжести (силами гравитационного притяжения конструктивных элементов к Земле). Эти силы определяются на основании закона притяжения И.Ньютона. Однако физическая природа формирования и передачи сил притяжения на большие расстояния остаётся до настоящего времени открытой. В работах авторов статьи показано, что эта природа может быть раскрыта на основании концепции формирования и реактивного выброса потоков гравитонов из массы тела с последующим их действием на встречные тела. Предложено построение соответствующих уравнений. В представленной статье рассмотрено развитие этих уравнений применительно к телам, движущимся с большими скоростями, когда силы их гравитационного притяжения могут существенно меняться. Показано, что при этом усиливается выброс гравитонов, который приводит к усиленному сжатию тела и его утяжелению без изменения его начальной массы. Скорость движения тела также может влиять на время выброса усиленных потоков гравитонов в области его сжатия. Эти факторы влияют на притяжение других тел, которое может усиливаться, ослабляться или оставаться без изменения. Получены корректировки закона притяжения И. Ньютона в различных случаях.

Ключевые слова: силы тяжести, масса тела, потоки гравитонов, реактивный выброс, скорость тела, время выброса, силы сжатия, деформация тела, область деформации.

To the Definition of Gravity Force of Bodies at High Speeds

N.I.Karpenko, RAACS, Moscow

S.N.Karpenko, the RIBP RAACS, Moscow

Gravity (the force of gravitational attraction) bodies play an important role in various fields of science and technology, including in buildings mechanics. So, most of the majorloads acting on buildings and structures, due to the force of gravity (force of gravitational attraction of structural elements to the Ground). These forces are determined on the basis of the law of gravity of I.Newton. However, the physical nature of the generation and transmission of forces of attraction on large distances remains to date an open. In the works of the authors shown, that the nature may be disclosed on the basis of the concept of formation and jet ejection flow of gravitons

from the mass of the body and their subsequent effect on the counter bodies. The proposed construction of the corresponding equations. The paper presents the development of these equations as applied to bodies moving at high speeds, when the forces of their gravitational attraction may vary substantially. It is shown that this increases the emission of gravitons, which leads to increased compression of the body and its weighting without changing its initial mass. The velocity of the body can also affect the time release of enhanced flows of gravitons in the field of its compression. These factors affect the attraction of other bodies, which may increase, decrease or remain unchanged. The resulting adjustment of thelaw of attraction Newton in different occasions are obtained.

Keywords: gravity, body weight, the flows of gravitons, jet ejection, velocity of the body, time of ejection, the force of contraction, deformation of the body, the region of deformation.

Введение

Как указано в [1], мнение о том, что гравитоны могут передавать гравитационную силу, поддерживается многими физиками, хотя имеются и критические замечания [2]. Они связаны с тем, что оставались неясными механизм образования потоков гравитонов и их последующее действие на притяжение тел. В работах [3-5] предложено решение этого вопроса на основании концепции реактивного выброса из массы гравитонов, формируемых по трём схемам: 1) за счёт переработки массы тела в гравитоны; 2) за счёт закачки в массу и выброса из неё окружающих массу гравитонов; 3) за счёт комбинации указанных выше двух факторов. Выброс гравитонов по указанным трём схемам описывается одним уравнением.

Рассмотрим развитие указанной концепции на тела, движущиеся с большой скоростью. Эти уравнения имеют несколько решений. Одно из решений представлено в работе [6]. Рассмотрим другие решения, которые приводят к новым результатам.

Исходные уравнения

Для наглядности, следуя [3], рассматриваем тела шаровидной формы с характеристиками: r .- радиус /-го шара (i=1, 2,...), m. - масса шара, Am. - единичная масса (доля массы шара, отнесённая к единице её поверхности):

(1)

Принимается, что гравитоны выбрасываются из массы чередующимися всесторонними потоками со скоростью V, приводя к силе сжатияповерхности единичной массы Ада. и к действию потоков "п. на встречные тела. Согласно [3], указанные величины связываются следующим гравитационным (гравитонным) уравнением:

//

- _ Щ у _ Ьг\,ттУ _

М

А/;

(2)

г = ЧЩ

Ji 4

4кг

в результате

(4)

Пусть и ш2 два тела (/'= 1, 2), расстояние между центрами тяжести которых равно Я. Согласно выводу [3; 4] действия потоков п и ц2 этих тел друг на друга с учётом их рассеивания

на расстоянии R приводят к закону тяготения И. Ньютона

у

к

(5)

Примем закономерность изменения радиуса в виде:

I

п*V2

(7)

где р. = 7/ г. , п. , р. - обобщённые параметры податливости тел сжатию, зависящие от их физико-механических характеристик и торможения тел в гравитационном поле.

