Всеобщий физический закон природы «Противодействие равно действию»

[Фёдор Менде]

Всеобщий физический закон природы «Противодействие равно действию»

   Существует три основополагающих закона механики, которые предложил Ньютон. Вот как они изложены в переводе «Начал» под редакцией Л. С. Полака.

Закон I

Всякое тело продолжает удерживаться в своём состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.

Закон II

Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.

Закон III

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

   Принято считать, что третий закон предполагает статическое взаимодействие двух тел. Но так ли это? В описании этого закона сам Ньютон приводит пример, когда лошадь тянет камень. При этом он указывает, что движению лошади вперёд оказывает сопротивление натянутого каната. В свою же очередь натяжение каната побуждает движение камня вперёд. Следовательно, Ньютон предполагает распространение этого закона и на движущиеся объекты. Более того, он рассматривая соударение двух упругих тел и указывает, что при этом происходит не равное изменение  скоростей, а изменение их количества движения. Следовательно, таким утверждением  он вводит закон сохранения импульса.
   При таких пояснениях совершенно неясно, почему в существующей научной литературе третий закон Ньютона относят только к статическому взаимодействию тел.
   В такой постановке вопроса второй закон Ньютона является лишь дополнением к третьему, указывая на то, каким образом происходит изменение количества движения при действии на тело приложенной силы.
Полемика по интерпретации  второго закона была начата в теме http://bolshoyforum.com/forum/index.php?topic=529327.0 , когда глобальный модератор Алекспо резко выступил против предложения А. М. Петрова, считать второй закон Ньютона частью его третьего закона, и распространить третий закон и на динамические системы. Из сказанного следует, что А. М. Петров только подтвердил разъяснения самого Ньютона. Таким образом, третий закон Ньютона распространяется на ускоренное движение, как и указывает А. М. Петров.
   Двигаясь дальше в этом направлении, можно утверждать, что третий закон Ньютона распространяется и на вращательное движение, например движение спутников, когда в ответ на гравитационную силу, действующую на спутник, возникает противодействующая сила инерции, и эти силы уравновешивают друг друга.
   Как и указывает сам Ньютон, третий закон распространяется и на движение с трением, когда сила трения уравновешивается силой тяги. Укажем, что силой тяги может быть и сила инерции. При этом тело будет двигаться с замедлением.

[Фёдор Менде]

Вношу поправку. Я не прав в том, что третий закон Ньютона распространяется только на статические системы. Но это не отменяет всего сказанного далее.

[Петров А. М.]

Всеобщий физический закон природы «Противодействие равно действию»
Закон III
Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе – взаимодействие двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны.

Принято считать, что третий закон предполагает статическое взаимодействие двух тел...

Действительно, так принято. Но "тайком", негласно или неофициально. Путём утверждений, что Даламбер искусственно перенёс из статики в динамику свой знаменитый принцип, включающий в силовой баланс по третьему закону Ньютона якобы фиктивные силы инерции, благодаря чему силовой баланс в динамике становится таким же нулевым, как и в статике.
Так вот: силы инерции хотя и специфичны, т.е. принципиально отличны от других сил, но отнюдь не фиктивны, а имеют чёткий физический смысл, доступны инструментальному измерению (не говоря уже о "данности их в ощущениях" человеку и животным в сложных динамических ситуациях) и равноправны с другими силами в общем силовом балансе любой динамической задачи.
А значит, нет оснований и для того, чтобы член дифференциального уравнения, включающий вторую производную по времени от координаты (от которой зависит сила инерции), искусственно отделять от членов уравнения, включающих координаты и скорости (от которых зависят другие силы, функционально связанные  друг с другом и, естественно, с силой инерции). Такая искусственная "подгонка" задачи под второй закон Ньютона никак не сказывается на способе её решения: дифференциальные уравнения всё-таки решаются по правилам математики, а не по выдуманным физиками-теоретиками, с целью самоутверждения, а не в интересах дела, методологическим "надстройкам" над этими уравнениями.

