- 1 -

А. И. Мицук

УДАР и РАЗРУШЕНИЕ

Калуга Издательство КПУ 2012 г.

- 2 -

ББК 22.251 М12

Рецензенты: В.К. Афанасьев - д.т.н., профессор, Заведующий кафедрой ФМ и НМ Новокузнецкого Индустриального Университета. В.М. Трофимов - д.ф.- м.н., профессор, Заведующий кафедрой приборных устройств ГОУ ВПО НГПУ. Мицук А. И.

М12 Удар и разрушение [Текст] / А.И. Мицук. - Калуга: Издательство КПУ, 2012. - 235 с.

ISBN 978-5-88725-239-1

В книге представлены результаты аналитических и экспериментальных исследований ударного взаимодействия физических тел различной конфигурации. Предложены новые закономерности, описывающие процесс ударного взаимодействия. Рассмотрено взрывное разрушение твердых тел и сейсмическое воздействие взрыва с позиции предложенных закономерностей.

На основе новых подходов поставлены под сомнение: основы современной теплофизики, релятивистская механика Эйнштейна, закон всемирного тяготения Ньютона, теория большого взрыва Гамова, реанимированы теплород и эфирный ветер, а так же предложено новое рассмотрение ряда положений современной физики.

Книга предназначена для специалистов по ударным механизмам и методам разрушения твердых сред, может быть полезна физикам, астрофизикам, геофизикам и всем кто интересуется развитием системы знаний о природе и вопросами мироздания.

Полную ответственность за содержание книги несет автор. Права собственности на книгу принадлежат автору.

ISBN 978-5-88725-239-1

ББК 22.251 © Мицук А. И., 2012

- 3 -

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие автора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Глава I. Удар . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1. О теории удара . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2. Аналитическое исследование удара . . . . . . . . . . . . 14 3. Задача 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4. Задача 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 5. Задача 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 6. Задача 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 7. Задача 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 8. Задача 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 9. Задача 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 10. Задача 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 11. Задача 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 12. Задача 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 13. Выводы по главе 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Глава II. Разрушение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 1. Общая часть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 2. Метод проведения экспериментов . . . . . . . . . . . . . . 82 3. Проведение экспериментов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 4. Выводы по результатам экспериментов . . . . . . . . . . 103 5. Разрушение взрывом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 6. Процесс взрывного разрушения с позиции ударно – импульсной теории. . . . . .

111

7. Выводы по взрывному разрушению . . . . . . . . . . . . . 121

- 4 -

Глава III. Синтез . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 1. О материи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 2. О дефекте массы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 3. О теплофизике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 4. О частицах с нулевой массой покоя . . . . . . . . . . . . . 153 5. О волновых свойствах электрона . . . . . . . . . . . . . . . 157 6. О планетарной модели атома Э. Резерфорда . . . . . . 159 7. О температурной шкале Кельвина . . . . . . . . . . . . . . 164 8. Об эфирном ветре и теории относительности . . . . . 167 9. О гравитации и мироздании . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 10. Об электричестве . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 11. О взрыве звезд и галактик . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 12. О Большом взрыве и расширении Вселенной . . . . . 218 13. О происхождении Вселенной . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 14. О скоростях и энергиях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 15. Выводы по главе 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

232

Обозначение и перечень постоянных величин . . . . . .

234

Об авторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

235

- 5 -

Предисловие автора. Человек жил когда не было физической науки, живет и сейчас когда она

есть и в общем не важно на каких началах она построена. Фундаментальная наука далека от практики и так же далека от истины, потому что выстроена на сомнительных началах. Но, так или иначе, поезда ходят, самолеты летают, реакторы работают… Люди привыкли к тем законом которыми их накачали в школе, система знаний о природе как-то отстроена и как-то взаимоувязана, а практика корректирует недочеты научных теорий с помощью эмпирических зависимостей и всевозможных коэффициентов.

Прежде чем предложить что-то новое, надо основательно подумать, принесет это людям пользу или нет.

Однако события последних лет и нарастающий информационный шум указывают на то, что вектор развития человека направлен в прошлое – в мир мифов, бесов, богов, привидений и мистического ужаса.

Радио, телевидение и печать, в том числе, научные издания создали такую волну информационного хаоса, что даже зрелые люди не в состоянии этому противостоять, а молодежь превращают в моральных уродов, в руки которой дают все более совершенное оружие.

