Какова физическая природа сил инерции?

[Михаил Дмитриев]

PSP писал(а):

Если и обсуждать наличие у фотона массы и зависимость этой массы от чего-то, то можно только от расстояния этого фотона до источника , излучившего этот фотон.Тогда можно интерпретировать нейтральный вектроный бозон как тяжёлый фотон, на больших расстояниях деградирующий в обычный фотон.
Это касается также и скорости фотона(света).Можно понимать так, что фотон испускается с почти бесконечной скоростью, но чем дальше от источника, тем скорость фотона ближе к экспериментально наблюдаемой..

Я не буду навязывать Вам,PSP, дискуссию о моем взгляде на мироустройство, а приведу здесь лишь некоторые соображения по теме природы инерции (on topic). Если существует объект, то по умолчанию он имеет некоторую структуру, состоящую из элементов и связей между ними.
Инерция- это свойство (стремление) объекта сохранить неизменной свою структуру во времени. При воздействии на объект другого объекта, их столкновении например, дальнейшая их судьба зависит от прочности связей между элементами в этих объектах.
Можно, например тяжелую (массивную) лодку, просто сдвинуть с места багром, а можно резко ударить и пробить в ней дыру.
Во втором случае лодка не изменит пространственного положения, а вся энергия удара уйдет на разрушение связей в локальном объеме (месте соприкосновения). Тем более не сдвинется лодка при взаимодействии с пулей или лазером, хотя энергия их действия (импульс) многократно превышает энергию действия человека при перемещении лодки.
Это говорит о том, что инерция является зависимой не столько от массы (количества вещества в объекте), сколько от сложности и прочности структурных связей между элементами объекта.
Здесь проявляются в явном виде ограничения сферы действия законов Ньютона. Существующее ограничение, говорящее о том, что второй закон Ньютона действителен только для скоростей, много меньших скорости света и в инерциальных системах отсчёта, оказывается недостаточным. Ведь скорость пули, а тем более скорость багра при ударе человеком в вышеприведенном примере, вообще нельзя сопоставить со скоростью света.
Более того, получается, что сила, придающая ускорение телу, должна быть приложена к нему через посредника (другое тело), изначально находящегося с первым в непосредственном контакте и имеющим нулевую начальную скорость относительно него. Т.е. по принципу плавного приложения силы сразу ко всем элементам системы (объекта), хотя в реальности это не выполнимое условие для механических взаимодействий. Другое дело - дальнодействующие гравитационное и электромагнитные взаимодействия. Здесь сила приложена к каждому элементу системы и эти взаимодействия, априори, имеют без инерционную природу, т.е. не зависят от количества вещества (массы) объектов.
Можно ли представить себе инерцию объекта, не обладающего массой, т.е. не содержащего вещества, в принципе? Можно, и эти примеры известны каждому.
Это инерция в сфере сознания, более сложной структурно, чем материальная, вещественная сфера. Изменить структуру сформировавшегося объекта в этой сфере гораздо сложнее, чем сдвинуть глыбу, мешающую движению на дороге. Хотя для обоих случаев существует радикальный метод – взрыв (подрыв камня) или шок (встряска сознания). Инерции сознания даны соответствующие определения – “движение в колее”, “по наезженной дороге ехать легче” и т.д.
Вы уж извините меня, PSP, но не могу упустить возможность показать действие инерции мышления на Вашем, самом свежем примере.
Вам пришла в голову замечательная, а главное новая (для Вас), нестандартная мысль

PSP писал(а):

Это касается также и скорости фотона (света). Можно понимать так, что фотон испускается с почти бесконечной скоростью, но чем дальше от источника, тем скорость фотона ближе к экспериментально наблюдаемой..

Что же происходит дальше? После того, как я показал Вам эту мысль в развитии, и Вы увидели неожиданные результаты такого подхода, следует Ваше

PSP писал(а):

Ну, это слишком широкое и экспериментально ,возможно пока, непроверяемое обобщение. Нужно его пока проверить хотя бы для атомов., тем более атомы - это исходный и наиболее распространённый источник фотонов. Второй источник - это реакции элементарных частиц, впрочем и излучение атомов , стого говоря, имеет ту же природу..