[Олег Владимирович Лавринович]

Действительно, так принято. Но "тайком", негласно. Путём утверждения, что Даламбер искусственно перенёс из статики в динамику свой знаменитый принцип, включающий в силовой баланс по третьему закону Ньютона якобы фиктивные силы инерции, благодаря чему силовой баланс в динамике становится таким же нулевым, как и в статике.
Так вот: силы инерции хотя и специфичны, т.е. принципиально отличны от других сил, но отнюдь не фиктивны, а имеют чёткий физический смысл, доступны инструментальному измерению (не говоря уже о "данности их в ощущениях" человека и животных в сложных динамических ситуациях) и равноправны с другими силами в общем силовом балансе любой динамической задачи.
А значит, нет оснований и для того, чтобы член дифференциального уравнения, включающий вторую производную по времени от координаты (от которой зависит сила инерции), искусственно отделять от членов уравнения, включающих координаты и скорости (от которых зависят другие силы, функционально связанные  друг с другом и, естественно, с силой инерции). Такая искусственная "подгонка" задачи под второй закон Ньютона никак не сказывается на её решении: дифференциальные уравнения всё-таки решаются по правилам математики, а не по выдуманным физиками-теоретиками, с целью самоутверждения, а не в интересах дела, методологическим "надстройкам" над этими уравнениями.

Простите, а чем таким они специфичны? Если рассматривать взаимодействие тел, то увидим деформацию сопровождающуюся уплотнением вещества. Все деформации получаются при взаимодействии тел.И эти деформации имеют исключительно инерционное происхождение. Оно в Природе , единственное. Нет взаимодействия , нет и деформаций , не работает модель сил .

[Dachnik]

Не понимать Ньютона, это вооще  , да еще трактовать по Менде.
Разве Ньютон  писал, что когда лошадь тащит сани с ускорением, сила тяги лошади равна силе трения. ?
Может это Поллак писал, а не Ньютон.
Или Пупкин подсуетился, подействовал на Поллака.
Когда совершается действие по выносу мусора, то кто же будет противодействовать.

[Петров А. М.]

Простите, а чем таким они специфичны? Если рассматривать взаимодействие тел, то увидим деформацию сопровождающуюся уплотнением вещества. Все деформации получаются при взаимодействии тел. И эти деформации имеют исключительно инерционное происхождение. Оно в Природе единственное. Нет взаимодействия, нет и деформаций, не работает модель сил .

Силы инерции специфичны тем, что они пропорциональны ускорению. Нет ускорения,нет и сил инерции.
А деформации (с силами, подобными упругим силам при сжатии пружины) могут возникать и при нулевых (или пренебрежимо малых) ускорениях и скоростях, т.е. без участия сил инерции и диссипации.

[Петров А. М.]

Я упрекаю вас в категорическом непонимании Ньютона.
И советую задуматься над моими разъяснениями.

Над каким из двух, приводимых ниже, противоположных по смыслу и взаимоисключающих друг друга Ваших разъяснений нам следует призадуматься в первую очередь?

1.   Цитата: Alexpo от 23 Мая 2017, 19:15:23
Вот это –
Цитата: Петров А. М.:
"Тело, ускоряемое внешней силой F=ma, реагирует на своё ускорение силой противодействия" –
исключительно ваша выдумка, не соответствующая современным физическим представлениям.

2. Цитата: Alexpo от 24 Мая 2017, 11:42:55
Обратное воздействие (ускоряемого рукой тела) на руку, разумеется, есть…

[Олег Владимирович Лавринович]

Силы инерции специфичны тем, что они пропорциональны ускорению. Нет ускорения,нет и сил инерции.
А деформации (с силами, подобными упругим силам при сжатии пружины) могут возникать и при нулевых (или пренебрежимо малых) ускорениях и скоростях, т.е. без участия сил инерции и диссипации.

Не принимаете ли Вы телегу вместо лошади? Ускорение, это неоднозначная штука. Ускорение видит наблюдатель. Это внешний эффект, эмпирический. Типа, цены на картошку. А что во взаимодействующих? Только деформации и сопутствующие им теоретически  силы. Они могут быть уравновешены другими внутренними или не уравновешенными, тогда тело ускоряется относительно внешнего наблюдателя. А относительно внутреннего , тело просто возвращается в ненапряженное состояние, часто, для упругих тел проскакивая точку равновесия.
Если не трудно, загляните в мою тему http://bolshoyforum.com/forum/index.php?topic=536912.0  не хочу посты дублировать. Там есть любезно предоставленные оппонентами картинки взаимодействия мяча с препятствием в замедленной съемке.И мои пояснения к ним.
Забыл упомянуть, что ускорение ,даже как внешний эффект логически вторично. Сперва деформации, потом силы и уж потом ускорение.