Человек и его мир катится в пропасть. Стихийный это процесс или кем-то спланированный, сказать трудно, но он

в развитии. Поэтому автор и пришел к выводу о необходимости публикации результатов своей работы, в надежде на то, что это внесет хотя бы капельку логики и здравого смысла в понимание окружающего нас мира и подтолкнет людей к пониманию того, что поток лжи неизбежно приведет к вырождению и гибели, независимо от того, социальная это лож или научная.

Книга написана по результатам работ, которые автор проводил в течении последних полсотни лет и предназначена в основном для исследователей и разработчиков новых технических средств. В книге изложены соображения, которые могут представить интерес для тех, кто интересуется развитием науки и вопросами мироздания.

Автор выражает глубокую благодарность: Мицуку В.И. - за помощь в формировании структуры и текста книги; Кряжевой Е.В. к.п.н. - за помощь в подготовке книги к изданию; Шилову Ю.И. - за помощь в работе над текстом и подготовке к изданию; Афанасьеву В.К. - д.т.н., профессору - за рецензирование книги и ряд

ценных замечаний и рекомендаций. Трофимову В.М. д.ф.-м.н., профессору - за рецензирование книги и ряд

ценных замечаний и рекомендаций. А так же друзьям, родным и коллегам, за бескорыстную помощь и

поддержку в работе над книгой, в период смутного времени развала и деградации общественных устоев.

- 6 -

А.И. Мицук – Удар и разрушение. Введение Предметом исследования в настоящей работе является ударное

взаимодействие и ударные процессы в материальной среде. В природе трудно выделить взаимодействие материальных тел, которые

проходили бы без ударных возмущений, возникающих в пространстве взаимодействующих тел. Любое взаимодействие это есть ударное взаимодействие той или иной степени интенсивности – взрыв вулкана, падение метеоритов, тектонический срыв, взрыв взрывчатых веществ, забивание, бурение, дробление, резание, хождение; катание – везде ударное взаимодействие; в микромире – любая химическая реакция, плавление, растворение, испарение это ударные процессы на молекулярном уровне; элементарные частицы изучают с помощью удара и разрушения.

В общем случае любое изменение скорости тела или взаимодействующих тел – результат ударного взаимодействия разной интенсивности.

Можно без преувеличения сказать, что физика это наука изучающая ударное взаимодействие в материальном мире.

Однако удару посвящено, несоразмерно его значению, мало работ и глубоких исследований и со времен Ньютона, в течении более чем 300 лет мало что изменилось в представлении об ударе.

Изучаются главным образом состояния до и после удара взаимодействующих тел, а процессы, протекающие внутри системы за период действия удара, исследуются с позиции волновой теории.

Ньютон, обошел вопрос исследования удара с помощью введенной им модели, в основу которой положены понятия – «материальная точка», « идеально твердое тело» и «мгновенный ударный импульс», что и по сей день эти понятия являются основополагающими в физике, в особенности в механике и теплофизике, хотя по сути своей, ни то, ни другое, ни третье – не имеют физического смысла и противоречивы даже в своих названиях.

Точка не может быть материальной потому, что она не имеет измерений (величины). Точка – это начало отсчета, с другой стороны любой материальный объект имеет величину (измерение). Если точка материальная, тогда полностью нарушается принятая система измерений, фундаментом которой является точка, как начало отсчета, и соответственно, если материя не имеет измерения то разрушается весь материальный мир.

«Идеально твердое тело» представляет собой среду (субстанцию), в которой невозможны деформации. В обозримом нами мире невозможно найти среду, в которой не могут распространяться возмущения, сопровождающиеся деформацией среды, неизвестны такие среды и не просматриваются предпосылки к тому, что они когда-нибудь будут обнаружены. Возможно, существуют предельно плотная среда, в которой объемное сжатие предельно

- 7 -

велико и дальнейшее сжатие невозможно. И только тогда в ней невозможна деформация и соответственно не могут протекать волновые процессы или распространяться ударные импульсы. А если в ней невозможны деформации – ее невозможно будет разрушить, но неразрушающихся сред в природе пока не обнаружено.

«Мгновенный ударный импульс» это импульс без временной составляющей, что противоречит самой сути импульса как функции времени. Импульс без временной составляющей это бесконечно большие ускорения, что так же не имеет физического смысла. Это – математическая абстракция, не более.

Восприняв модель Ньютона, включающую «материальную точку», «идеально твердое тело», и «мгновенный ударный импульс» ученые того

времени запустили в обращение образ материи без величины, процесс без времени и материю без деформации. И эта модель была положена в основу изучения удара и механики вообще, фактически был устранен из рассмотрения сам процесс ударного взаимодействия.