Полагаем, что изменяется также время выброса гравитонов А. до значений А/.. В результате гравитонное уравнение (2) преобразовывается к виду

(8)

где Ап. - количество гравитонов, выбрасываемых за время А1. с единицы поверхности шара, ш0. - включение массы Аш. на выброс одного гравитона, "п. = Ап/А. - количество гравитонов выбрасываемых с поверхности шара за единицу времени (условно - поток гравитонов).

В [3; 4] показано, что силы сжатия/. могут также выражаться через гравитационную постоянную у и значения ш. и г. по формуле

(3)

или, учитывая (6) и (2),

Уравнения (9), (10) допускают много вариантов значений п., ш0. , АГ Рассмотрим для примера два из них (1, 2).

1. Изменяются только значения г, а остальные параметры остаются без изменения (А. = А. , ш0. = ш0.). При этом из зависимостей (9), (10) следует

¿Л,- = Аг1/' 'У

А? А -г/ откуда, учитывая (4),

Л, =

у тру

4 щ т01Уг.

— К Т1,

ут1

' 4щ4$т01У '

(11)

(12)

2. Время на выброс гравитонов А. удлиняется, а значение

ш0 сокращается по зависимостям:

что указывает на возможность передачи притяжения тел потоками гравитонов.

Выбрасываемые из тела потоки гравитонов также действуют на окружающие тело гравитоны и формируют вокруг него гравитационное поле определённой плотности, которое перемещается вместе с перемещением тела.

Уравнение (2) и следующие из него зависимости (3)-(5) установлены без учёта влияния скорости движения тела на изменение потоков "п,.. Рассмотрим их трансформацию при учёте скорости движения тел.

Общее гравитонное уравнение и его отдельные решения

Пусть тело ш. движется со скоростями и. относительно своего начального состояния, соответствующего и. = 0. Полагаем, что при этом сила /. увеличивается до значений /. , приводя к деформированию тела. В результате, радиуса тела уменьшаются до значений г, что приводит к изменению единичных масс Аш. до значений:

(б)

.Г, А?, __ Г: Ч = А', ± = ; ти = т0, ^ = ттР,.

г, Р/ г,

откуда, учитывая (10) и (4),

(13)

(14)

(15)

Заметим, что параметры п., р. в зависимости (7) могут по разным направлениям несколько различаться, приводя тело к неравномерному сжатию и неравномерному выбросу гравитонов и, как следствие, к различным природным явлениям. Однако этот вопрос требует отдельного рассмотрения.

Сопоставляя зависимости (12) и (15) с зависимостью (4) можно заметить, что увеличение выброса потоков гравитонов при скорости движения тел равносильно увеличению массы ш. до значений ш. / р., что сказывается на притяжении тел.

На это увеличение массы при п¥= с в зависимости (7), где с - скорость света, впервые обратил в своих опытах Лоренц [7]. Формула Лоренца также используется в специальной теории относительности А. Эйнштейна в иной трактовке. Обзор этих работ дан, например, в [1; 2]. Однако представленная здесь трактовка с позиции гравитонной модели не рассматривалась. Случай равенства п¥=с, видимо, связан с торможением движущихся тел гравитационным полем Земли, в слабом гравитационном поле пп¥= V. При этом движущиеся

потоки световых частиц тормозятся гравитационным полем и увлекаются его движением, что сопровождается возникновением световых волновых потоков и их колебаний. Хотя модель не исключает возможной универсальности зависимости пУ=с.

Скорости типа и.(1 = 1,2,...) представляют скорости движения тел и их гравитационных полей относительно окружающих их гравитационных полей (обычно слабых вокруг полей больших масс и сильных внутри поля большой массы).

Заметим, что, если, например, два тела двигаются в пространстве без гравитационного поля, то и = и2 = и, где и - относительная скорость движения одного тела и его гравитационного поля относительно другого тела и его поля.

О притяжении движущихся тел

Пусть два тела т1 и т2 находились в исходных состояниях (при и = 0, и и2 = 0), а затем начали двигаться со скоростями

и и2 относительно этих состояний.

