Все мы, знаем, что такое третий закон Ньютона: действие равно противодействию. Она известна под самыми разными формулировками, в зависимости от ситуации, обстоятельств, ситуации. Например, что посеешь – то и пожнешь, … (Примеры - шутка, но во всякой ш…)
Третий закон Ньютона между двумя материальными объектами определяется в виде уравнения
f ₁ ₂ = – f ₂ ₁ , (1)
где f ₁ ₂ – сила, с которой первый объект воздействует на второе,
f ₂ ₁ – сила, с которой второй объект воздействует на первое.
Наиболее просто этот закон применяется в отношении соприкасающихся объектов. В этом случае неважно, в каком пространстве они находятся – кривом или плоском.
Плоские пространства
Следующим по сложности применения этого закона является взаимодействие двух разнесенных в пространстве объектов. Здесь можно выделить плоские и не плоские пространство. Плоское и не плоское – это абсолютные свойства пространства. Примеры плоского пространств – околоземное пространство, Солнечная система, космическое пространство. Даже лист бумаги. Насчет "плоского" космического пространства у ученых есть сомнения – но в пределах галактик и даже скоплении галактик пространство почти плоское.
Особенностью плоского пространства является то, что ее всегда можно "параметризовать" через декартовы координаты. Это то же самое, что делали в школе, расчерчивая координатные сетки для графиков функции. Особенностью этих пространств является то, что численные значения элементов векторов, в том числе и направления, не меняются при их перемещении по пространству. Именно поэтому их можно сравнивать непосредственно по значениям в точке их приложения в соответствии с формулой (1). Такие пространства называются пространствами с нулевой кривизной.
Несмотря на свою простоту, математики (и физики тоже) умудряются усложнить свою работу, выбирая "кривую" координатную сетку. Например, полярную, сферическую, цилиндрическую, … Даже ускоренную. Но они знают, с чем они имеют дело – и с пользой для себя (и теории) выходят из этого "трудного" положения.
Не плоские пространства
Пример не плоского пространства – поверхность Земли. Считается, что рядом с очень массивными космическими объектами пространство также не плоское. И даже время меняет скорость своего хода. Если в плоском пространстве физики сознательно усложняют свою задачу, применяя криволинейные координаты, то здесь принципиально невозможно применение "плоских" декартовых координат. Такие пространства называются "римановыми".
Для произвольных пространств, или даже обозначенных выше пространств, но произвольно размеченных (т.е. с произвольно наложенной координатной сеткой), тоже возможно формулирование третьего закона Ньютона. Но только если возможно однозначное сравнение силовых векторов, приложенных к разным (разнесенным в пространстве) объектам. Перемещение вдоль различных линий в произвольных пространствах может привести к различным результатам сравнения. Наличие сил инерции еще более усложняет формулировку закона. Но даже в этом случае возможно определить процедуру сравнения вдоль так называемой прямой линии или геодезической, соединяющей две точки, с учетом сил инерции для каждой точки. В противном случае сложно определить понятия параллельности и перпендикулярности разнесенных в пространстве векторов.
Область использования
Обязательным условием применения закона противодействия является условие одномоментности учитываемых сил независимо от взаимного расположения и движения точек. Все это соответствует представлению о бесконечной скорости распространения взаимодействия. В противном случае третий закон Ньютона может быть соблюден только для стационарных условий. А это – все равно что "смерть" для закона. Не бывает Мира без движения.
Действительно, пусть два тела взаимодействуют и одновременно перемещаются. Если бы они не перемещались – то, независимо от времени, их взаимодействие установилось бы и больше не изменялось. Но вот они начали перемещаться – а информации об этом другое тело получит только через ед.времени. И они об этом узнают через это же время. А все это время сила взаимодействия была не адекватной закону равенства действия и противодействия.
Можно ли спасти закон действия и противодействия?
Насколько это может повлиять на нас, жителей Земли? Никак - при непосредственном контактном взаимодействии. Ну а для не контактного взаимодействия - например, электромагнитного - можно взять расстояние, например, 10 м - время взаимодействия будет равно
Δt = L/c = 10м/300 000 000 000м/с = 3*10[-10] c.
Настолько малое время, что практически можно пренебречь. Практически - но не для физиков.
Будет продолжение.
Ссылка на мою статью Как написать формулы в статье на Дзен?
Мои странички на Дзен: https://zen.yandex.ru/id/5e036c95fc69ab00aecfe6e9
Если хотите узнать, что обозначает слово или словосочетание, в ОПЕРЕ выделите это слово(сочетание), нажмите правую клавишу мыши и выберите "Искать в ...", далее - "Yandex". Если это текстовая ссылка – выделите ее, нажмите правую клавишу мыши, выберите "перейти …". Все! О-ля-ля!
Если вам понравилась статья, то поставьте "лайк" и подпишитесь на канал! Если не понравилась – все равно комментируйте и подписывайтесь. Этим вы поможете каналу. И делитесь ссылками в ваших соцсетях!