То же самое произошло в середине 19 века, когда была создана молекулярно - кинетическая теория газов и основополагающие законы термодинамики. Ударное взаимодействие атомов и молекул (основа этой теории) рассматривалось с позиции модели Ньютона. Атомы и молекулы рассматривались как материальные точки (идеальный газ). Внутренние процессы, проходящие в молекулах и атомах, не рассматривались. Они не рассматриваются и по сей день, рассматривается только факт столкновения. Можно с уверенностью сказать, что если бы рассматривался сам процесс ударного взаимодействия молекул и атомов, то квантовая механика была бы создана еще тогда, в рамкой классической механики, а не как самостоятельная наука и не было бы тех противоречий в физике, которые возникли на рубеже 19 – 20х веков.

Ударное взаимодействие материальных тел в природе и процессы, протекающие при этом, это и есть сама природа, потому что не будет процесса взаимодействия – не будет ничего: ни жизни, ни самой материи, т.е. наука того времени вывела из рассмотрения самую суть материи. Это равносильно тому, что из семейной жизни исключить секс – не будет ни семьи, ни человека, ни ученых тоже.

В наши дни удар стал основным методом проникновения в микромир, в мир элементарных частиц, уже изучены процессы фотосинтеза, квантовой механики, ядерной физики, основанных на ударном взаимодействии, тем не менее мы настойчиво морочим голову вступающим в жизнь молодым людям понятиями «материальная точка», «идеально твердое тело» и «мгновенный ударный импульс». Фактически дезинформируем людей, уводя их от сути процессов, протекающих в окружающем нас мире.

В рамках физики твердого тела рассматривается состояние соударяющихся твердых упругих тел в период взаимодействия [16]. В основе своей подход правильный в части величины деформации и напряженного состояния. В части

- 8 -

временных процессов за основу была принята волновая теория, т.е. было принято, что скорость распространения ударного импульса равна скорости звука в данной среде и это результат влияния модели Ньютона, что определило развитие физики на века и привело её в то состояние, когда существуют три механики – классическая механика, квантовая механика и релятивистская механика.

Но мир един и если он описывается тремя механиками значит все три механики что-то упустили из рассмотрения или приняли ложные предпосылки и постулаты. Механика должна быть одна и ключ к единой механике находятся внутри удара, оттуда все проистекает.

Много уже сказано и написано о традициях, стереотипах и умозрительном восприятии действительности. В случае нашего вопроса мы не избежали этих особенностей человека. Моделирование окружающего нас мира люди делают исходя из условий и уровня знаний того времени, в котором они живут, а зачастую, и как правило, в силу каких либо неведомых нам побуждений связанных с научным соперничеством, научными амбициями, состоянием здоровья, заказом власть предержащих и т.п. Люди привносят субъективные особенности или заведомо ложные предпосылки в ту или иную модель окружающего нас мира, т.е. модели явлений природы принимаются не только научно обоснованно и максимально объективно, но и субъективно для условий жизни той эпохи. Но так или иначе эти модели входят в жизнь людей и постепенно, с течением времени, становятся нормой. Сначала ими пользуются исследователи, затем образовательная сфера и затем вводят их в употребление и в конечном итоге ими пользуются все люди в быту. И к ним привыкают настолько, что принятые модели, величины и шкалы становятся как бы материальными, т.е. происходит материализация идей или придуманных величин принятых для исследования, а людей, которые все это сделали считают непререкаемыми авторитетами.

Казалось бы, периодически надо проводить инвентаризацию знаний, упорядочивать и взаимосвязывать их, убирать лишнее, надуманное, отжившее, тем более, заведомо ложное. Но этого не происходит, наверное потому, что нет такой профессии или должности наводить порядок в системе знаний всего человечества – требования очень велики и одному человеку это на под силу. Кто же выступит против великого Ньютона или гениального Эйнштейна, а коллективная работа в науке дело бесперспективное слишком уж амбициозный народ ученые люди, иначе их просто не было бы. Поэтому в физике в основном продолжается нагромождение новых обходных теорий, которые так или иначе базируются на моделях и величинах принятых к употреблению сотни лет назад на уровне лошади и телеги и содержат в себе противоречивые начала.

Происходящие в природе и саму природу мы видим через сетку этих теорий моделей и принятых величин – время, масса, пространство, энергия, температура, скорость, ускорение и т.п.

- 9 -

Но в природе большинства этих величин не существует. Это придумали люди, смоделировали ученые и в итоге настолько это материализовали, что стали пользоваться придуманными величинами как материальной средой.