Рассмотрим взаимное притяжение тел на расстояниях Я между их центрами тяжести.

При этом потоки этих тел пип,вычисленные по формулам (11), (12) и (14), (15), на расстояниях Я будут изменяться. Обозначим изменяемые потоки на расстояниях Я в виде ц12 и П21. При этом необходимо учитывать два фактора: фактор рассеивания на расстоянии Я и фактор локального усиления внутри пространств (г. - 7 ). С учётом этих двух факторов потоки ц12 и ц21 составят

~ г; __ г; г;

4 ' П К: г. П /• Я ' г '' А' V/'

(16)

Потоки ц12 и ц21 пересекают единичные поверхности тел тг и т2. Общие потоки, которые обозначим П,^ и п,21, пересекающие полностью поверхности тел т1 и т2 , согласно [4] будут равны:

= Л/2 • 4кг22 ; = • 4пг/, (17)

ил и, учитывая (16),

4,2, ="

Я

4пг2г; _

4 иг; г; _ ■Л/.

Я

(18)

Я2

•1Ъ-

В зависимостях (4) для \ иц2 (при 1 = 1, 2) необходимо единичные массы т01 и т02 выразить через тд1 и т02, соответствующие скоростям и1 и и2 , согласно условиям, принятым для примеров 1 и 2.

Для примера 1, учитывая, что тд. ется условие (4), при этом

(1 = 1, 2), сохраня-

(19)

Сила ¥п, с которой потоки п,12 действуют на тело т, и сила ¥21, с которой потоки действуют на тело т, составляет

(20)

Полагаем справедливым действие третьего закона И. Ньютона для потоков гравитонов в виде «действие равно противодействию». При этом

И Л И = (-Ъ.( = ¥ ( . (21)

Подстановка (20) в (21) приводит к зависимости

р2 = ±_У 2т]т22

Г

(22)

откуда следует закон притяжения И. Ньютона (5). Это указывает на то, что выброс гравитонов по зависимостям (11), (12) носит локальный характер (оказывает действие только в областях г. - 7 и не сказывается за их пределами).

Рассмотрим пример 2, описываемый зависимостями (13М15).

В этом случае зависимости (19) записываются в виде

(23)

Выполняя преобразования (20), (21), приходим к зависимостям:

..-'...-'.„-'о о

Ъ. (24)

р2 = гт2,т]$, р.

Я

откуда

(25)

Таким образом, при действии факторов, описываемых зависимостями (13)-(15), сила притяжения между телами уменьшается и с увеличением скорости стремится к нулю.

Заметим, что если принять АТ. = А/. ТУ г. и т„. = т„. , то

г 1 1 1 1 01 01

придём к значению силы ¥, полученной в работе [6]. При этом значения силы ¥ с увеличением скоростей движения тел наоборот возрастают (в статье [6] только промежуточные локальные опечатки типа и12/У, и22 /V следует читать и12/У2, и22/V2). Аналогично в статье [4] формулу, из которой следует формула (8) этой статьи, следует читать л=%2г2содф/к

Зависимости (22), (25) и аналогичные зависимости работы [6] указывают на возможность существования различных гравитационных полей.

Заключение

Рассмотрено развитие реактивной гравитационной (гравитонной) модели притяжения тел при их движении с большими скоростями. Установлено, что при этом закономерности гравитонной модели претерпевают существенные изменения: усиливается выброс гравитонов, происходит сжатие тела и его утяжеление выбросами гравитонов без изменения массы, в области сжатия может удлиняться или укорачиваться время выброса гравитонов. Указанные изменения могут усиливать

или ослаблять эффект притяжения других тел или не сказываться на притяжении. Получены корректировки закона притяжения И. Ньютона в различных случаях. Полученное утяжеление тел выбросами гравитонов согласуется с данными опытов Лоренца. При определённых параметрах примера 2 рассматриваемая модель приводит к отдельным зависимостям специальной теории относительности, однако с иной физической трактовкой.

Литература

1. Грин, Б. Ткань космоса: Пространство, время и текстура реальности I Б. Грин; перевод с английского. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009.

2. Кемпфер, Ф.А. Путь в современную физику I Ф.А. Кемп-фер; перевод с английского. - М.: Мир, 1972.