[Олег Владимирович Лавринович]

Не понимать Ньютона, это вооще  , да еще трактовать по Менде.
Разве Ньютон  писал, что когда лошадь тащит сани с ускорением, сила тяги лошади равна силе трения. ?
Может это Поллак писал, а не Ньютон.
Или Пупкин подсуетился, подействовал на Поллака.
Когда совершается действие по выносу мусора, то кто же будет противодействовать.

Уважаемый Дачник! Ваше ерничанье , это и есть, ёрничание дачника, который видит и думает только от сих до сих в пределах остатков школьных познаний. Для понимании механики нужно еще уметь представлять физическую картину от анализа до синтеза. А Вы тут просто кино с соседкой обсуждаете.
Обижаете оппонента , захламляете дискуссию.

[Петров А. М.]

Не принимаете ли Вы телегу вместо лошади? Ускорение, это неоднозначная штука. Ускорение видит наблюдатель. Это внешний эффект, эмпирический. Типа, цены на картошку...
Забыл упомянуть, что ускорение, даже как внешний эффект, логически вторично. Сперва деформации, потом силы и уж потом ускорение.

Ничего себе "внешний эффект"!  Скажите это лётчику-истребителю, выполняющему фигуры высшего пилотажа.
На видеозаписи видно, как при перегрузках изменяется до неузнаваемости его лицо. Какое нужно иметь крепкое здоровье, чтобы воздействие таких центростремительных и ответных им центробежных сил инерции выдерживать!
Ну, и подумайте ещё раз о причинно-следственной связи, вытекающей из определения силы инерции (Большой энциклопедический словарь):
"Сила ИНЕРЦИИ, векторная величина, численно равная произведению массы m материальной точки на её ускорение a и направленная противоположно ускорению:
Fi = –ma ".

[Dachnik]

Уважаемый Дачник! Ваше ерничанье , это и есть, ёрничание дачника, который видит и думает только от сих до сих в пределах остатков школьных познаний. Для понимании механики нужно еще уметь представлять физическую картину от анализа до синтеза. А Вы тут просто кино с соседкой обсуждаете.
Обижаете оппонента , захламляете дискуссию.

В любой дискуссии, вы просто невежа, возомнивший себя физиком.
Дискуссия в этой теме, это для большинства диспут, на котором каждый строчит, как он хочит, даже не читая оппонентов. +@>

[Олег Владимирович Лавринович]

В любой дискуссии, вы просто невежа, возомнивший себя физиком.
Дискуссия в этой теме, это для большинства диспут, на котором каждый строчит, как он хочит, даже не читая оппонентов. +@>

Ди, означает двое. Каждый строчит, это монологи. Вы, экстрасенс, и на расстоянии мои "воображения" видете. Обсуждайте, что пишу, а, меня, отдельно. Аргументов у Вас  нет, вот и колбасит Вас.

[Lons]

Вношу поправку. Я не прав в том, что третий закон Ньютона распространяется только на статические системы. Но это не отменяет всего сказанного далее.

Всем известна динамическая система -- паровоз, трогающий состав от перрона стации. Разве в сцепке между локомотивом и первым вагоном нет равенства сил действия и противодействия? Конечно же, ЕСТЬ. А вот между первой сцепкой и второй (первый вагон со вторым) равенства уже нет: спереди первый вагон тянет бОльшая сила, чем сзади его тянет хвост поезда. За счёт этой разницы в силах масса первого вагона и получает своё законное ускорение. Здесь все силы, направленные против хода, суть силы ОБЪЕКТИВНОЙ ИНЕРЦИИ (в отличие от официально признанных фиктивных сил инерции). Вот любопытный диалог в теме "Альтернатива":

... неоднократно я вам объяснял, что современная физика при рассмотрении движения тела под действием силы не говорит о совершении работы против сил инерции, которых нет в этом контексте. В литературе вы не найдете таких формулировок. Принято говорить о затрате работы силы на создание движения, разгон тела, увеличение кинетической энергии.
Так что в стволе сила пороховых газов совершает работу, которая  состоит из двух частей: работу против сил сопротивления/трения, и работу на разгон.

