Нет такой общей точки.
Сказав, что есть два тела -- верёвка и груз -- Вы все точки поделили между ними на те, что относятся к верёвке и те, что относятся к грузу.
Если Вы говорите, что есть общая точка, то тем вы говорите, что есть одно тело -- верёвка с грузом.
Тогда центростремительная сила приложена к другому концу верёвки, а центробежная -- к центру вращения.
Что-то за общими рассуждениями мы с Вами отклонились в сторону. Вы вроде бы всё правильно сказали. Только как этим объяснить или опровергнуть равновесие центробежной и центростремительной сил в любой точке, находящейся на радиусе при равномерном вращении? Кстати, вы не только возражаете мне. Вы противоречите классикам, которых никак не упрекнешь в нелюбви к матанализу.
У них встречается и равновесие центробежной и центростремительной силы, и центробежная сила, действующая именно на тело. Я поначалу было засомневался, может быть, я что-то напутал, т.к. Вы показались мне человеком серьёзным и грамотным. Пришлось даже, ещё раз обратится к первоисточникам. Хотите, приведу точные ссылки или цитаты?
А пока просто вопрос. Пусть будет одно тело – длинный стержень, закреплённое одним концом на оси вращения. Мы можем для любой точки этого тела, лежащей на его продольной оси рассмотреть условие равновесия при равномерном вращательном движении?
На моё высказывание: «Давайте рассмотрим в принципе. Пусть нет равновесия, т.е. состояния покоя, а ускорение проявляется в направлении противоположном скорости. При этом относительно фиксированной неподвижной точки отсчёта направление скорости не меняется. Зато меняется величина скорости, что эквивалентно появлению другой скорости в направлении противоположном первой», Вы ответили:
«Не совсем: эквивалентно появлению не скорости, а изменения (приращения) скорости в направлении, противоположном скорости -- оно и есть ускорение (замедление в данном случае»).
Это не совсем существенная поправка, если иметь в виду, что кроме постоянной скорости есть ещё и переменная скорость. Можно считать, что в направлении противоположном движению появляется встречное движение с переменной скоростью. Пусть это будет математическая модель, а то меня упрекают, что я отрицаю матанализ. EEater, например.
Ваша реплика: «Физика отвечает на вопрос "как?"».
На мой взгляд, это привело к методологическому кризису в физике. Только «как?» мало помогает в познании действительности. Не зная «почему?» мы не сможем точно сказать и «как?». Иначе бы мы с вами не спорили по вопросам, которые считаются давно решёнными.
На моё высказывание: «движение будет происходить в новом направлении, совпадающем с результирующей силой и результирующим ускорением», Вы ответили:
«Этого не будет, если центр притяжения не будет двигаться определённым образом.
В большинстве случаев, и в случае движения вокруг неподвижного центра в частности, такого не случится.
Тут нет парадоксов».
Мы с вами ещё не касались физического механизма изменения скорости по направлению. С точки зрения существующей математической модели движения тела по окружности всё до безобразия просто и думать не о чём не надо. Приложил к телу центростремительное ускорение, и дело в шляпе. Крутись себе тело на здоровье.
Утверждение, что любое ускорение проявляется в направлении результирующей силы не у кого не вызывает возражений, если речь идёт о начале движения из состояния покоя (с учётом ваших поправок) или о прямолинейном движении. Поскольку криволинейных векторов скорости не бывает, то для криволинейного движения не придумали ничего лучше как центростремительное ускорение. Оно идеально подходит для математического анализа (модели), но не выдерживает качественного анализа. Качество действия сил в физике не зависит от вида движения, в котором они участвуют или проявляются, не так ли?
Есть две силы – сила инерции прямолинейного свободного движения, т.к. в каждой точке окружности тело движется по касательной (не путать с центробежной силой, которую Вы предлагаете не рассматривать) и центростремительная сила. Но ускорение телу, по Вашему мнению, сообщает только одна из них – центростремительная. Как Вы говорите, ускорение «обязано» появиться только в направлении центра, т.е. без учёта инерции движения тела и его свободной скорости. Как это понимать? А про инерцию движения, почему забыли? Вы же сами говорили:
«До момента начала действия силы тело могло уже двигаться свободно -- тогда картина совсем иная».
Что значит иная? Неужели вы считает, что если на свободно движущееся тело подействовать силой перпендикулярной скорости тела, то оно полетит по кругу? Нет, конечно. Нужен ещё и механизм поворота этой силы в сторону предполагаемого центра вращения (не путать с поворотом вектора скорости). Но и этого недостаточно.
Это в классической математической модели движения по окружности линейное «ускорение ни к чему кроме изменения направления не приводит». (Ваши же слова).
Со свободно летящим телом так не получится. Кроме того, что изменится направление скорости, изменится ещё и её величина в большую сторону. Объясните, как вы собираетесь её уменьшать до прежнего значения после поворота вектора скорости и поворота вслед за этим или вместе с этим воздействующей силы? Или придётся двигаться по окружности со всё возрастающей линейной скоростью, т.е. с возрастающей угловой скоростью в том числе? (и то, это только при том, что вы сумеете обосновать, кто будет поворачивать воздействующую силу, поддерживая её перпендикулярность к вектору скорости).
Только не говорите ради бога, что сила инерции – фиктивная сила. Уже слышал. Фиктивной её называют потому, что обнаруживает она себя только в неинерциальной системе отсчета. Во всех остальных смыслах это вполне реальная сила. Есть только одно условие, когда при перпендикулярном воздействии на свободно движущееся тело оно получит ускорение только в направлении этой силы. Источник силы должен двигаться в одном направлении и с одинаковой скоростью с телом на всём протяжении такого воздействия. Уж не хотите ли Вы сказать, что центр вращения и есть такой источник?
Думаю, Вы так не скажите.
Если свободный полёт осуществляется вдоль оси ОХ, а сила действует вдоль оси OY, то тело будет двигаться с постоянной скоростью вдоль оси ОХ и ускоренно – вдоль оси OY. Не очень то похоже на круговое движение! А если рассмотреть результирующую линейную скорость, направленную по касательной к траектории такого движения, то её величина будет непрерывно увеличиваться. Вы можете на основе существующего математического анализа вращательного движения и всего того, что Вы здесь говорили предложить его качественный анализ? Попросту говоря объяснить механизм «движения скорости» по направлению под действием ускорения. То, что в кавычках в последнем предложении Ваши слова. Полная цитата следующая:
«Направление ускорения - - это то направление, в котором движется скорость».
Кстати, не совсем понятно, а может и не совсем верно. Вектор скорости во вращательном движении, как известно, вращается. Направление вращения в физике принято обозначать вектором угловой скорости. Как может вектор линейного ускорения, перпендикулярный линейной скорости обозначать направление вращения вектора линейной скорости?! По отношению к линейному движению Ваше определение тоже не совсем подходит. Вектор скорости при наличии ускорения прирастает по величине (с плюсом или минусом, неважно), а не движется.
Не подумайте, что я к Вам придираюсь. Просто расползается Ваша классическая математическая модель вращательного движения по всем швам, а все сторонники существующей модели вместо того, чтобы её заштопать стараются ничего не замечать и «лошить» (жаргон) тех, кто пытается в этом разобраться. Не слишком ли много вопросов, чтобы их не замечать? Может быть Ваша аналогия с «салазками, которые тянут за верёвку» по круговой траектории не такая уж моя «ошибка»?
С уважением, Астахов А. А.