Cтраница 2
Движение в таком гравитационном поле на основе принципа эквивалентности ( поле тяготения отождествляется с полем инерции) рассматривается в ОТО как движение по инерции в искривленном неевклидовом ( римановом) пространстве-времени. Принцип эквивалентности гравитационных сил и сил инерции утверждает, что все физические явления в поле тяготения происходят таким же образом, как и в поле сил инерции, если напряженности этих полей одинаковы при прочих равных условиях. [16]
Можно считать, что как при подъеме, так и при спуске корабля он испытывает направленные кверху ускорения, величина которых в десяток и больше раз превосходит ускорение, которое под действием сил тяготения Земли испытывает корабль при движении по орбите спутника Земли. Но если корпус корабля получает под действием силы тяги реактивного двигателя или силы сопротивления воздуха ускорение порядка 10 g, то в системе отсчета, связанной с космическим кораблем, возникает поле сил инерции с той же напряженностью, но обратное по знаку. Ясно, что при возникновении этих больших сил инерции состояние невесомости нарушается и движение тел внутри космического корабля определяется практически только действием сил инерции. [17]
Вопрос о том, по каким законам преобразуются в общей теории относительности сохраняющиеся величины ( точнее: их плотности), не просто плод любознательности, но необходимая деталь в понимании природы энергетических характеристик физических объектов. Поэтому нельзя говорить о появлении какого-либо аналога кинетической энергии или об энергии поля сил инерции - ничего подобного здесь не может быть. [18]
Эйнштейн дал иное толкование этому представлению, исходя из принципа эквивалентности, согласно н-рому непнерциальные системы локально неотличимы от поля тяготения. Тогда если инерция обусловлена массами Вселенной, а поле сил инерции эквивалентно гравитац. В этом положении четко обозначился существенный сдвиг в трактовке проблемы ускоренного движения: принцип Маха об относительности инерции трансформирован Эйнштейном в принцип относительности геометрии пространства-времени. Принцип эквивалентности носит локальный характер, но он помог Эйнштейну сформулировать осн. [19]
Первый из этих выводов был получен Эйнштейном в результате распространения приведенного выше принципа эквивалентности полей инерции и тяготения на явление распространения света. Представим себе, что наблюдатель, движущийся в коперниковой системе отсчета ускоренно вверх, наблюдает распространение луча света в горизонтальном направлении. Но в силу эквивалентности полей тяготения и инерции наблюдатель может заменить поле сил инерции полем сил тяготения, направленным вниз. [20]
Все перечисленные силы распределены ( как правило, неравномерно) по объему или по поверхности звена. Так как перемещение всякого элемента звена механизма вследствие упругой деформации этого звена на много порядков меньше его перемещения, обусловленного кинематикой механизма, то при исследовании динамики механизма можно считать его звенья абсолютно твердыми телами. После такой замены сила тяжести звена будет приложена в центре его масс, а сила поверхностного давления - в центре давления, лежащем внутри контура, ограничивающего поверхность, подверженную давлению. Так как в отличие от поля тяготения поле сил инерции неоднородно, то положение точки приложения равнодействующей распределенных по массе тела элементарных сил инерции все время изменяется в процессе движения. [21]
Он не утверждает также, что любые силы инерции во всем пространстве можно заменить гравитационными. Пусть лифт неподвижно висит в поле тяжести Земли. Располагая точным гравитометром, пассажир в лифте заметит, что направления отвеса в различных точках кабины лифта не совсем параллельны, их продолжения пересекаются приблизительно в центре Земли. Далее, он найдет, что земное гравитационное поле возрастает в направлении к центру Земли. Короче, пассажир в неподвижном лифте может установить, что земное гравитационное поле неоднородно. Напротив, поле сил инерции, возникающее в лифте при его ускоренном поступательном движении, однородно. Оно не может во всех точках пространства внутри кабины лифта подменить неоднородное ньютоново поле земной тяжести. [22]