К ВОПРОСУ О ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СИЛЕ, И О «ПАДЕНИИ» СПУТНИКОВ

Думаю, всем известно, что в современной физике движение спутников считается бесконечным падением (т.е. считается, что спутник падает на гравитирующее тело ( напр., Землю), но всё время промахивается.

С точки зрения кинематики, так оно и есть, но вот с точки зрения динамики,  падения при движении по круговой орбите не может быть в принципе, поскольку сила тяготения, действующая на спутник, уравновешена силой центробежной.

Позвольте, возразите Вы, а как же тогда спутник движется непрямолинейно, если действующие на него силы равны по величине и направлены противоположно?!

На мой взгляд, парадокса здесь никакого нет, поскольку центробежная сила инерции не является силой статической, но динамической, т.е. является силой реакции.

На любом бесконечно малом участке пути при движении по круговой орбите, происходит динамическое уравновешивание силы тяготения и центробежной.

Чем выше скорость спутника, тем больше центробежная сила.

Двигаясь на бесконечном малом участке пути спутник, то тормозится, удаляясь от  гравитирующего тела, то, наоборот, ускоряется, падая на него (приближаясь к нему).

Приведу простой пример: геостационарный спутник, неподвижно висящий над одной точкой на поверхности Земли.

Современные учебники убеждают нас, что все спутники падают. Но как можно падать, не приближаясь к месту падения?!

Представим себе, что столб с висящим на нём фонарём и стоящий точнёхонько на экваторе начинает расти.

Когда он достигнет высоты 36000 км, мы обнаружим, что фонарь, висящий на столбе, перестал растягивать подвес, т.е. стал невесомым.

Фонарь на столбе будет находиться в относительном покое с находящимся рядом с ним геостационарным спутником.

Если спутник падает, то падает и фонарь, но он-то, несомненно, не падает, а, значит, не падает и спутник!

Т.е. утверждение современных учебников, о том, что все спутники,  падают, мягко говоря, не соответствует действительности.

Предлагаю Вашему вниманию поучение Ньютона, в котором он прямо говорит, что спутники продолжают оставаться на своей орбите, поскольку удерживаются от падения центробежной силой:

ПОУЧЕНИЕ

Доказательство этого предложения может быть объяснено подробнее следующим образом. Если бы около Земли обращалось несколько лун, подобно тому как около Юпитера и Сатурна, то времена их обращений (на основании наведения) следовали бы планетным законам, открытым Кеплером, и поэтому их центростремительные силы были бы по предложению I обратно пропорциональны квадратам расстояний. Если бы наинизшая из этих лун была малой и почти что касалась бы вершин высочайших гор, то центростремительная сила, которою она удерживалась бы на своей орбите (согласно предыдущему расчету), равнялась бы приблизительно силе тяжести на вершине этих гор; если бы этот спутничек лишить его поступательного движения по орбите, то вследствие отсутствия центробежной силы, от которой он продолжает оставаться на своей орбите, он под действием предыдущей стал бы падать на Землю и притом с такою же скоростью, с какою на вершинах этих гор падают тяжелые тела, ибо в обоих случаях действующие силы равны. Если бы та сила, под действием которой падал бы этот маленький низший спутничек, была отличною от силы тяжести, спутничек же этот, подобно всем телам, тяготел бы к Земле одинаково с телами, находящимися на вершинах гор, то под совокупным действием обеих сил он падал бы вдвое быстрее. Поэтому, так как обе силы, т. е. действующая на тяжелые тела и действующая на спутничек, направлены к центру Земли и между собою подобны и равны, они те же самые и имеют ту же самую причину (по правилам I и II). Следовательно, та сила, которою Луна удерживается на своей орбите, есть та же самая, которую мы называем силою тяжести, ибо в противном случае или сказанный спутничек на вершинах гор не имел бы тяжести, или же падал бы вдвое скорее, нежели падают тяжелые тела.

Исаак Ньютон

Математические начала натуральной философии

Перевод с латинского и комментарии А.Н. Крылова, Предисловие Л.С. Полака

Москва "Наука" 1989

Стр. 513

Другими словами, центростремительная сила (сила тяготения) не даёт спутнику улететь в тартарары, а центробежная не даёт ему упасть на гравитирующее тело.

На вопрос о существовании центробежной силы, Ньютон дал вполне внятный ответ. Дело осталось за малым: указать тело эту силу создающее.

“Основная идея, руководившая Фарадеем во всех его работах и составлявшая, так сказать, неизменный фон его научного мышления, заключалась в том, что все взаимодействия, наблюдаемые в природе вообще, а следовательно, и взаимодействия электрического или магнитного характера, могут осуществляться не иначе, как при непременном участии той среды, которая находится между взаимодействующими телами и окружает их. Мысль об этом постоянно привлекала к себе внимание Фарадея. Он совершенно не допускал возможности руководствоваться идеей действия на расстоянии при изучении и объяснении каких бы то ни было явлений природы. В своих рассуждениях он неоднократно ссылался на авторитет Ньютона, который имел по этому поводу совершенно определенное мнение, выраженное, между прочим, однажды следующим образом: „Что тяготение должно быть врожденным, присущим и необходимым свойством материи, так что одно тело может взаимодействовать с другими на расстоянии через пустоту, без участия чего-то постороннего, при посредстве чего и через что их действие и сила могут быть передаваемы от одного к другому, — это мне кажется столь большим абсурдом, что я не представляю себе, чтобы кто-либо, владеющий способностью компетентно мыслить в области вопросов философского характера, мог к этому притти. Тяготение должно обусловливаться каким-то агентом, действующим постоянно согласно известным законам; но представляет ли собою этот агент что-либо материальное или нематериальное, это я предоставляю усмотрению моих читателей". (Третье письмо Ньютона к Бентли).”

В.Ф. Миткевич

“Физические основы электротехники”

Издание   третье пересмотренное и  дополненное

Ленинград 1933

Стр. 32

Проф. К. А. Бьеркнес из Христиании производил в 1881 г.  на Парижской электрической выставке опыты с вибрирующими барабанами, помещенными под водой. Барабаны эти состояли из металлических колец, около 2 см диаметром, с натянутыми на обеих сторонах каучуковыми пластинками; к кольцам были припаяны трубки, которые служили как для поддержания барабанов, так и для попеременного сгущения и разрежения в них воздуха. Когда в двух таких барабанах происходят одновременно сгущение и разрежение, то они сближаются, в противном случае они отталкиваются. Так как при этом действующие силы изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния между барабанами, то пульсирующие тела можно приравнять к магнитным полюсам или к наэлектризованным телам. Когда подобный барабан был разделен пополам перегородкой, то при попеременном сгущении и разряжении воздуха в обеих половинах барабан вел себя, как магнит с двумя полюсами, — одной стороной он притягивал, а другой отталкивал. Подобно пульсирующим барабанам, действовали друг на друга под водою и маленькие шарики, совершавшие маятникообразные колебания около поперечного рычажка; при одинаковом направлении своих колебаний они взаимно отталкивались, а при противоположном — притягивались.

Ф. Розенбергер

"История физики" (перевод с немецкого под ред. И. Сеченова, вновь проверенный и переработанный В. С. Гохманом, предисловие С. Ф. Васильева)

Часть третья История физики за последнее (XIX) столетие

ВЫПУСК I

Объединенное научно-техническое издательство НКТП СССР

Главная редакция общетехнической литературы и номографии

Москва — 1935 — Ленинград

Стр. 404