     Lons: Ловко однако. "Сила пороховых газов" совершает работу против СИЛЫ трения, но эта же самая "сила пороховых газов" совершает работу не против силы а просто "на разгон". Эта ваша словесная эквилибристика не отменит положений механики. В частности, работа любой силы совершается ПРОТИВ СИЛЫ. Итак, доцент, за вами остаётся должок механике: против какой силы совершает работу сила давления пороховых газов при разгоне пули в стволе?

                                       Ответа пока не последовало! 

[Петров А. М.]

Студенты пишут второй закон как дифференциальное уравнение и решают его. Сам много лет учил студентов как это делать… Вот посмотрите
http://www.math24.ru/%D0%B2%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B9-%D0%B7%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD-%D0%BD%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%B0.html

Посмотрели. Спешим поделиться впечатлениями.
В достаточно общем (но, конечно, не самом общем) случае мы можем иметь дифференциальное уравнение движения, в котором присутствуют члены (слагаемые), зависящие (допустим, по отдельности) от времени, от координаты, от скорости и от ускорения. Чёткую физическую интерпретацию такому уравнению движения даёт его представление в виде баланса (суммы) сил действия и противодействия,  с отнесением данной динамической задачи к области компетенции третьего закона Ньютона.
Но есть и другой путь, при котором член дифференциального уравнения, зависящий от второй производной по времени, выносится в отдельную часть уравнения и, не взирая на его функциональные связи с другими членами уравнения, фиктивно провозглашается пропорциональная зависимость этого члена от суммы остальных членов уравнения, как бы в соответствии со вторым законом Ньютона.
Естественно, решается уравнение всё-таки по законам математики, а не физического фантома, каковым здесь невольно оказывается второй закон Ньютона, выступающий  в роли "пришей кобыле хвост".
И, конечно, после крупнейших афёр ХХ века, провёрнутых Эйнштейном с его СТО и ОТО, такое мелкое мошенничество с "пересортицей" законов механики Ньютона представляется детской забавой.

[Dachnik]

Всем известна динамическая система -- паровоз, трогающий состав от перрона стации. Разве в сцепке между локомотивом и первым вагоном нет равенства сил действия и противодействия? Конечно же, ЕСТЬ. А вот между первой сцепкой и второй (первый вагон со вторым) равенства уже нет: спереди первый вагон тянет бОльшая сила, чем сзади его тянет хвост поезда. За счёт этой разницы в силах масса первого вагона и получает своё законное ускорение. Здесь все силы, направленные против хода, суть силы ОБЪЕКТИВНОЙ ИНЕРЦИИ (в отличие от официально признанных фиктивных сил инерции). Вот любопытный диалог в теме "Альтернатива":

     Lons: Ловко однако. "Сила пороховых газов" совершает работу против СИЛЫ трения, но эта же самая "сила пороховых газов" совершает работу не против силы а просто "на разгон". Эта ваша словесная эквилибристика не отменит положений механики. В частности, работа любой силы совершается ПРОТИВ СИЛЫ. Итак, доцент, за вами остаётся должок механике: против какой силы совершает работу сила давления пороховых газов при разгоне пули в стволе?

                                       Ответа пока не последовало!  

Да охота ему, что то вам доказывать.
Когда паровоз трогает с места первый вагон, его сила тяги больше силы трения сдвига с места, которое больше трения качения. Откуда у вас равенство есть.
Потому машинист сначала осаживает состав, а потом дергает их по одному.
Иначе сам забуксует.

