Остановить дебилизацию инженеров-механиков (стр. 4 )

.  (44)

       Поскольку угловая орбитальная скорость Земли равна , то орбитальный  инерциальный момент (не момент инерции Земли, а её орбитальный инерциальный момент), вращающий Землю вокруг Солнца, равен

.  (45)

       Учитывая радиус орбиты , находим силу инерции, движущую Землю по орбите

.  (46)

  Отметим, Исаак Ньютон опубликовал свой обобщающий научный труд «Математические начала натуральной философии в 1687г., а сила инерции, движущая Землю по орбите вокруг Солнца, рассчитана лишь в 2011г.

189. Что произойдёт, если отключить двигатель, формирующий ньютоновскую силу в космосе?  Ньютоновская сила будет  равна нулю, но это не остановит тело, так как оно будет двигаться под действием силы инерции , которая после прекращения действия ньютоновской силы  изменить своё направление на противоположное и будет направлена  в сторону движения тела.

190. Участвуют ли уравнения кинематики в решении задач динамики ускоренного движения тела? Конечно, участвуют. Величина полного  ускорения определяется  из кинематического уравнения  ускоренного движения тела

.  (35)

Если начальная  скорость автомобиля , то полное ускорение    равно скорости автомобиля в момент перехода его  от ускоренного к равномерному движению, делённому на время ускоренного движения

.  (36)

191. Можно ли постоянную скорость равномерного движения тела считать конечной скоростью ускоренного движения? Если ускоренное движение тела переходит в равномерное, то постоянная скорость  ()  равномерного движения тела  равна конечной скорости его ускоренного движения.

192. Какая фаза движения тела следует после фазы его ускоренного движения? После фазы ускоренного движения тела  могут следовать фазы равномерного или замедленного движения.

193. Может ли отсутствовать фаза равномерного движения тела?  Конечно, может. Например, при резком торможении автомобиля, движущегося ускоренно, сразу наступает фаза замедленного его движения.

194. Какой закон механодинамики является вторым и почему? Вторым законом механодинамики является закон, описывающий фазу равномерного движения тела. Необходимость постановки на второе место закона, описывающего равномерное движение тела, следует из причинно-следственных связей между этими движениями. Равномерное движение тел  всегда следует после ускоренного их движения.

195. Как формулируется второй закон механодинамики и какая математическая модель следует из этой формулировки?  Второй закон механодинамики  гласит: равномерное  движение тела происходит под действием силы инерции , направленной в сторону движения,  а также - постоянной активной силы и сил сопротивления движению . Когда автомобиль начинает двигаться равномерно (рис. 12, b), то сила инерции автоматически изменяет своё направление на противоположное и уравнение суммы сил (27), действующих на автомобиль при его ускоренном движении, становится таким [1]

.  (37)

Это и есть второй закон механодинамики – закон равномерного прямолинейного движения тела (бывший первый закон ньютоновской динамики, не имевший математической модели). Суть второго закона механодинамики заключается в том, что равномерное движение автомобиля (тела) обеспечивает сила инерции , а  постоянная активная  сила  , генерируемая двигателем автомобиля,  преодолевает все  внешние сопротивления . Сила постоянна потому, что автомобиль движется равномерно и его ускорение равно нулю (рис. 12).

Рис. 12.  Схема сил, действующих на равномерно  движущийся автомобиль

196. Из описанного следует, что сила инерции, препятствовавшая движению тела в фазе его ускоренного движения, превращается в силу, движущую автомобиль в фазе его равномерного движения. Так это или нет? Конечно, так. При переходе тела от ускоренного движения к равномерному, сила инерции никуда не исчезает, она меняет своё направление на противоположное и превращается  в силу, не тормозящую движение тела, а поддерживающую это движение.

197. Как изменится уравнение (37), когда водитель выключит передачу? Какая фаза движения автомобиля наступит после этого и почему? Если водитель выключит передачу, то и уравнение (37) становится таким

.  (38)

  Если бы силы сопротивления точно равнялись силе инерции, то автомобиль продолжал бы равномерное движение, как говорят, вечно. Но в реальности этого не бывает. Силы сопротивления движению автомобиля не постоянны. Изменяясь, они принимают значения больше средних величин. В результате сила инерции становится меньше, и автомобиль начинает двигаться замедленно.

198. Фазу замедленного движения описывает 3-й закон механодинамики. Как он формулируется, какой математической моделью описывается, какие силы и как приложены  к телу, движущемуся замедленно? Если выключить коробку передач  автомобиля, движущегося равномерно (37), то  активная сила   исчезнет (рис. 13, b)  и остаются две противоположно направленные  силы: сила инерции и сумма сил механических и аэродинамических сопротивлений движению   (рис. 13, b).

Рис. 13.  Схема сил, действующих на замедленно  движущийся  автомобиль

Поскольку сила инерции не имеет источника, поддерживающего её в постоянном состоянии, то она оказывается меньше сил сопротивления движению () и автомобиль, начиная двигаться замедленно (рис. 13, b), останавливается (рис. 13, a, точка С). С учётом этого есть основания назвать силу инерции пассивной силой, которая не может генерировать ускорение, так как сама является следствием его появления.

  Таким образом, надо чётко представлять направленность сил, действующих на  автомобиль, при  переходе его  от равномерного движения к замедленному движению.  Первичная сила инерции (рис. 13, b) не меняет своего направления, а появившееся замедление , генерируемое силами сопротивления движению, оказывается направленным противоположно  силе инерции.

  Итак,  если автомобиль переходит от равномерного движения к замедленному, то  прежняя сила инерции   и силы сопротивления движению не меняют своих направлений. Сила инерции не генерирует ускорение, а неравномерность сил сопротивления  приводит к постепенному уменьшению  силы инерции и тело останавливается [1].

.  (39)

       Это и есть математическая модель 3-го ЗАКОНА механодинамики. Он гласит: замедленное движение твёрдого тела управляется превышением сил сопротивления движению над силой инерции.

       Обратим внимание на то, что расстояние движения автомобиля с ускорением  меньше расстояния движения с замедлением  (рис. 13, a). Обусловлено это тем, что на участке  величина сил сопротивлений   при разгоне автомобиля больше сил сопротивлений при замедленном движении за счёт того, что при замедленном движении выключен двигатель и коробка передач. Это – главное следствие экономии топлива  при езде с периодическим выключением передачи.