Cтраница 1
Псевдосилы обнаруживаются на любопытном опыте, состоящем в том, что мы толкаем с ускорением кувшин с водой по столу. Тяжесть действует на воду вниз, но из-за Горизонтального ускорения есть еще и псевдосила в горизонтальном: направлении, назад по отношению к ускорению. Когда мы перестаем толкать кувшин, когда он замедляется вследствие трения, псевдосила меняет свое направление и вода приливает к передней стенке кувшина ( фиг. [1]
Казалось бы, ничто не мешает считать тяжесть псевдосилой, говорить, что нас прижимает вниз оттого, что нас ускоряет вверх; но как быть с жителями Новой Зеландии, на другой стороне Земли - их-то куда ускоряет. [2]
Очередной тип сил, который нам предстоит рассмотреть, - это псевдосилы. [3]
Эйнштейн выдвинул знаменитую гипотезу, что ускорение вызывает имитацию ( подобие) тяготения, что силы ускорения ( псевдосилы) нельзя отличить от сил тяготения; нельзя сказать, какая часть данной силы - тяжесть, а какая - псевдосила. [4]
Наше допущение, что поверхностные силы, действующие на малый объем, находятся в равновесии, предполагает отсутствие объемных сил, подобных силе тяжести или псевдосилам, которые тоже могут присутствовать, если наша система координат не инерциальна. Итак, если размер призмочки взять достаточно малым, то объемные силы будут пренебрежимо малы по сравнению с поверхностными. [5]
Если мы посмотрим, как были введены силы инерции, то увидим, что это было сделано искусственно, с целью сохранить закон Ньютона, и что мы не указали никаких внешних воздействий на точку, которым отвечали бы силы инерции. По этой причине силы инерции часто называют псевдосилами. Логически - в узких рамках классической механики - это оправдано, но все же звучание термина вызывает некоторый протест. [6]
Посмотрим теперь на те же самые электроны из системы координат, вращающейся с угловой скоростью со относительно оси, проходящей через центр силы и параллельной полю В. Она уже не будет инерциальной системой, а посему нам нужно добавить надлежащие псевдосилы: центробежные силы и силы Кориолиса, о которых мы говорили в гл. [7]
Векторные величины, хотя бы и называемые по ряду причин силами и имеющие ту же размерность, но не вызывающие абсолютного ускорения и не имеющие отношения к третьему закону Ньютона, таким образом, не являются физическими, ньютоновыми или естественными силами. Таким образом, если, по определению, именовать последние силы реальными, то, как следствие, все другие силы, также по определению, надлежит именовать, а в рамках классической механики и считать, силами нереальными, фиктивными, псевдосилами или как либо еще. Во всяком случае, такие силы не ньютоновы. [8]
Вот почему нужно помнить, что центр масс и центр тяжести - разные вещи. Тот факт, что тело, поддерживаемое точно за центр масс, уравновешено в любом положении, имеет еще одно интересное следствие. Если вместо гравитационных сил взять инерционные псевдосилы, возникающие вследствие ускорения, то, чтобы найти точку, уцепившись за которую мы уравновесим все моменты этих сил, можно использовать ту же самую математическую процедуру. Предположим, что мы заключили тело внутрь ящика, который ускоряется вместе со всем его содержимым. [9]
Случайные блуждания частиц в двух - или многокомпонентных системах создают их перенос из области, где их химический потенциал больше, в область, где он меньше. Изменение химического потенциала может быть измерено лишь при переходе от равновесия к равновесию. Поэтому градиент химического потенциала следует рассматривать как псевдосилу, как макроскопический эквивалент микроскопических случайных событий. Смысл коэффициента a разъяснен на стр. [10]
Иначе говоря, поскольку система координат Мика ускоряется по отношению к системе Джо, появляется добавочный член та. Чтобы работать с законами Ньютона, Мик обязан подправить силы, ввести в них этот член. Другими словами, появляется кажущаяся, мистическая, новая сила неведомого происхождения; она возникает, конечно, из-за того, что-у Мика координатная система неправильна. Это - пример, псевдосилы; с другими примерами можно встретиться, еслк система координат вращается. [11]
Мы думаем, что находимся на плоскости, и надеемся поэтому, что расстояние между двумя предметами будет расти линейно с течением времени. Но тщательные наблюдения вдруг обнаружат, что на достаточно большом расстоянии предметы снова начнут сближаться, как если бы они притягивали друг друга. Но они не притягиваются один к другому; все дело в геометрии, это с нею происходит что-то чудное. Хотя эта картинка и не касается геометрии Евклида ( не показывает нам, что в ней есть чудного), но она показывает, что, заметно исказив геометрию, можно все тяготение отнести за счет псевдосилы. В этом и состоит общая идея теории тяготения Эйнштейна. [12]
Отметим, что первый поправочный член к закону идеального газа имеет разные знаки для фермионов и бозонов. Эффект статистики Ферми аналогичен наличию сил отталкивания между частицами. Очевидно, что такая отталкивательная псевдосила связана с принципом Паули, препятствующим возникновению конфигураций, в которых частицы находятся вблизи друг друга. Для бозонов ситуация противоположна; здесь эффект квантовой статистики аналогичен наличию притягивающей псевдосилы. [13]