Нарушение законов механики в электромагнетизме

Сб, 11/28/2015 - 00:28

Рис. 5


Таблицы

Вспомним некоторые положения механики

Три постулата, или, как их называют, три закона Ньютона, в элементарном учебнике физики Г.С. Ландсберга формулируются следующим образом.

Первый закон: если на тело не действуют никакие другие тела, то тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.
Второй закон: ускорение, с которым движется тело, пропорционально силе, действующей на тело, и обратно пропорционально массе тела.
Третий закон: если первое тело действует на второе с некоторой силой, то второе тело действует на первое с силой, равной по модулю и противоположной по направлению. Этот закон называют еще законом действия и противодействия.

Пусть имеются два точечных заряда q1 и q2, которые движутся со скоростью _n1 и _n2 соответственно. Для определенности положим, что оба заряда положительны. Заряды взаимодействуют с силой _Fq в соответствии с законом Кулона и c силой _Fb в соответствии с законом Био-Савара-Лапласа. Здесь _n1, _n2, _Fq, и _Fb — векторные величины. Суммарная сила, действующая на каждый заряд, равна сумме этих сил. Действие кулоновой силы _Fq согласуется с законами Ньютона, мы ее рассматривать не будем. Рассмотрим действие силы _Fb.

В соответствии с законом Био-Савара-Лапласа сила _F12, действующая на второй заряд со стороны первого, выражается через двойное векторное произведение формулой:

.

Сила _F21, действующая на первый заряд со стороны второго, выражается через векторное произведение формулой, отличной от формулы для силы:

.
Числовое значение коэффициента k определяется используемой системой единиц измерения физических величин. Вектор _r12 является векторным расстоянием между зарядами и направлен от заряда q1 к заряду q2. Очевидно, что _r12= -_r21.
Напомним, что вектор _C , равный векторному произведению двух векторов _A и _B, строится следующим образом. Модуль вектора _C вычисляется по формуле:

|_C| = |_A| . |_B| sina,
где a — угол между векторами |_A| и |_B|.

Вектор _C перпендикулярен плоскости, в которой лежат векторы _A и _B, а его направление определяется направлением поступательного движения правого винта при его вращении от вектора _A к вектору _B (типичным примером правого винта является обычный бытовой штопор). Для того, чтобы построить вектор, равный двойному векторному произведению, необходимо построить промежуточный вектор, равный векторному произведению векторов, стоящих во внутренних скобках, а затем построить векторное произведение первого вектора на промежуточный вектор.
В соответствии с Третьим законом Ньютона должно выполняться равенство: _F12 = -_F21

На рисунке 1 изображены векторы, участвующие в определении сил взаимодействия движущихся зарядов для случая, когда векторы _n1 и _n2 лежат в плоскости чертежа. В этом случае векторы _F12 и _F21 также лежат в плоскости чертежа. Из рисунков и из формул видно, что сила _F12, действующая на второй заряд со стороны первого, не равна по модулю и не противоположна по направлению силе _F21, действующей на первый заряд со стороны второго. Особенно характерна в этом отношении ситуация, изображенная на рисунке 2. Здесь _F12 ¹ 0, а _F21 = 0 .
Таким образом, при взаимодействии в соответствии с законом Био-Савара-Лапласа двух движущихся зарядов Третий закон Ньютона не выполняется.

Другие материалы рубрики


  • Шаровая молния — светящийся шар, который порой возникает при разряде линейной молнии, — одно из самых загадочных атмосферных явлений. Природа шаровой молнии до сих пор неизвестна, хотя первая научная публикация на эту тему — книга «Гром и молния» известного французского физика и астронома Франсуа Араго — была издана еще в 1838 году. Предлагаемая гипотеза — попытка объяснить механизм образования шаровой молнии на основе физики плазмы и газового разряда.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • ...Состояние в сверхпроводнике 1-го рода, когда сверхпроводящие домены соседствуют в материале с нормальными областями, называется промежуточным. Такое состояние может возникать при значениях индукции приложенного поля, лежащих в интервале (1–D)Bc < B < Bc, где размагничивающий фактор D определяется формой образца. Интервал изменения размагничивающего фактора — от нуля (для длинного цилиндра или тонкой пластины в параллельном поле) до единицы (для плоскопараллельной пластины в случае, когда поле приложено перпендикулярно ее поверхности)...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6


  • Известно, что в состав топлива входят такие горючие элементы, как углерод, водород и сера. Поэтому на основе предположения о том, что данные компоненты в топливе имеют вид смеси, можно осуществить подсчёт теплотворной способности данного топлива, как суммы компонентов смеси.