3. Карпенко, Н.И. О реактивной природе сил тяжести I Н.И. Карпенко, С.Н. Карпенко. II Academia. Архитектура и строительство - 2014. - H 1. - С. 87-88.

4. Карпенко, Н.И. О физической природе формирования и передачи сил тяжести I Н.И. Карпенко, С.Н. Карпенко II Естественные и технические науки. - 2015. - H 14.

5. Karpenko, N.I. On Greating of Body Gravitational Attraction Jet Model. I N.I. Karpenko, S.N. Karpenko. II International journal of applied engineering research. - 2015. - Volume 10. - Pp. 25б99-25709. - ISSN 0973-45б2.

6. Карпенко, Н.И. О некоторых эффектах реактивной природы сил притяжения при больших скоростях движения тел / Н.И. Карпенко, С.Н. Карпенко // Academia. Архитектура и строительство - 2016. - № 1. - С. 98-100.

7. Забельский, Ф.С. Масса и её измерение / Ф.С. Забель-ский. - М.: Атомиздат, 1974.

Literatura

1. Grin B. Tkan' kosmosa: Prostranstvo, vremya i tekstura real'nosti / B. Grin; perevod s anglijskogo. - M.: Knizhnyj dom «LIBROKOM», 2009.

2. Kempfer F.A. Put' v sovremennuyu fiziku / F.A. Kempfer; perevod s anglijskogo. - M.: Mir, 1972.

3. Karpenko N.I. O reaktivnoj prirode sil tyazhesti / N.I. Karpenko, S.N. Karpenko. // Academia. Arhitektura i stroitel'stvo - 2014. - № 1. - S. 87-88.

4. Karpenko N.I. O fizicheskoj prirode formirovaniya i peredachi sil tyazhesti / N.I. Karpenko, S.N. Karpenko // Estestvennye i tehnicheskie nauki. - 2015. - № 14.

6. Karpenko N.I. O nekotoryh effektah reaktivnoj prirody sil prityazheniya pri bol'shih skorostyah dvizheniya tel / N.I. Karpenko, S.N. Karpenko // Academia. Arhitektura i stroitel'stvo - 2016. - № 1. - S. 98-100.

7. Zabel'skij F.S. Massa i ee izmerenie / Zabel'skij F.S. - M.: Atomizdat, 1974.

Карпенко Николай Иванович, 1936 г.р. (Москва). Доктор технических наук, профессор, академик РААСН. Академик-секретарь РААСН, главный научный сотрудник лаборатории «Проблемы прочности и качества в строительстве» НИИСФ РААСН. Научные интересы: физически нелинейная строительная механика и физика, теория деформирования и прочности бетона и железобетона при сложных напряжённых состояниях, диаграммные методы расчёта конструкций. Автор более 200 публикаций. Тел.: +7 (495) 482-40-18. E-mail: niisf_lab9@mail.ru

Карпенко Сергей Николаевич, 1978 г.р. (Москва). Доктор технических наук. Главный научный сотрудник лаборатории «Проблемы прочности и качества в строительстве» НИИСФ РААСН. Научные интересы: физически нелинейная строительная механика и физика, теория расчёта железобетонных конструкций при сложных напряжённых состояниях и приращениях. Автор более 100 научных публикаций. Тел.: +7 (495) 482-40-18. E-mail: niisf_lab9@mail.ru

Karpenko Nikolai Ivanovich, born in 1936. Moscow. Doctor of technical sciences, professor, academician of RAACS. Academician-secretary of the RAACS, chief research officer of thelaboratory "Problems of Strength and Quality in Construction" in the Research Institute of Building Physics of RAACS. Scientific interests: physically nonlinear construction mechanics and physics, the theory of deformation and strength of concrete and reinforced concrete in complex stress states, diagrammatic methods for calculating structures. The author of more than 200 publications. Tel.: +7 (495) 482-40-18. E-mail: niisf_lab9@mail.ru

Karpenko Sergey Nikolaevich, born in 1978. Moscow. Doctor of technical sciences. Chief researcher of thelaboratory "Problems of Strength and Quality in Construction" in the Research Institute of Building Physics of RAACS. Scientific interests: physically nonlinear construction mechanics and physics, the theory of calculating reinforced concrete structures in complex stress states and increments. Author of more than 100 scientific publications. Tel.: +7 (495) 482-40-18. E-mail: niisf_lab9@mail.ru