Механика – обширная сфера в науке, изучающая механическое движение материальных тел и происходящие при этом взаимодействия между ними.
Рисунок 1. Классическая и релятивистская механика. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Движение всех макроскопических элементов со скоростями, которые значительно меньше скорости света, рассматривается в классической механике Ньютона. Законы физического движения материальных объектов со скоростями, близкими к скорости света, исследуются в релятивистской механике.
Непрекращающаяся в течение более одного столетия критика обеих гипотез относительности многими известными физиками (включая лауреатов Нобелевской премии), выдающимися математиками и философами заставляет современников и на сегодняшний день задуматься об основаниях указанных теорий.
Основными физическими объектами, движение которых в любой ситуации изучается в механике, являются:
- материальная точка – это рабочее тело, размерами и формой которого в определенной задаче можно пренебречь;
- абсолютно твердое тело – это тело, деформации которого необходимо обязательно учитывать при решении сложных задач.
Соотношение классической и релятивистской механики
В настоящее время известна уникальная в своем роде «несимметричность» математических фактов и аргументов: бесконечное количество подтверждающих наглядных примеров не может перевесить даже одного логического, научного противоречия. Вот почему релятивистам необходимо задуматься над теми многочисленными опровержениями, которые нашли их оппоненты, а не соревноваться в количестве определенных случаев, где конфликты будут преднамеренно скрыты. Логика является основной частью здравого смысла любого человека, следовательно, она больше, чем любая частная гипотеза, ведь на ней основывается вся наука.
Поэтому логически разноречивая теория не может считаться научной. Теория относительности в данном аспекте не может оставаться "неприкасаемой" для конструктивного анализа скорости физических тел.
При этом многочисленные критики теории относительности не отвергают получаемые и наблюдаемые эффекты. В виде наглядного примера можно представить, что некий колдун заклинает о долгожданном восходе Солнца. Здесь невозможно утверждать, будто нельзя увидеть это явление; возможно только констатировать, что заклинания волшебника не имеют прямого отношения к этому восходу.
Теория относительности в указанном аспекте - это заклинания знахаря, которые вовсе не связаны с теми физическими эффектами, объяснение которых приписывает себе гипотеза относительности.
Необходимо уметь отказываться от псевдо-математической софистики, подгоночных путей и противоречивых «трактовок», а искать конкретные и реальные механизмы наблюдаемых процессов и их наиболее логическую интерпретацию.
В последнее время такие противоречия в классической и релятивисткой механике объясняются физическими нестыковками специальной и общей теорий относительности. В результате всё больше специалистов обращают внимание на эту проблему, подвергая ее обоснованной критике.
Кинематика в классической и релятивистской механике
Рисунок 2. Кинематика. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Кинематика - раздел механики, который посвящается изучению движения материальных предметов без учета их общих масс и действующих на них внешних факторов.
В классической и релятивистской механике кинематика оказывается совершенно различной. Кинематика движения физического тела конечных размеров сложнее, чем кинематика материальной точки, хотя в классической физике она и является результатом действия последней. Традиционные разделы теоретической механики были подвергнуты большой методической переработке для того, чтобы максимально упростить введение ключевых определений, доказательства методов и теорем, а также заменить устаревшие идеи более эффективными представлениями.
Хорошим примером таких преобразований является аппарат теории конечных поворотов. Чтобы перейти от изначального выражения к гамильтониану, необходимо выразить положение системы не через скорость, а через внутренний импульс. Выражение для этих величин в классической и релятивистской механике всегда тождественны по форме, но отличаются друг от друга наличием переменной и покоящейся массой. Однако результаты экспериментов, полученные на основе законов двух научных направлений для тел, скорость которых значительно меньше скорости света, примерно одинаковы.
С точки зрения современной методологии, это верный и главный признак того, что эти ключевые положения неполноценно отражают сущность изучаемых физических явлений. Они или просто формальны, или неверны только для предельных частных случаев. Отметим, что последний вариант является наиболее благоприятной вероятностью, так как при таких обстоятельствах в ходе исторического процесса становления науки старая гипотеза автоматически войдет в состав новой, более модернизированной теории в виде идеального приближения. В таком отношении общеизвестен пример релятивистской и классической механики. В современной науке традиционные законы строения молекул занимают почетное место, как и постулаты классической физики.
Отличие релятивистской механики от классической
Количественные закономерности, которые проявляются при случайных событиях, описываются посредством понятия вероятности. В классической физике подразумевается, что роль любого измерительного прибора может быть в основном сведена только к регистрации физического движения, а само состояние остается в неизменном виде.
Ключевое отличие релятивистской механики от классической обусловлено нововведенным определением внутреннего импульса как меры количества дальнейшего движения, пропорциональной энергии и скорости материального тела.
Законы Ньютона, уточненные релятивистской физикой, определяют данный показатель как количество движения внутренней энергии, устанавливаемой условием, когда все продукты реакции не имеют кинетической энергии. В такой ситуации, система центра энергии сталкивающихся и отталкивающихся друг от друга частиц, в классической теории является неизвестным и не изученным аспектом. Эту мысль возможно хорошо проиллюстрировать на основе релятивистского закона сложения скоростей.
Очевидно, что если мельчайшие частицы движутся навстречу друг другу, то их будущее преобразование координат может отличаться от ранее описанного произвольным направлением относительной скорости, а также внезапным сдвигом начала отсчета времени и координат. Подчеркнем, что выделенный характер такого научного предположения плотности по сравнению с любым другим следует уже только из статистических соображений и не связан с традиционной механикой. Практика доказывает, что релятивистская механика может рассматриваться как рациональные обобщения понятий классической механики. Этот принцип имеет всеобщий характер, следовательно, развитие физики до сих пор проходит в соответствии с этим постулатом.