Речь идет не о том, что эти модели или принятые шкалы не нужны, а речь идет о том, что эти величины и шкалы приняты для количественного общения с природой и людей между собой, а в природе их нет и пользоваться ими надо как принятыми величинами, а не как материальной субстанцией.

Например, шкала времени - «порядок смены явлений», в природе времени нет, в природе есть череда событий, смена явлений, взаимодействий, есть движение, есть циклические события, есть человек, который, используя природный цикл – земные сутки, придумал время для удобства, чтобы не опаздывать на работу. Это всего лишь шкала – относительная величина. И что происходит? Время материализовали настолько, что его сжимают, в нем путешествуют, его излучают, время переносит энергию и т.п. Придумали шкалу и постепенно ее материализовали, но она принята, она линейна, она относительна. Если индейцы измеряли время лунами, мы измеряем сутками – это ничего не меняет в природе. Как бы мы ни манипулировали временем циклические процессы в природе идут сами по себе, по своим законам и чтобы мы не делами, какие бы заумные теории не создавали, в природе не появятся лучи времени, разве что в головах великих людей.

Температура – принятая относительная величина – мера нагретости тела. Как понятие сформировалось на основе молекулярно - кинетической теории газов, макроскопическая оценка скорости движения атомов и молекул. Но эту же шкалу используют для описания процессов где нет ни молекул, ни атомов, а тепловое воздействие проявляется различными излучениями, о которых говорят, что температура источников миллиарды и триллионы градусов, а в самом начале образования вселенной (большого взрыва) температура была 1032 К. Это, например, для водорода скорость теплового движения должна быть в 1043 раз выше скорости света согласно данным теории большого взрыва.

Энергия – «Общая мера различных форм движения материи, рассматриваемых в физике». Сколько было дискуссий в 18-19 веках, сколько сомнений прежде чем эта условная мера вошла в жизнь как мера движения и настолько стала значимой, настолько универсальной и настолько ее материализовали, что говорят о каких – то сгустках энергии, об энергетических полях, о положительной и отрицательной энергии, хотя по определению энергия не может быть отрицательной. А в рамках сверхмодной релятивистской механики вообще пришли к выводу, что энергия превращается в массу и обратно. Одна мера превращается в другую меру. Но энергии нет в природе. Это всего-навсего единица измерения движения материи, прием изучения взаимодействия в материальном мире.

Масса – «Одна из основных физических характеристик материи, являющаяся мерой её инерционных и гравитационных свойств». И вот эту характеристику, с помощью которой люди измеряют свойства материи,

- 10 -

материализовали настолько, что мера свойств материи превращается в другую меру материи – энергию.

Пространство – «Порядок сосуществования объектов» - это место, где протекают процессы в материальном мире. Принятые системы отсчета – в трех измерениях (декартова) и полярная система просты и достаточны для описания процессов в пространстве. Но в процессе изучения природных явлений на основе классической механики обнаружились нестыковки, не сходился ответ в ряде задач. И что? Вместо того, чтобы найти ошибки, найти влияние неучтенных факторов поступило предложение изогнуть пространство, что называется подогнать ответ. В школе за такую работу поставили бы «кол», а в рамках мировой Науки это допустимо, своя рука владыка, сами приняли систему, сами её и изогнем. И ввели дополнительное измерение пространства – время. А сколько можно сочинить новых образов, новых моделей и новых теорий в рамках многомерного криволинейного пространства, не вставая из-за письменного стола, нагромождай теории, чем сложнее, тем заметнее, тем величественнее. Хотя в сути своей все эти нагромождения, как минимум не имеют физического смысла и тем более практического.

Главной задачей настоящей работы является: - Ввести в обращение, точнее принять к изучению, самую сущность

природы – процессы ударного взаимодействия; - Сформировать основные положения ударно - импульсной теории; - Показать, что скорость распространения ударного импульса всегда и

везде отличается от скорости звука. А скорость звука это скорость распространения исчезающе малых возмущений в среде.

- Показать, что, по аналогии со скоростью звука, скорость света не максимально возможная скорость распространения электромагнитных возмущений в среде, а скорость при слабых инициирующих воздействиях, при сильных воздействиях она может быть как больше, так и меньше скорости света.

- Создать предпосылки для изучения ударного взаимодействия, привлечь внимание науки, ученых, в первую очередь молодых физиков в изучении этого вопроса.

- Вывести из употребления несостоятельные модели, устранить рамки ограничений и допущений, мешающих понимание процессов, протекающих в природе, насколько это возможно вывести науку из современного тупика.

