В этой главе рассматривается снова закон Бернулли (конечно, с точки зрения Молекулярно-Электрической Теории) (МЭТ), а также делается попытка поставить окончательную точку на применении закона Бернулли в теореме Чаплыгина-Жуковского.
Как я писал в части МЭТ- 4, мне самому НЕ НРАВИТСЯ мною же предложенное физическое объяснение закона Бернулли с помощью явления электромагнитной индукции и правила Ленца.
Не нравилось, но ничего лучшего по скудости умственной в башку не приходило.
Вот с таким "царапанием" внутри мозгов и лёг вчера спать. Да не получилось. Царапалось так сильно, что не мог уснуть. И тогда снова, в который раз задал себе два вопроса:
Чем отличается среда движущаяся от среды НЕдвижущейся?
Что МЭТ подразумевает под понятием давления среды на тела в ней и вокруг неё?
Первый вопрос выглядит глупым: Ясно, ДВИЖЕНИЕМ!
Но меня интересовало нечто большее: Как в самой среде распределяются частички среды в движущейся по сравнению с недвижущейся? Изменяется ли что что-то в самой этой среде, когда она приходит в движение?
В стоячей - всё ясно. Молекулы или атомы движутся в ней хаотически и всё. Если она под давлением атмосферы или собтвенная тяжесть в нижних слоя, тоже просто и понятно.
А если она начинает двигаться, изменяется ли что-то ВНУТРИ этой среды? Движутся ли её частички иначе и изменяется ли что-то в их взаимодействии друг с другом? В неподвижной, они сталкиваются, они притягиваются друг к другу и отталкиваются. Причём это равно относится и к жидкостям и газам (именно их я расссматриваю!). И в жидкостях и в газах существует понятие внутренней вязкости, а это как раз и характеризует степень их "связи, сцепления" друг с другом. Поэтому и существует понятие "Идеального газа", в котором, согласно Молекулярно-Кинетической Теории (МКТ) частицы взаимодействуют лишь чисто кинетически - сталкиваясь друг с другом и никаких других связей у них нет. Моделью такого газа может служить достаточно разряжённый газ со значительной длиной свободного пробега частиц (я буду использовать слово "частицы" вместо слов молекулы, атомы или их комлпексы).
Итак, снова, происходит ли какое-то изменение во "взаимоотношениях" частиц среды жидкой или газообразной при её движении.
Ответ: ДА!
И относится оно в понятию ВЯЗКОСТЬ. В движущейся среде ВЯЗКОСТИ РАЗНЫЕ! Одна вязкость ПРОДОЛЬНАЯ и другая - ПОПЕРЕЧНАЯ. Упомнинания об этом были мной опубликованы несколько лет тому назад в заметках, посвящённых сверхтекучести. Но тогда это было лишь смутное предположение. Теперь эта идея представляется,мне плодотворной и многое разъясняющей.
Что такое эти разные вязкости?
Это разные по величине силы связи между частицами среды.
В стоячей - она одна. Некая изотропная (одинаковая во всех направлениях) вязкость, связь, сцепление частиц друг с другом. Например, чтобы разорвать столб обезгаженной воды требуется значительная сила, о чём я писал в заметке о "взрывающейся воде".
К газам это неприложимо. Там силы отталкивания между частицами преобладают над силами сцепления, но оно тоже существует, иначе поток газа не мог бы увлекать и частиц окружающей среды. Была бы газовая "сверхтекучесть", которой в реальности нет.
Итак, в движущейся среде возникают цепочки связанных вдоль вектора движения частиц,
Это - ПРОДОЛЬНАЯ ВЯЗКОСТЬ.
И "боковое" сцепление этих цепочек с окружающими частицами.
Это - ПОПЕРЕЧНАЯ ВЯЗКОСТЬ .
Они различны по величине. Вязкость продольная больше, чем вязкость поперечная и этим, в конечном счёте, обусловлена и сверхтекучесть жидкого гелия 2! Более детально постараюсь осветить это в дальнейших главах
Но вязкости эти наличествуют в любом потоке любой среды, жидкой или газообразной.
Теперь ответ на вопрос о давлении. Давление, согласно МЭТ, это электростатическое отталкивание электронных орбит частиц друг от друга. При насильственном сближении частиц происходит крайне незначительная деформация этих взаимоотталкивающихся орбит и это характеризует степень сжатия среды.
Теперь финальный вопрос: Как в свете двух вышеприведённых ответов, следует объяснить чисто феноменологический, эмпирический закон Бернулли, то есть ПОЧЕМУ "БОКОВОЕ" ДАВЛЕНИЕ в движущейся среде меньше, чем в такой же стоячей?
(Это "боковое", поперечное давление следует отличать от давления потока на перпендикулярно расположенную поверхность, вызванное остановкой-отражением этого потока. При урагане , например, давление воздушного потока на перпендикулярно стоящий парус составляет почти 200 кг/кв.м, а барометр в это же время может показывать сильное понижение атмосферного давления)
Тут надо добавить ещё одну существенную деталь. Почему, вообще, среда движется? Под дейстивем чего?