Очевидно, Вы испугались своего “слишком смелого” предположения, выхода за рамки существующих взглядов, дали обратный ход и вернулись в наезженную колею.
А если другого раза, другой возможности уже не будет? Это Ваш выбор.
Между прочим, Вашей тезе “поспешишь- людей насмешишь”, можно привести её бинарную оппозицию ( антитезу) -“а замешкаешься – время упустишь”. А время- это всё.

Таким образом, данное мной определение инерции имеет универсальный характер и применимо для всех случаев проявления этого природного явления:

Инерция объекта, как системы взаимосвязанных элементов - это свойство (стремление) объекта сохранять неизменноcть своей структуры во времени, которое определяется сложностью структуры и прочностью связей между элементами данного объекта.

С почтением

Михаил Федорович Дмитриев.

[Котофеич]

Михаил Дмитриев писал(а):

Инерция объекта, как системы взаимосвязанных элементов - это свойство (стремление) объекта сохранять неизменноcть своей структуры во времени, которое определяется сложностью структуры и прочностью связей между элементами данного объекта.
С почтением Михаил Федорович Дмитриев.

Мля-мля... Вы чего основы теормеха в школе не проходили

[Михаил Дмитриев]

Котофеич писал(а):

Михаил Дмитриев писал(а):

Инерция объекта, как системы взаимосвязанных элементов - это свойство (стремление) объекта сохранять неизменноcть своей структуры во времени, которое определяется сложностью структуры и прочностью связей между элементами данного объекта.
С почтением Михаил Федорович Дмитриев.

Мля-мля... Вы чего основы теормеха в школе не проходили

Именно потому, что проходил и считаю - ни один объект недопустимо принимать за математическую точку, имеющую некоторую массу. Даже элементарную частицу. Это во всех случаях система взаимосвязанных элементов. А скоростные ограничения законов Ньютона прекрасно известны водителям фур и поездов. Они его корректируют, трогаясь с места с самой малой скоростью и сбрасывают скорость на поворотах, чтобы не слететь с дороги.
Предложите своё определение явлению инерции.

[PSP]

Михаил Дмитриев писал(а):

Инерция объекта, как системы взаимосвязанных элементов - это свойство (стремление) объекта сохранять неизменноcть своей структуры во времени, которое определяется сложностью структуры и прочностью связей между элементами данного объекта.

По Вашему выходит, инерция килограмма воды и килограмма воздуха различна, т.к. у них разные внутренние характеристики?
Ну, Ну...

[zbl]

PSP писал(а):

Михаил Дмитриев писал(а):

Инерция объекта, как системы взаимосвязанных элементов - это свойство (стремление) объекта сохранять неизменноcть своей структуры во времени, которое определяется сложностью структуры и прочностью связей между элементами данного объекта.

По Вашему выходит, инерция килограмма воды и килограмма воздуха различна, т.к. у них разные внутренние характеристики?
Ну, Ну...

А Вы невнимательно читаете его определение.
Инерция килограмма, которая не зависит от того, из чего тот килограмм сделан, -- это ж совсем другая инерция.

[PSP]

zbl писал(а):

PSP писал(а):

Михаил Дмитриев писал(а):

Инерция объекта, как системы взаимосвязанных элементов - это свойство (стремление) объекта сохранять неизменноcть своей структуры во времени, которое определяется сложностью структуры и прочностью связей между элементами данного объекта.

По Вашему выходит, инерция килограмма воды и килограмма воздуха различна, т.к. у них разные внутренние характеристики?
Ну, Ну...

А Вы невнимательно читаете его определение.
Инерция килограмма, которая не зависит от того, из чего тот килограмм сделан, -- это ж совсем другая инерция.

