Материалистические начала натуральной физики
Физика
Краткий курс
Основные определения
Определение 1
Материя — объективная реальность, данная нам в ощущениях, т.е. во взаимодействиях с органами чувств , в т.ч. и при посредстве различных приборов.
Материя представлена двумя своими видами:
- вещество, т. е. делимая материя состоящая из дискретных частиц, поэтому одним из важнейших свойств вещества является его количественная мера;
- эфир, материя непрерывная и потому неделимая и безграничная. Ввиду неделимости эфир, в отличие от вещества, лишён количественной меры.
Определение 2
Физическая величина (ФВ) — разнообразные меры (измеримые свойства) материи, через которые она проявляет себя, через которые собственно и происходит познание материи.
Физические величины подразделяются на основные и производные.
Основными ФВ являются общие свойства всей материи, присущие ей всегда и везде и не зависящие ни от каких движений и взаимодействий, т. е. инвариантно сохраняющиеся.
Производные же ФВ характеризуют индивидуальные свойства материи, различные для разных её частей и изменяющиеся в зависимости от различных движений и взаимодействий. Все производные ФВ выражаются через основные в виде математической формулы, которая называется производящей формулой.
Определение 3
Масса — физическая величина, количественная мера материи, т. е. масса тела — это количество материи содержащейся в теле, а количество материи в единице объёма -это массовая плотность материи.
Масса инвариантна к любым движениям и взаимодействиям материи, т. е. является основной ФВ. Поэтому понятие «дефект массы» является ложью.
Определение 4
Пространство — трёхмерная физическая величина, единая для всей вселенной инвариантная мера геометрических свойств материи: её размеров, формы, положения и движения. Инвариантность пространства означает независимость этой физической величины от каких бы то ни было движений и взаимодействий материи, т. е. пространство является основной ФВ. Поэтому т. н. «преобразования Лоренца» применительно к пространству являются ложью. Ложью является также и гипотеза о «чёрных дырах», основанная на представлении о «искривлении пространства» - пространство, как мера геометрических свойств материи, является строго евклидовым.
Определение 5
Время — физическая величина, единая для всей вселенной инвариантная мера движения материи, т. е. время также не зависит от каких бы то ни было движений и взаимодействий материи и является основной ФВ. Поэтому и применительно ко времени т. н. «преобразования Лоренца» являются ложью.
Определение 6
Электрический заряд — физическая величина, мера свойства материи приводиться в движение электродвижущей силой, в отличие от силы механической, приводящей в движение массу материи. Электрический заряд, так же, как и выше перечисленные физические величины, не зависит ни от каких движений и взаимодействий, т. е. является инвариантом, т. е. основной ФВ, в отличие от электрического тока, который отражает лишь движение заряда и не сохраняется при взаимодействиях. Поэтому причисление электрического тока к основным ФВ является ложным.
Пояснение
Все вышеперечисленные физические величины являются основными, т. е. непосредственно характеризующими всю материю вселенной, и не зависят ни от каких частных движений и взаимодействий материи, в отличие от производных, например электрического тока, который характеризуют лишь движение эл. заряда в конкретном проводнике или среде.
Поэтому пространство, являющееся ФВ, но не самостоятельно существующей сущностью, не является вместилищем материи, оно само лишь её свойство, т. е. не эфир помещается в пространстве, а непрерывное пространство вселенной всего лишь геометрическое свойство непрерывного, и от того безграничного, эфира. А дискретная материя вещества размещается и движется не в «пустом пространстве», а в пространстве эфира.
Ещё одним принципиальным отличием основных физических величин, непосредственно связанным с их инвариантностью, является возможность изготовления физического эталона единицы измерения такой физической величины и её измерение прямым сравнением с эталоном единицы измерения, что принципиально невозможно для производных физических величин, измерение которых сводится к измерению основных ФВ и далее вычислению по производящей формуле, или же посредством измерительных преобразователей – термометров, гальванометров, спидометров и т.д.
Определение 7
Инерция — свойство материи противодействовать изменению своего движения. Это свойство присуще всей материи и проявляется как в механических, так и в электродинамических взаимодействиях.
Первое нестрогое определение инерции, как свойства материи противодействовать изменению своего движения, дал Ньютон - Определение 3 в Началах.
Пояснение
Данное свойство материи не является самостоятельной физической величиной, и не имеет самостоятельной единицы измерения, т.к. оно пропорционально либо массе для механической инерции, либо индуктивности для инерции электродинамической, т. е. мерой инерции являются масса в механике и индуктивность в электродинамике. Поэтому понятие «инерционная масса» ложно, масса непосредственно является только мерой количества материи, и уже попутно и мерой инерции вещественной материи, а также и мерой гравитации.