Это может быть вызвано градиентом давления, то есть на среду с одной стороны оказывается бОльшее давлени, чем с другой, Это может быть вызвано и некими объёмными силами, например притяженим гравитационным или электромагнитными силами, если среда обладает какими-то специфическими свойствами.
Рассмотрим простейший случай: Вода выливается из бака через длинную трубу у его основания под далением вышерасположенного слоя воды. Порождённого гравитацией. Вроде бы всё понятно: у открытого в бак конца трубя даление больше, чем у противоположного конца и вода течёт по трубе. Если мы зкроем выходной конец, течение, понятно, прекратится. Откроем - снова потечёт. И вот "детский вопрос": Откуда вода "знает", что выходной конец открыт и надо течь именно в данном направлении? Из-за связи частиц воды друг с другом, когда вода начинает вытекать, частицы воды начинают за счёт их связи друг с другом тянуть соседние частицы из трубы, благо противодавления нет, или оно незначительно.
Теперь для наглядности рассмотрим такую модель: Представим себе что у нас есть некая цепочка капелек, шарообразных и сцеплённых друг с другом. Потянем за крайнюю капельку, все капельки начнут тянуться за крайней, но ИХ ФОРМА ЧУТЬ ИЗМЕНИТСЯ, они из шариков станут чуть вытянутыми эллипсоидами.
Теперь представим себе упомянутые капельки ЧАСТИЦАМИ воды или газа,, окружёнными электронными оболочками, вовсе не обязательно сферическими. Если одна, крайняя частица, тянет за собой другие, то их орбиты чуть сплющиваются! А мы недавно упомянули, что давление - это электростатическое взаимодействие одних орбит частиц с другими. Коль скоро в струе эти орбиты чуть сплющиваются, они меньше электростатически давят на соседние. Чем быстрее тянут такие цепочки частиц друг друга, тем сплющивание их электронных орбит сильней и тем слабее их давление на соседние орбиты!
ЭТО И ЕСТЬ ОБЪЯСНЕНИЕ ПРИЧИНЫ, почему в движущейся среде давление падает в зависимости от скорости по закону Бернулли.
Выглядит, вроде бы сложней, чем даже моё раннее и совершенно НЕВЕРНОЕ объяснение с привлечением правила Ленца. На самом деле надо просто принять и признать несколько исходных гипотез (ухватить ведущие шестерёнки) и тогда всё становится простым и понятным.
Завершается часть за номером 4.
Часть номер 6
Это объяснение хорошо ещё и тем, что оно подводит физическое основание под Принцип Неэквивалентности Взваимодействия Тел, кинематически эквивалентных.
То есть принцип, категорически запрещающий применять принцип относительности Галилея-Эйнштейна к ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ друг с другом двух движущихся равномерно и прямолинейно тел. Вроде бы "инерциальных систем".
Мол, как обычно, НЕВАЖНО, ЧТО движется относительно ЧЕГО. Тело по отношению к среде или среда по отношению к находящемуся в ней телу.
Упомянутый принцип ЗАПРЕЩАЕТ использовать такие соображения применительно К ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ. Тем паче, что одно из тел, среда, в которой находится тело, ИЗМЕНЯЕТСЯ из-за своего движения! Изменяет за счёт движения свои физические свойства!
Но принцип этот БЫЛ сформулирован, как некий постулат, аксиома. Провозглашаем его и всё тут, без доказательств. Вышеприведённое объяснеие физических причина изменения давления в движущейся среде, АРГУМЕНТИРУЕТ, подводит под этот постулат физическую базу, этим превращая постулат в ЗАКОН! Аксиома перестаёт быть произвольно взятым допущением, принимаемым без доказательства. Она становится уже доказанным логически понятием, теоремой!
О принципиальной физической несостоятельности теоремы Чаплыгина-Жуковского.
Как я уже не раз писал: Хорошая математика может быть плохой физикой.
И это - ещё один пример сказанного. Я не буду разбирать математику вывода из формулы Чаплыгина теоремы Жуковского, ибо ничего смыслю в математике и априри полностью доверяю двум выдающимся учёным-математикам. Мой довод состоит в том, что уже в самом начале этого доказательства было принято исходно неверное ФИЗИЧЕСКОЕ допущение, а поэтому делающее всю эту теорему сугубо математическим доказательством, НЕ ИМЕЮЩИМ ТОГО ФИЗИЧЕСКОГО СМЫСЛА, который в него изначально вкладывался!
Вновь, не подвергаю ни малейшему сомнению математическую точность, строгость и верность доказательства этой теоремы.
Но сама теорема НЕ ИМЕЕТ НИ МАЛЕЙШЕГО ФИЗИЧЕСКОГО СМЫСЛА!
С тем же успехом можно объявить таблицу умножения теорической основой причин возникновения подъёмной силы крыла самолёта!
Мои доказательства вышесказаного основываются на САМОМ ЖЕ ВЫВОДЕ ТЕОРЕМЫ!
Параграф 5, главы "Комплексный потенциал", в монографии Лунца, Эльсгольца "Функции комплексного переменного.