Не я невнимательно читаю, а мой оппонент пытается переопределить понятие инерции.
То , что он пытается представить под словом "инерция", на самом деле лучше передаётся понятием "устойчивость"

[zbl]

PSP писал(а):

Не я невнимательно читаю, а мой оппонент пытается переопределить понятие инерции.
То , что он пытается представить под словом "инерция", на самом деле лучше передаётся понятием "устойчивость"

Или жёсткость.
Я то и хотел сказать, что вы с ним разные вещи одним и тем же словом называете.
Так можно долго дискутировать...

[PSP]

zbl писал(а):

PSP писал(а):

Не я невнимательно читаю, а мой оппонент пытается переопределить понятие инерции.
То , что он пытается представить под словом "инерция", на самом деле лучше передаётся понятием "устойчивость"

Или жёсткость.
Я то и хотел сказать, что вы с ним разные вещи одним и тем же словом называете.
Так можно долго дискутировать...

Вот именно.
Инерция - более узкое и точное понятие - способность некоторого тела сохранять прямолинейное и равномерное движение без воздействий извне..Дискутировать тут можно лишь о том, могут ли так себя вести элементарные частицы,электрон, например.
Сей вопрос я здесь поднимал:
Закон инерции в микромире..

[Михаил Дмитриев]

PSP писал(а):

zbl писал(а):

PSP писал(а):

Не я невнимательно читаю, а мой оппонент пытается переопределить понятие инерции.
То , что он пытается представить под словом "инерция", на самом деле лучше передаётся понятием "устойчивость"

Или жёсткость.
Я то и хотел сказать, что вы с ним разные вещи одним и тем же словом называете.
Так можно долго дискутировать...

Вот именно.
Инерция - более узкое и точное понятие - способность некоторого тела сохранять прямолинейное и равномерное движение без воздействий извне..Дискутировать тут можно лишь о том, могут ли так себя вести элементарные частицы,электрон, например.
Сей вопрос я здесь поднимал:
Закон инерции в микромире..

А куда у Вас, PSP, в приведенном Вами классическом определении, потерялось "состояние покоя"? Это наиболее существенная часть определения понятия инерция.
Так же, из моего определения однозначно следует принцип независимости ускорения свободного падения тел от их массы (количества вещества), многократно подтвержденный многочисленными и разнообразными экспериментами.

[PSP]

Михаил Дмитриев писал(а):

PSP писал(а):

zbl писал(а):

PSP писал(а):

Не я невнимательно читаю, а мой оппонент пытается переопределить понятие инерции.
То , что он пытается представить под словом "инерция", на самом деле лучше передаётся понятием "устойчивость"

Или жёсткость.
Я то и хотел сказать, что вы с ним разные вещи одним и тем же словом называете.
Так можно долго дискутировать...

Вот именно.
Инерция - более узкое и точное понятие - способность некоторого тела сохранять прямолинейное и равномерное движение без воздействий извне..Дискутировать тут можно лишь о том, могут ли так себя вести элементарные частицы,электрон, например.
Сей вопрос я здесь поднимал:
Закон инерции в микромире..

А куда у Вас, PSP, в приведенном Вами классическом определении, потерялось "состояние покоя"? Это наиболее существенная часть определения понятия инерция.
Так же, из моего определения однозначно следует принцип независимости ускорения свободного падения тел от их массы (количества вещества), многократно подтвержденный многочисленными и разнообразными экспериментами.

"прямолинейное и равномерное движение без воздействий извне" со скоростью, равной 0 - это и есть "состояние покоя".
Из Вашего определения вообще НЕ следует принцип независимости ускорения свободного падения тел от их массы (количества вещества), ибо сие НЕ относится к движению по инерции..

[Михаил Дмитриев]

PSP писал(а):

"прямолинейное и равномерное движение без воздействий извне" со скоростью, равной 0 - это и есть "состояние покоя".
Из Вашего определения вообще НЕ следует принцип независимости ускорения свободного падения тел от их массы (количества вещества), ибо сие НЕ относится к движению по инерции..

