ПРИНЦИП ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ И ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ

Содержание

1. Вводная часть

2. Основная часть

2.1. Существо конфликта ПЭ с законом сохранения энергии

2.2. О возможных альтернативах ПЭ

2.3. Три положения для новой теории гравитации

2.4. Континуумальная кривизна и сохранение импульса

3. Заключительная часть

Список литературы

Рассмотрена ситуация, для которой принятие условия эквивалентности инертной и гравитационной масс приводит к явному конфликту с законом сохранения энергии. Предложена альтернатива классическому принципу эквивалентности.

“...пропорциональность между инертной и тяжелой массой
соблюдается без исключения для всех тел с достигнутой
до настоящего времени точностью, так что впредь до
доказательства обратного мы должны предполагать
универсальность этой пропорциональности...”

А. Эйнштейн, [1, с.95-96]

1. ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Истоки принципа эквивалентности тяжелой и инертной масс (ПЭ) восходят к исследованиям Галилея, который получил экспериментальные и нашел логические обоснования следующему результату: ускорение пробного тела в процессе свободного падения (в отсутствие трения) не зависит ни от веса тела, ни от его состава и внутреннего строения. Со временем данное положение обрело значение фундаментального физического принципа, постулирующего эквивалентность (строгое равенство) величин инертной и гравитационной масс для любых пробных тел и частиц.

Большинство современных теорий включают ПЭ в систему своих исходных постулатов, полагаясь на его корректность даже в спецрелятивистском пределе, то есть применительно ко всем компонентам полной массы пробных тел. В общей теории относительности ПЭ также учитывается без каких-либо ограничений. Более того, эйнштейновская формулировка ПЭ предполагает его "усиление" двумя положениями - принципом общековариантности [1, с.456] и фундаментальным для идеологии ОТО постулатом об идентичности "поля ускорения" полю тяжести [1, с.227]. Оба дополнительных положения при скрупулезном рассмотрении обнаруживают свою несостоятельность; об этом достаточно говорилось [2 - 7] .

В настоящей работе, на основе анализа мысленных экспериментов, сделана попытка показать существование границ применимости ПЭ в его исходной, т.н. “классической” формулировке. До настоящего времени претензии к классическому ПЭ не имели принципиального характера.

2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Существо конфликта ПЭ с законом сохранения энергии

Конфликт между ПЭ и законом сохранения энергии весьма наглядно проявляет себя в следующем мысленном эксперименте.

Ситуация 1. Пусть пробное тело массой m свободно падает в гравитационном поле. Начальный уровень падения обозначим уровнем А. На уровне В находится идеально упругая пружина, о которую ударится это тело. Кинетическая энергия, которой обладало тело до момента взаимодействия с пружиной, при взаимодействии с пружиной переходит в энергию деформации пружины. Энергию, запасенную пружиной в момент полной остановки тела, обозначим как DЕ1 .

Ситуация 2. Это же тело m медленно опускается на нити с уровня А на уровень В. Предположим, что другой конец нити связан с неким устройством, аккумулирующим всю энергию, выделяющуюся при опускании тела. КПД устройства положим равным единице. При опускании тела до уровня В устройством будет запасена энергия, величина которой относительно уровня В составит DЕ2 .

Так как начальные и конечные состояния и положения тел в ситуациях 1 и 2 совпадают, мы вправе ожидать равенства величин DE1 и DE2 - очевидного требования, вытекающего из закона сохранения энергии.

Энергия, как известно, является интегралом силы mg по пути s движения тела, т.е.

   ,   (1)

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: оценка дипломной работы, курсовые работы бесплатно.





1  2  3  4  5 | Следующая страница реферата