Определение 8
Гравитация — свойство взаимного притяжения материи пропорционально массе и обратно пропорциональное квадрату расстояния.
Пояснение
Данное свойство материи также не является самостоятельной физической величиной, и не имеет самостоятельной единицы измерения, т.к. оно пропорционально массе - количеству материи. Поэтому и понятие «гравитационная масса» также ложно.
ВсемФВ назначаются единицы измерения, выбор которых в принципе произволен, но для удобства использования произвольно назначают лишь единицы измерения основных ФВ, а единицы измерения производных назначают так, чтобы они выражались через основные без отличных от единицы коэффициентов, например единица измерения силы [Ньютон] = [кг*м/с²]. Выражение единиц измерения производных ФВ через основные называется размерностью ФВ.
Назначенные таким образом единицы измерения ФВ образуют систему единиц измерения ФВ. Наиболее употребительна в настоящее время международная система СИ.
Но одновременно употребляют и традиционные внесистемные единицы измерения, например сажень, потому что измерять любые ФВ можно хоть в «попугаях», важно лишь дать этому «попугаю» однозначное определение.
Энергия
Определение 9
Энергия — это способность материальной системы создавать движение или движением обмениваться.
Энергия, как способность системы создавать движение, называется потенциальной.
Энергия, как способность системы обмениваться движением, называется кинетической.
И нужно очень чётко понимать, что энергия — свойство именно материальной системы, но не отдельного тела, иначе не понять, как причаливает транспортный корабль, несущийся относительно Земли со скоростью 8 км/с, к космической станции, несущейся с такой же скоростью и потому оба тела «обладают» огромной кинетической энергией — на самом деле не обладают в этой системе они никакой энергией, ибо в системе станция-корабль скорость взаимного движения близка к нулю, соответственно и кинетическая энергия этой системы близка к нулю — нет в этой системе движения, которым можно обмениваться.
Вообще, поскольку кинетическая энергия принадлежит материальной системе, то её величина определяется массами обоих тел, т.н. «приведённой массой»:
Мприведённая =м1*м2/(м1+м2)
Когда обычно мы имеем дело с кинетической энергией тел относительно земли, то совершенно справедливо сокращаем массу земли, но абсолютно недопустимо забывать об этом, ведь именно приведённая масса определяет различность результатов столкновения автомобиля с бетонной стеной и с зазевавшейся вороной.
Так же и с потенциальной энергией: камень может быть поднятым только будучи лежащим на подставке или подвешенным; пружина может быть в сжатом состоянии только будучи заневоленой запорным устройством, в противном случае камень будет падать а пружина распрямляться, т.е. потенциальная энергия преобразовываться в кинетическую.
Законы движения материи
Первый закон — закон причинности любых изменений движения материи
Материя сохраняет своё состояние движения, пока и поскольку отсутствуют какие либо взаимодействия, стремящиеся изменить это состояние, или, как формулировал Ньютон, «всякое тело сохраняет своё состояние движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменять это состояние».
Следует отметить, что и тело, движущееся по орбите под действием центростремительной силы сохраняет своё движение пока на него не подействует другая приложенная сила, изменяющая его орбиту; сохраняется также и вращение тел вокруг собственного центра массы, т.е. упоминание равномерного и прямолинейного движения в формулировке Ньютона явно лишнее и несправедливо ограничивает область действия закона причинности.
Второй закон — закон инерции
Инерционное противодействие тела изменению своего движения в механике (сила противодействия) пропорционально его массе и возникающему при этом ускорению:
Fинерции = - ma.
В электродинамике инерционное противодействие изменению движения заряда (электродвижущая сила индукции) пропорционально индуктивности и скорости изменения эл. тока: Uиндукции = - L di/dt.
Третий закон — закон взаимности действия материи
Всякое действие вызывает равное и противонаправленное противодействие, т. е. действия материи всегда взаимны. Действие материи характеризуется величиной и направлением, т. е. оно является величиной векторной. Мерой взаимодействия является производная физическая величина СИЛА, которая по сути не является вектором, вектором является действие, характеризуемое величиной (=силой) и направлением. Сила же является мерой взаимодействия, и потому она одна для обоих действий, и представляет собой лишь модуль этих двух взаимодействий.
Наименование механической силы в системе СИ: Ньютон, с размерностью [кг*м/с2].
Наименование электродвижущей силы в системе СИ: Вольт, с размерностью [кг*м2/с2*Кл]
Пояснение
Все три закона, сформулированные Ньютоном для механических взаимодействий, справедливы также и в области взаимодействий электродинамических, т.е они общие для всей природы.
Никакие динамические взаимодействия в природе были бы невозможны без инерции — свойства материи противодействовать изменению своего движения.