Согласно принципа относительности, невозможно отличить состояние покоя (скорость=0) от равномерного прямолинейного движения с некоторой скоростью ( так же, как и от орбитального с определенной скоростью вращения). Ускорение свободного падения в принципе не зависит от массы (количества вещества), потому что оно определено только время- пространственной структурой (в ТО искривлением пространства- времени). Не зависит оно, следовательно, и от инерции объекта.
Инерция проявляется только при взаимодействии объектов одного время- пространственного измерения. Так, невозможно кувалдой расщепить атом, или, наоборот, атому сдвинуть с места кувалду.

[Котофеич]

Котофеич писал(а):

:evil: Спасибо что Вы меня просветили по вопросу какие бывают силы. Вообще говоря сила,
она по определению есть производная от ипульса. Так что имею полное право писать
F(t)=dp(t)/dt, не вникая в тайну происхождения.
Я вообще не имел в виду механику. Вопрос касается только абстрактного лагранжиана
из которого формально следуют заданные уравнения движения. Будем считать что с уравнением Ньютона вопрос ясен. Какой формальный лагранжиан Вы возьмете, для того чтобы получить уравнения Пуанкаре.

Итак продолжим после длительного перерыва. Выпишем лагранжиан из которого следуют уравнения движения великого Ньютона:
1. $$ f(t) =m\frac {d^{2}x(t)} {dt^2} $$.
Предположим что сила

$$f(t)$$

не зависит явным образом от координаты

$$ x(t)} $$

и ее производных по времени.
Лагранжиан имеет следующий простой вид:

$$2. L(t) = L_{0}+U[x(t),x(0)] $$

.

$$3. L_{0}=\frac{m}{2}\left(\frac {dx(t)} {dt}\right)^{2}$$

.

$$4. U[x(t),x(0)] = (f(t),[x(t)-x(0)]) $$

.
5.\delta$ \int _{0}^{T} L(t) dt$=0
Уравнения движения (1), тривиально следуют из вариационного принципа (5), при этом физическая природа силы

$$ F(t) $$

не играет никакой роли.

[Котофеич]

Напомним, что обычные релятивистские уравнения движения предложенные Минковским
6.$$\frac {d} {dt} \frac {1} {\sqrt {1-v^{2}}} =\frac {fv} {m}= wv $$
7. $$\frac {d} {dt} \frac {v} {\sqrt {1-v^{2}}} =\frac {f} {m}= w $$
были получены в результате формальной процедуры релятивизации классических уравнений движения (1) (см. параграф 84) http://lib.mexmat.ru/books/7124
Как хорошо известно, уравнения 1 и 2-4 не являются независимыми и уравнение 6 тривиально следует из системы трех уравнений 7. (см. параграф 19) http://lib.mexmat.ru/books/6505
Более общие и более точные уравнения мы получим, если подвергнем релятивизации непосредственно сам вариационный принцип
5. $ \delta\int _{0}^{T} L(t) dt$=0.
Для

$$ L_{0}$$

мы имеем следующее выражение

$$ 6. L_{0}=-mc^{2}\sqrt{v^{2}_{0}(t)-v_{i}^{2}(t) /c^{2} } ,i=1,2,3$$

.
Формальный нерелятивистский потенциал (4) релятивизуем каноническим образом:

$$7. U[x(t),x(0)] = F_{\mu}(t)[x^{\mu} (t)-x^{\mu}(0)], \mu=0,1,2,3 $$

.
Где

$$8. F_{\mu}(t) , \mu=0,1,2,3 $$

.- 4-x вектор силы (сила Минковского).
Где

$$9. F_{0}(t)=\frac { {(f,v)}} {c^{2} \sqrt {v^{2}_{0} -v_{i}^{2} /c^{2} }} $$

$$10. F_{i}(t)= \frac { f_{i}} {c\sqrt {v^{2}_{0}-v_{i}^{2} /c^{2} }} ,i=1,2,3 $$

[Котофеич]