Работа силы, против силы трения означает работу силы (F - F_трения)*путь.
И над чем тут хохотать, как  

[Фёдор Менде]

В одноимённой теме на моём форуме http://bolshoyforum.com/forum/index.php?topic=537930.0 выяснилось, что Алекспо занимается подлогом, читайте посты
http://bolshoyforum.com/forum/index.php?topic=537930.msg7284555#msg7284555
http://bolshoyforum.com/forum/index.php?topic=537930.msg7284955#msg7284955

[Lons]

Да охота ему, что то вам доказывать.
Когда паровоз трогает с места первый вагон, его сила тяги больше силы трения сдвига с места, которое больше трения качения. Откуда у вас равенство есть. Потому машинист сначала осаживает состав, а потом дергает их по одному.
Иначе сам забуксует. Работа силы, против силы трения означает работу силы (F - F_трения)*путь.
И над чем тут хохотать, как  

Хохотать над силами трения, канешно. Нет трений, нет осаживаний-насаживаний. Вместо допотопного паровоза -- современный электровоз, у которого вращающий момент моторов ненулевой даже при нулевой стартовой скорости. Ферштеен? В каждой сцепке -- полный баланс сил, но тем не менее поезд НАБИРАЕТ СКОРОСТЬ!
     Поскольку Доцент молчит, то вопрос к Дачнику: против каких сил совершает положительную работу тяга локомотива??

[Фёдор Менде]

ЛИЧНО это наблюдал! станция после Нижних Котлов-Коломенская вроде?
там сцепщик товарных  вагонов як обезьяна скакал по  буферам!
 а машинист  НИХТ паровоза-лонс!
перманент ДЁРГАЛ  ЗА  РЫЧАГИ? ШТУРВАЛ  -ГРОХОТ стоял НАТЮРРЛИХ!  
певунов не врёт  дёргался товарняк- можно  было даже под составом проскочить на УРА! к электричке

То что Вы наблюдали это способ при наличии тягача малой мощности тянуть за собой тяжелый состав. Этот способ даёт возможность не ускорять все вагоны состава одновременно, а делать это поочерёдно.

[Олег Владимирович Лавринович]

Федор! Ну, хоть, понимаешь, что сжатая пружина распрямляется под действием внутренних сил?
Если такую сжатую пружину поставить на пол и отпустить, она подпрыгнет.А баланс сил при этом показывает, из-за чего. В месте касания пола сила действия равна противодействию ,уравновешена. Следовательно неподвижный пол и место контакта  пружины  не могут служить причиной ускорения. Остается  та, внутренняя, сила упругости, которая направленна вверх и не скомпенсирована .
 Без пола такой расклад мы вызвать не умеем (пол, внешнее по отношению к пружине тело), поэтому и работает закон, описывающий феномен взаимодействия по внешним признакам. Внешнее тело , лишь причина вызвать деформацию, а дальше ... всё так, тильки тилечку не так, ка приучили нас  считать.
Но представить себе это, кто  запрещает?

[Dachnik]

Хохотать над силами трения, канешно. Нет трений, нет осаживаний-насаживаний. Вместо допотопного паровоза -- современный электровоз, у которого вращающий момент моторов ненулевой даже при нулевой стартовой скорости. Ферштеен? В каждой сцепке -- полный баланс сил, но тем не менее поезд НАБИРАЕТ СКОРОСТЬ!
     Поскольку Доцент молчит, то вопрос к Дачнику: против каких сил совершает положительную работу тяга локомотива??

Для того, чтобы скорость была нулевой, при работающем двигателе, надо сцепление выжимать, или не на скорости рычаг коробки скоростей держать..
Тогда вращающий момент на колесах будет нулевой.

Тяга локомотива должна пересилить силу трения и инерцию состава, чтобы набрать скорость, а потом должна быть равна ей, чтобы не превысить установленную скорость на данном участке..
Тогда работа равна силе тяги F на путь S    A = F*S
Силы трения и инерции уже не при делах.
Силы, направленные против перемещения работы не совершают.
Сила трения только уменьшают путь при ускорении, уменьшает ускорение, потому как
\[a = \frac {F - F_{трения}}{m}\]
А путь будет \(at^2/2\), но и сила тяги будет больше, но в пределах силы трения о рельсы на ведущих колесах.

А теперь внимательно  "=?
Сейчас действие обозначают как работа * время работы А = джоуль * t
Размерность \(кг*\frac {метр^2}{сек^2}*t = (кг*\frac {метр}{сек^2}*t)*метр\) = импульс силы на путь.  \(кг*\frac {метр}{сек^2}*t = ma*t = F*t\)  = импульс силы
То есть действие = сила * время действия силы * путь.

Просто сила на путь  A = F*S не то.