Эта работа рекомендуется в качестве учебника студентам старших курсов физико-математического факультета в рамках читаемого им курса " Методы Математической Физики". Понятно также, что НЕ Лунц-Эльсгольц придумали приводимые в книге доказательства, а их они взяли из оригинальных работ других признанных в науке математиков.
Цитирую:
Параграф 5. "Теорема Н.Е Жуковского о подъёмной силе."
"Выведем сначала формулу С.А.Чаплыгина для величины подъёмной силы, действующей на крыло самолёта. При скоростях, меньших скорости звука, можно, как известно,воздух считать несжимаемой жидкостью. ДЛЯ УДОБСТВА ПРЕДПОЛОЖИМ, ЧТО КРЫЛО САМОЛЁТА, ПРОФИЛЬ "С" КОТОРОГО ИЗОБРАЖЁН НА ЧЕРТ."89-1", ПОКОИТСЯ, А ОКРУЖАЮЩИЙ ЕГО ВОЗДУХ ДВИЖЕТСЯ. ЭТО ДВИЖЕНИЕ БУДЕМ СЧИТАТЬ УСТАНОВИВШИМСЯ И БЕЗВИХРЕВЫМ В ОБЛАСТИ "G", ВНЕШНЕЙ К КОНТУРУ "С", И НА КОНТУРЕ "С" И ИМЕЮЩИМ В БЕСКОНЕЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЁННУЮ СКОРОСТЬ.
БУДЕМ СЧИТАТЬ ТАКЖЕ, ЧТО В ОБЛАСТИ "G" И НА КОНТУРЕ "С" ОТСУТСТВУЮТ ИСТОЧНИКИ И СТОКИ.
ВЕЛИЧИНА ДАВЛЕНИЯ ВЫЧИСЛЯЕТСЯ ПО ФОРМУЛЕ БЕРНУЛЛИ."
Дальше следуют математические формулы, верность которых, как я сказал, не подлежит сомнению
Последний абзац параграфа.
Цитирую:
"Итак, теорема Жуковского может быть сформулирована следующим образом: ВЕЛИЧИНА ПОДЪЁМНОЙ СИЛЫ. ДЕЙСТВУЮЩЕЙ НА ОБТЕКАЕМЫЙ КОНТУР, РАВНА ПРОИЗВЕДЕНИЮ ПЛОТНОСТИ ОБТЕКАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ (ИЛИ ГАЗА), ЦИРКУЛЯЦИИ И ВЕЛИЧИНЫ СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ В БЕСКОНЕЧНО УДАЛЁННОЙ ТОЧКЕ, НАПРАВЛЕНИЕ ЖЕ СИЛЫ МОЖНО ПОЛУЧИТЬ, ПОВЕРНУВ ВЕКТОР СКОРОСТИ "V" НА 90 ГРАДУСОВ НАВСТРЕЧУ ЦИРКУЛЯЦИИ."
Конец цитирования.
Я выделил прописными , а не строчными буквами, наиболее существенные понятия в этих двух абзацах, дабы подчеркнуть их полную ФИЗИЧЕСКУЮ некоррекность. С самого начала Чаплыгин и Жуковский ЗАМЕНЯЮТ движение крыла в относительном "наподвижном" воздухе, ПОТОКОМ ВОЗДУХА бесконечной длины, движущимся навстречу крылу. Эта замена абсолютно произвольна, незаконна с точки зрения физики, хотя неявно использует и этим НАРУШАЕТ сам Принцип Относительности Галилея-Эйнштейна, в котором НИ СЛОВА НЕ ГОВОРИТСЯ о ВЗАИМОДЕЙСТВИИ инерциальных систем друг с другом. Такое понятие "ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ" двух тел, систем или сред, инерциальных или неинерциальных, вообще НЕ ВХОДИТ в указанный принцип относительности. В принципе относительсноти говорится об идентичности, "инвариантности" законов физики В ЭТИХ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ.
Вдобавок, движущийся воздух или вода НИКАК ИНЕРЦИАЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ не являются, ибо в них возникают вихри, турбулентности и всё прочее. Но главное, снова, здесь используется НЕЯВНО принцип Относительнсоти, который к взаимодействию среды и тела не имеет никакого отношения. Поэтому его применение НЕЗАКОННО!
Итак, самое забаное, что из исходно совершенно неверного физического предположения выводтся формула весьма близкая к реальности для подсчёта!
Формулы Шталя для флогистона -теплорода по сей день вполне оправданно используются в уравнениях теплового баланса, но это НЕ ДЕЛАЕТ ФИЗИЧЕСКУЮ ТЕОРИЮ ТЕПЛОРОДА ВЕРНОЙ!!!
Как вышеприведённый параграф НЕ ДЕЛАЕТ ВЕРНОЙ физическую теорию причнн возникновения подъёмной силы крыла самолёта. В силу абстракности математических формул их практическая верность нисколько не оправдывает неверные физические предпосылки самой теории,.
Хорошая математика может быть плохой физикой!
4 Х 2023