Deceptive simplicity of relative movement. Обманчивая простота относительного движения.

Эспри Де Лэскалье

Принцип относительности механического движения Галилея или Эйнштейна, гласит, что если две инерциальные системы движутся друг относительно друга, то независимо от их движения, все законы физики в них будут выполняться одинаковым образом. (У Галилея – законы механики, у Эйнштейна – любые)
На более понятном языке это значит, что если поезд движется равномерно и прямолинейно относительно перона, то с тем же успехом мы можем сказать, что поезд стоит, а перон движется относительно него. Нередко этот принцип используется и при выводе неких формул, когда «для удобства» формула выводится из  неявного предположения, что абсолютно безразлично, ЧТО в нашей системе координат движется прямолинейно и равномерно, а ЧТО относительно неё покоится.
Вот тут и совершается часто роковая ошибка. 
Допустим некое тело движется в некой среде. Например рыба в воде или птица в воздухе. По идее, вроде бы  мы можем сказать, что рыба стоит, а вода вокруг неё движется. Аналогично, птица неподвижно висит в воздухе, а сам воздух летит мимо неё..
Выглядит разумно и логично?
На самом деле здесь совершается неосознанная подмена одного понятия другим:
Принцип относительности движения ПОДМЕНЯЕТСЯ  далеко не убедительным и неверным, но неявно принимаемым, ПРИНЦИПОМ  ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ тела со средой. А последнего принипа нет и быть не может, ибо ситуации – РАЗНЫЕ!

Например в химии. Помню из уроков, что смешивать серную кислоту с водой нельзя  путём подливания воды в склянку с концентрированной серной кислотой, а надо подливать кислоту в склянку с водой. Вроде бы, какая разница? Аддитивность: От перемены мест слагаемых сумма не изменится. А окзаывается, что из-за сильного разогрева смеси вода может начать кипеть на поверхности слоя серной кислоты и разбрызгивать кислоту, что опасно для экспериментатора.
Фактически, здесь НЕЯВНО вводится неверный Принцип Эквивалентности Взаимодействия двух тел или сред.

Другой пример. Представим себе отрезок некой трубы, в стенке которой проделано небольшое отверстие и в него ввинчен манометр, показывающий давление на стенку воды, находящейся в ней или протекающей по ней. Если мы этот отрезок поместим в систему трубопровода, по которому довольно быстро течёт вода, то наш манометр начнёт показывать некое давление воды на стенки трубы. Теперь выберем этот отрезок и, погрузив его в воду, будем его двигать в воде так, чтобы вода протекала через него с той же скоростью, что и трубопроводе. Вроде бы скорости одинаковые, но манометр будет показывать совершенно разные давления.
Для большего сходства уточним и конкретизируем этот опыт. Допустим, статическое давление (при неподвижной воде в трубопроводе – одна атмосфера).  Когда вода в нём начала двигаться, давление, естественно, упадёт.
Погрузим отрезок на глубину десять метров, то есть манометр будет показывать то же статическое давление, как и в случае закрытого трубопровода. Теперь начнём двигать трубу, так, чтобы вода протекала по ней с той же скоростью, что в трубопроводе. Каковы будут показания манометра? Они не изменятся и останутся прежними.
Этот простенький опыт показывает, что, хоть и в смысле относительного движения среды и тела  ситуации одинаковы, эффекты будут различными!
То есть мы видим, что схожесть кинематическая (и там и там вода и труба движутся друг относительно друга с теми же cкоростями), тем не менее, не есть  схожесть физическая двух ситуаций.
Это та ошибка, которую мы допускаем, неправомерно используя некий принцип эквивалентности к ситуациям, КАЖУЩИМСЯ ЭКВИВАЛЕНТНЫМИ, но на деле — НЕЭКВИВАЛЕНТНЫМ.

«Не столь благотворна истина, сколь зловредна её видимость»
Франсуа де Ларошфуко 
5 XII 20

P. S. Из иллюстрации эксперимента, подтверждающего закон Бернулли, изъята средняя часть трубки, которая и фигурирует в заметке.

Но возникает другой интересный вопрос:

ЧТО будут показывать манометры, если эту трубку с уширениями на концах, опустить в воду и двигать её относительно стоячей воды?

На рисунке поток движется справа налево. Опустим трубку в воду и начнём двигать её со скоростью потока, но слева направо. В правом, «носовом», переднем отсеке трубы давление будет выше статического, ибо следует учитывать напор воды, набегающей на сужающуюся часть трубы.

В тонкой трубе будет статическое давление, то есть то, какое в ней было, когда мы просто опустили всю трубку на определённую глубину в воду. В задней уширённой части трубы давление будет тоже статическим. Возможно, несколько пониженным.Такая, на мой взгляд, будет разница между общеизвестным опытом и здесь предлагаемым.

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s