Вернемся теперь к физической природе сил инерции. Силы инерции имеют как и гравитационные силы, чисто геометрическую природу. Другими словами свойства полей инерции саязаны с особыми свойствами метрики пространства-времени в НСО. Рассмотрим процедуру геометризации сил инерции в простейшем постньютоновском приближении, для случая равноускоренной НСО, которая движется прямолинейно с ускорением w, направленным вдоль оси x некоторой фиксированной ИСО. В более общем случае$ w=(w_{1},w_{2},w_{3}) $ и компоненты вектора ускорения направлены вдоль соответствующих осей $ x_{1},x_{2},x_{3} $ заданной ИСО. Обычно проблема описания поля инерции со времен Эйнштейна, рассматривается в рамках очень сильного варианта эйнштейновского принципа эквивалентности. На принципиальную ошибочность такой трактовки физических полей инерции, было указано еще в классическом труде
В.А. Фока - ТЕОРИЯ ПРОСТРАНСТВА, ВРЕМЕНИ И ТЯГОТЕНИЯ
http://lib.world-mobile.net/different/w ... m=&ucat=6&
Тем не менее эйнштейновская идея геометризации оказалась чрезвычайно плодотворной и в случае полей инерции. Легко понять что в отличие от гравитационных полей, поля инерции вносят анизотропию на уровне фундаментальных геометрических структур пространства-времени. Физически это проявляется в том, что в НСО имеется выделенное векторное поле,
т.н. поле направлений. В рассматриваемом здесь простейшем случае, поле направлений всегда направлено параллельно единичному вектору -w/|w| Для того чтобы учесть это очевидное свойство поля инерции необходимо использовать финслеровы обобщения римановой геометрии, которая принципиально не может учесть вышеуказанное свойство анизотропии пространства-времени.
Действие для свободной частицы (т.е. частица испытывает действие только силы инерции) в такой НСО в постньютоновском приближении имеет следующий вид:
11.$ S(T)=\int _{0}^{T} L(t) dt = -mc^{2} \int _{0}^{T}\sqrt{v^{2}_{0}(t)-v_{i}^{2}(t) /c^{2} } dt- mw\int _{0}^{T} x_{1}(t)dt $.
В более общем случае действие имеет следующий вид
12.$ S(T)=\int _{0}^{T} L(t) dt = -mc^{2} \int _{0}^{T}\sqrt{v^{2}_{0}(t)-v_{i}^{2}(t) /c^{2} } dt- m\int _{0}^{T} [w_{1}x_{1}(t) + w_{2}x_{2}(t) +w_{3}x_{3}(t) ] dt $.
Расстояние (между двумя физическими событиями в такой НСО) соответствующее действию (11) или (12) определим как обычно формулой:
13.$ s(T)=-S(T)/mc $, в которой интеграл вычисляется вдоль соответствующей экстремали.
Таким образом в случае (11) выражение для метрики в НСО имеет вид:
14.$ s(T)=\int _{0}^{T} L(t) dt = c\int _{0}^{T}\sqrt{v^{2}_{0}(t)-v_{i}^{2}(t) /c^{2} } dt+ (w/c)\int _{0}^{T} x_{1}(t)dt $.
В дифференциальной форме соответственно мы имеем:
15.$ ds = c\sqrt{v^{2}_{0}(t)-v_{i}^{2}(t) /c^{2} } dt+ (w/c)x_{1}(t)dt $.
В кулоновской калибровке, (т.е. $ v_{0}(t)=1) $.
выражение (15) можно записать в каноническом виде:
16.$ ds = \sqrt{c^{2}dt^{2}-dx_{i}^{2} }+ (w/c)x_{1}(t)dt $.

[PSP]

Котофеич писал(а):

Силы инерции имеют как и гравитационные силы, чисто геометрическую природу. Другими словами свойства полей инерции саязаны с особыми свойствами метрики пространства-времени в НСО.

Очень важная мысль.Не исключено, что эти "особые свойства метрики пространства-времени" ответственныы и за квантово-механическое поведение электронов(т.е. элнм. частиц).