Работа не претендует на полное освещение всех аспектов ударного взаимодействия.

Эта работа, возможно первая попытка, основываясь на изучении сути процессов, взаимодействия только в общем виде приблизиться к пониманию явлений природы и единой целостной картины мира.

Полное изучение всех аспектов ударного взаимодействия, по всей видимости, займет много лет и много сил и средств, поскольку работа только ставиться в новом ключе.

- 11 -

Речь не идет о полной замене всей системы знаний, речь идет о корректировке положений, которые просто не возможно оставить в употреблении и в первую очередь модель удара Ньютона и что скорость распространения ударного импульса равна скорости звука и в соответствии с этим скорректировать или заменить теории, в основу которых легли эти предпосылки.

Работа представлена тремя главами: «Удар», «Разрушение», «Синтез». В первой главе проводится теоретический анализ ударного взаимодействия

упругих тел различной конфигурации и на этой основе выводятся основные законы ударно - импульсной теории, обосновывается понятие «ударный импульс» как основной вид возмущения среды наряду с волновыми процессами.

Во второй главе – «Разрушение» описаны эксперименты, подтверждающие основные положения ударно-импульсной теории. А так же рассмотрено взрывное разрушение с применением ударно-импульсной теории.

В третьей главе - «Синтез» сделана попытка синтезировать закономерности ударно-импульсной теории в существующую систему знаний с частичной ее корректировкой. Эта первая попытка уже на данном начальном этапе показывает, что ряд положений современной науки следует расширить, а другие пересмотреть за счет более глубокого изучения, с использованием закономерностей ударно-импульсной теории и сбалансированного подхода при оценке взаимодействия физических тел и полей, в которых они находятся.

Книга написана на основе собственных многолетних исследований автором ударных и взрывных процессов, что привело к выявлению шести новых законов ударного взаимодействия которые и составили основу ударно- импульсной теории.

- 12 -

А.И. Мицук – Удар и разрушение. Глава 1. Удар 1. О теории удара. Существующая классическая теория оперирует понятием ударного

импульса J, который выражается зависимостью:

J = mVdtFt

t t =∫1

0 ; (1) или в усредненном виде:

J = Fср (t1 – t0 ) ; (2)

где: F - сила, развиваемая во время удара; t - время взаимодействия; t0 и t1 - время начала и конца взаимодействия; m – взаимодействующая масса; V1 и V - скорость начала и конца взаимодействия. В существующей (классической) теории используется модель мгновенного

удара на основании введенных идеализированных понятий – «материальная точка», «идеально твердое тело» и «мгновенный ударный импульс» при условии, t1 – t0 = 0.

Такое рассмотрение удара введено для случая, когда интерес представляет состояние физических тел до и после удара, а не сам процесс взаимодействия. Но это рассмотрение получило настолько широкое распространение в физике, что вся механика, термодинамика, газовая динамика, астрофизика и другие смежные науки построены с применением понятий «материальная точка», «идеально твердое тело» и «мгновенный ударный импульс».

Далее будет показано, что эти понятия неприемлемы и вредны для описания ударного взаимодействия физических тел, поскольку исключают из рассмотрения и описания естественные проявления взаимодействия:

- величины поверхности взаимодействия; - деформированное и напряженное состояние; - строение ударного импульса и его внутреннюю динамику (изменение

формы); - скорость распространения ударного импульса и зависимость ее от

скорости взаимодействия; - скорость смещения в ударном импульсе, а так же ряд сопутствующих

процессов существенно влияющих на взаимодействие физических тел между собой и с окружающими их полями.

- 13 -

Физика твердого тела рассматривает процесс удара с применением положений волновой теории, полагая, что скорость распространения ударного импульса равна скорости звука, для среды распространения, а так же напряженное состояние, которое характеризуется следующими зависимостями:

ε = V/C3 ; (3)

σ = E V/C3 ; (4)

где: ε – относительная деформация тела; V – скорость взаимодействия; C3 – скорость звука; σ – напряжение в ударном импульсе; E – модуль упругости материала. Классическая теория оперирует так же понятием коэффициент удара или

коэффициент восстановления K: K = V/V1 ; где: K – коэффициент восстановления, безразмерная величина; V – скорость тела до удара; V1 – скорость тела после удара о твердую поверхность (стальную или

чугунную плиту). Величины этих коэффициентов по всем справочникам, для одного и того

же материала, различны на 5- 20%, потому что зависят от условий испытаний. В дальнейшем будет показано, что K для всех материалов близок к 1.