  • Как родилась и эволюционирует наша Вселенная? Почему кольца Сатурна такие тонкие, но протяженные? Почему активность Солнца изменяется периодически с периодом около 11 лет? Что вызвало гибель динозавров? Отчего нас так пугают ослепительные вспышки молний, оглушительные удары грома, неистовые землетрясения, разбушевавшиеся вулканы? Отчего во время шторма возникает «девятый вал»? Почему цунами — столь грозная стихия? Почему рельеф снежных заносов волнистый? Почему у ягуара тело пятнистое, а хвост полосатый? И что объединяет эти совершенно не связанные между собой явления? Оказывается, все они — результат нелинейности.



  • ...Технология плазменных ускорителей развивается семимильными шагами. Многие принципиальные проблемы уже решены, но создание конкретных устройств пока сопряжено с серьезными трудностями. В частности, инженерам еще предстоит повысить эффективность ускорителя (долю энергии ведущего импульса, которая передается ускоряемым частицам), точность настройки пучков (в точке столкновения они должны быть выровнены с точностью до единиц нанометров) и частоту повторения рабочих циклов (количество импульсов, ускоряемых за единицу времени). Плазменные установки могут ускорять и более тяжелые частицы, например, протоны. Однако тут есть одно важное требование: вводимые частицы должны двигаться почти со скоростью света, чтобы не отстать от плазменной волны. Это означает, что энергия ускоряемых протонов должна быть не меньше нескольких ГэВ...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Около 40 лет назад ученый В. Веселаго предположил, что существуют материалы, у которых показатель преломления имеет отрицательную величину. Световые волны в таком веществе могут передвигаться против движения распространения светового луча и вести себя нестандартно. Линзы, которые изготовлены из такого материала, — иметь чуть ли не волшебные характеристики. Но Веселаго в процессе своей работы и многолетних поисков не обнаружил ни одного вещества, имеющего подходящие электромагнитные свойства, у всех исследованных им материалов показатель преломления оказался положительным. Потому о его идее вскоре забыли. Вспомнили о ней только в начале 21 века.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Термин «фотополимер» традиционно связывают со стоматологами, а также с чем-то инновационным и надежным. Первая волна моды на эти материалы, похоже, прошла, но вскоре, очевидно, сменится второй. Пока сдерживающим фактором выступают дороговизна или неразвитость производства компонентов. Но как не раз было в производстве пластмасс, подобные затруднения иногда решаются одним патентом в течение полугода, после чего идет рост популярности материала.

    Теоретические вопросы фотополимеризации композиций изобилуют спецтерминами. Наиболее уместно разделить их на фотосшиваемые и фотополимеризуемые материалы. Фотосшиваемые материалы уже являются полуполимерами (например, эфиры ПВС и коричной кислоты, поливинилциннаматы), для окончательного сшивания которых требуется облучение. Фотополимеризующиеся — как правило, композиции нескольких отверждаемых олигомеров и мономеров, полимеризующихся по классическому механизму при помощи фотоинициаторов или фотоинициируемых групп в своей полимерной цепи.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Научно-технический прогресс — один из главных рычагов создания материально-технической базы будущего нашей страны, который возможен только на основе своевременного внедрения достижений современной науки путем использования всего арсенала средств, способствующих его ускорению.
    Революционные изменения в технике, на основе обновленных знаний, происходят в последние десятилетия столь стремительно, что часто приходится только удивляться новинкам. Творчество вечно, но, к сожалению, технические идеи часто остаются невостребованными.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Ответ на вопрос, поставленный в заголовке, кажется очень простым... Действительно, стоит взять любую популярную книгу по авиации и даже некоторые издания, претендующие на роль учебника, как сразу натолкнетесь на уже ставшую хрестоматийной притчу о двух частицах воздуха, бегущих в струйках по крылу и встречающихся на задней кромке...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • ...Теории, которые пытаются объединить все четыре типа взаимодействия, называют «Универсальными теориями», «Теориями всего сущего» или «Теорией великого объединения». Если бы у нас была такая теория, то это бы означало, что человечеству удалось построить замкнутую физическую картину мира, она бы включала в себя все базовые принципы и законы мироздания, и во всей Вселенной уже не было бы того, что мы не можем понять и описать. Эта заветная цель современной физики пока еще далека от того, чтобы быть достигнутой, но уже сейчас делаются попытки построения таких теорий...

    • Страницы
    • 1
    • 2