Существующая теория удара, основанная на модели с распространенными параметрами, частично правильно описывает прохождение ударного импульса и напряженное состояние в нем, но не учитывает в полной мере величины деформации ε:

ε = V /C3 = ∆ℓ/ℓ ; где: ∆ℓ - величина деформации; ℓ - длина тела. Далее будет показано, V/C ≠ ∆ℓ/ℓ; т.е. отношение скорости взаимодействия

к скорости звука не равно отношению деформации ∆ℓ к длине стержня ℓ. Например, для случая если V = C3, то ε =1, т.е. ∆ℓ = ℓ, что физически не

имеет смысла, а если V > C3, то ε > 1, т.е. деформация тела больше чем само тело ∆ℓ > ℓ.

Очевидно, что в самой зависимости (3) заложена ошибка, и она не может быть принята к оценке относительной деформации соударяющихся тел. Это связано с тем, что волна – это равновесное колебание, а удар это смещение, которое характеризуется скоростью смещения. Так вот это смещение и его скорость не учитывается при рассмотрении процесса ударного взаимодействия,

- 14 -

как в классической теории удара, так и в физике твердого тела и соответственно не учитывается смещение поверхности взаимодействия физических тел в процессе взаимодействия.

Существующая теория оперирует законом сохранения импульса, одним из фундаментальных законов природы, открытым Рене Декартом в первой половине 17-го века, который выражается зависимостью:

m1V1 = (m1 + m2) V2 ; где: m1 – масса тела, имеющая скорость V1; m2 – масса покоящегося тела; V1 – скорость тела с массой m1 (скорость взаимодействия); V2 – скорость суммы масс. В справедливости этого закона сомневаться не приходиться – он доказан

экспериментально. 2. Аналитическое исследование удара. Исследование проводиться на примере упругих тел с некоторой

идеализацией условий взаимодействия: - взаимодействующие тела изотропные и их кристаллическая структура не

влияет на характер распространения ударного импульса; - взаимодействие тел стержней, конусов и т.п. производиться по плоскости

без перекосов и отклонений от оси (прямой лобовой удар); - удар протекает в докритическом режиме, в рамках действия закона Гука. Взаимодействие, вначале рассматривается на примере простых

идеализированных условий с постепенным усложнением задачи до реальных условий взаимодействия тел с разными геометрическими параметрами, разными плоскостями, модулями упругости и скоростями звука в телах стержней.

Под упругим ударом следует понимать цикл взаимодействия двух тел, включающих три характерных момента и два периода:

Момент I. t0 – начало взаимодействия, момент соприкосновения тел. Момент II. t1 – высшая точка взаимодействия, максимальный переход

импульса в напряженное состояние. Момент III. t2 – конец взаимодействия, время начала расхождения тел. Период 1. t1 – t0 – сжатие – переход импульсов тел в высшую точку

напряженного состояния. Период 2. t2 – t1 – разгрузка – период между высшей точкой и концом

взаимодействия. Удар сопровождается возникновением скачкообразного (единичного

возмущения), следствием которого является переход импульсов тел в напряженное состояние до высшей точки взаимодействия и обратно, после этого, разгрузкой напряженного состояния.

- 15 -

3. Задача 1. Взаимодействие стержней с равными параметрами. На рисунке 1 показан

цикл взаимодействия этих стержней. Условия взаимодействия: длина стержней - ℓ1=ℓ2 ; масса стержней - m1=m2 ; диаметр стержней - d1=d2 ; модуль упругости стержней - E1=E2; плотность стержней - ρ1= ρ2 ; скорость звука в стержнях - С1=С2; скорости стержней до столкновения - V1=V/2, V2=V/2; скорость взаимодействия суммарная - V=V/2 + V/2. Взаимодействие происходит по плоскости торцов, горизонтально без

влияния гравитации. Для условий удара процесс протекает симметрично без смещения плоскости контакта.

МоментI. соприкосновения стержней, поверхности стержней останавливаются и начинается деформация стержней- начинается отсчет периода 1. Ударный фронт перемещается в право и в лево со скоростью - C+V/2, относительно невозмущенной части стержней. В данном случае этот фронт можно назвать фронтом нулевых скоростей, а так же зону нулевых скоростей - 0x (0x1, и 0x2), которая приобретает напряженное состояние, одинаковое по всей длине 0х1 и 0х2 , эти зоны можно назвать возмущенными или деформированными или нагруженными, а скорость - C+V/2 скорость распространения ударного фронта относительно невозмущенной части стержня.

Удар как бы перемещается в виде ударных фронтов х1 и х2, после которых остается напряженное состояние, которое поддерживается продолжающимся ударом. Какими бы длинными не были стержни напряжение в них одинаково по всей длине. Это положение соответствует существующей теории. Однако классическая теория, основываясь на волновой теории, принимает бездоказательно, что скорость распространения напряженного состояния фронтов х1 и х2 равна скорости звука - С3. С этим нельзя согласиться потому что, когда ударный фронт распространяется по стержню то невозмущенная часть стержня летит на встречу этому фронту со скоростью - V/2, т.е. происходит сложение скоростей. С одной стороны фронт со скоростью звука - С3, с другой тело со скоростью - V/2. Свободные концы за весь период 1, проходя путь равный величине деформации - ∆ℓ со скоростью - V/2. Зная путь и скорость можно определить время загрузки:

t = ∆ ℓ/V/2 = 2(ℓ - ∆ℓ)/ С3. (5)

- 16 -

- 17 -

С другой стороны фронт возмущения (ударный фронт) за это же время проходит путь ℓ- ∆ℓ со скоростью С3, относительно плоскости контакта, тогда для принятых условий опыта:

t = (ℓ-∆ ℓ)/ С3. (6)

Ударный фронт распространяется относительно плоскости контакта со

скоростью звука, т.е. проходит расстояние ℓ- ∆ℓ со скоростью С3, вытекает из того, что скорость наращивания возмущенной части (в данном симметричном ударе) складывается из трех скоростей в стержне А, а так же и в стержне Б.

1. Скорость звука в среде стержней равная С. 2. Скорость смещения V/2 переданная стержнями друг другу при

взаимодействии. Скорость невозмущенной части стержня равна V/2. Скорость звука, в данном случае, постоянная величина для принятых

материалов при изчезающе малых возмущениях. Симметричный удар уникален тем, что плоскость контакта не смещается,

но стержни все равно передают друг другу свои импульсы, которые включают скорости V/2 при скорости взаимодействия равной V.

Это положение рассмотрено так же в задаче 2. Невозмущенная часть стержня летит в сторону плоскости контакта со скоростью V/2 и на эту величину снижает скорость ударного фронта Vф относительно плоскости контакта, тогда на участке ℓ - ∆ℓ:

Vф= С3+V/2 - V/2= С3. Т.е. фронт уходит от плоскости контакта со скоростью С3 и проходит

укороченную на ∆ℓ невозмущенную часть со скоростью С3, а относительно невозмущенного конца со скоростью С3+V/2 , поскольку невозмущенный конец движется навстречу ударному фронту со скоростью V/2 и поэтому происходит сложение скоростей С3 и V/2 , т.е. Vф = С3+V/2.

Момент II. конец сжатия – начало разгрузки, фронты возмущения достигли свободных концов стержней, и стержни полностью находятся в напряженном состоянии, деформация каждого стержня составляет величину Δℓ или в сумме 2Δℓ, импульсы стержней m1·V/2 и m2·V/2 перешли в напряженное состояние – в потенциальный импульс.

В этот момент начинается разгрузка стержней, свободные концы стержней А и В под действием сил, вызванных напряженным состоянием получают скорости – V/2 и за период t2 - t1 разгружаются так же со скоростью С3 относительно плоскости контакта и со скоростью С3+V/2 относительно свободных концов стержней и возмущенной их части.

Момент III. стержни расходятся, взаимодействие прекращается. Скорости стержней имеют обратное направление. Полное время удара

составляет:

- 18 -

t2 = 2 Δℓ / V/2 ; (7) или

t2 = 2(ℓ - Δℓ)/ С3 . (8) из соотношения (6) и (7). t1 = Δℓ/ V/2; или t1 = 2(ℓ - Δℓ)/ С3. После преобразования, деформация ∆ℓ будет иметь вид:

;2/

2/

3 VCV+

=∆ или c

c

VCV+

=∆3

; (9)

где: Vc – скорость смещения равная V/2. Относительная деформация равна:

ε = 2/2/

3 VCV+

=∆

; (10)

где: ε – относительная деформация. Поскольку при прохождении ударного фронта по невозмущенной части

происходит сложение скоростей, то скорость фронта относительно невозмущенной части для принятых условий задачи будет :

Vф=С3+V/2. (11)

Напряжения, развиваемые в стержнях, можно определить, решая

совместно уравнения (9) и уравнение закона Гука, который через деформацию выражается следующим образом:

ESF⋅

=∆

; (12) где: ∆ℓ – деформация стержня под воздействием силы; F – сила, действующая на стержень; Е – модуль упругости материала стержня; S – сечение стержня. Подставив напряжения в стержне (σ = F/S) в уравнение (12) получим закон

Гука в форме :

E

σ=∆ ; (13)

- 19 -

Деформация в стержне в момент 2 распределена равномерно для принятых условий опыта, поэтому напряжения, развиваемые в стержне, можно определить, решая уравнения (9) и (13) относительно σ :

После преобразования получим:

ФVVE

2=σ ; (14)

или:

2/2/

3 VCVE+

=σ ; (15)

Что можно сформулировать так: (с учетом того, что скорость взаимодействия равна V) При ударном взаимодействии двух одинаковых стержней напряжение,

возникающее в стержнях, прямо пропорционально модулю упругости и половины скорости взаимодействия, и обратно пропорционально скорости ударного фронта, равного сумме скорости звука в материале стержней и половины скорости взаимодействия.

Решая уравнение (9) и (14) относительно F

ФV

VE2

=σ ;

ESF

=∆ ; После преобразования получим:

2/2/

3 VCVSEF+

= ; (16)

Характерно, что сила удара не зависит от длины стержней. Сила удара

развиваемая в стержне прямо пропорциональна сечению стержня, модулю упругости материала стержня и половины скорости взаимодействия, и обратно пропорциональна скорости ударного фронта С3 + V/2.

При стремлении С3 к ∞, F стремиться к 0, А при стремлении Vф к ∞, F стремиться к E, при S =1. В период 2 происходит разгрузка стержней т.е. свободные концы под

воздействием напряжений равных:

- 20 -

2/2/

3 VCVE+

=σ

или сил равных:

2/2/

3 VCVSEF+

=

приобретают скорость (- V/2) по модулю равную V/2.

Скорость разгрузки будет: Vф=С3+V/2 за счет того, что фронт проходит укороченный путь на величину ∆ℓ т.е. на величину деформации.

Разгруженная часть приобретает скорость (-V/2) т.е. имеет обратное направление. Разгрузку можно рассмотреть как передачу импульса от стержня к стержню, т.е. стержень А передал импульс стержню Б и наоборот, в дальнейшем это представление будет определяющим при рассмотрении ударного взаимодействия. Это положение соответствует классической теории удара.

В конце периода стержни восстанавливают свою форму. В момент III стержни расходятся.

Момент III наступает при 2/2

2/2

3 VСVt

+=

∆=

или, после

преобразования время удара ty будет иметь вид:

Vt y

∆=

4 ; (17)

VCty +=

324

; (18)

Удар симметричный – стержни разошлись в той же плоскости в которой

сошлись. Симметричный удар можно успешно использовать для определения

упругих свойств материала стержней. Только в этих условиях можно найти истинную величину коэффициента удара как отношение скоростей до и после удара. Коэффициент удара как характеристика упругих свойств материала был принят исходя из положения теории удара Ньютона. Испытания образцов производилось сбрасыванием их на стальную или чугунную плиту и измерялись высота падения и высота отскока и потом рассчитывались скорости до и после удара. Их соотношение давало величину коэффициента удара. Но при ударе образец передавал часть импульса плите, что никак не учитывалось в расчете обратной скорости. Кроме того, разные материалы с разной плотностью и скоростью звука передавали большую или меньшую часть импульса, а также

- 21 -

отличались параметры плит и образцов в разных лабораториях у разных испытателей. Поэтому во всех справочниках по Физ. Мех. Свойствам материалов значения коэффициента удара (коэффициента восстановления) разные.

Симметричный удар это идеальная возможность для определения упругих свойств материалов. Коэффициент удара также зависит и от скорости взаимодействия, при скоростях близких к 0 для всех материалов коэффициент удара будет близок к 1, даже для такого пластичного материала как свинец или золото, поэтому при определении коэффициента удара должны быть нормированы условия испытаний, включая скорости взаимодействия. А лучше давать зависимость К от скорости взаимодействия, конкретных материалов.

Сравнивая классические зависимости для ε и σ формулы (3) и (4) и новые формулы (10) и (15)

∆==

3CVε ; (3) 2/

2/

3 VCV+

=ε ; (10)

3CVE=σ ; (4) 2/

2/

3 VCVE+

=σ ; (15)

При V = С: по классике ε = 1, т.е. ∆ℓ = ℓ - деформация стержня не может быть равна

величине стержня. по новой формуле ε =1/3 т.е. ∆ℓ =1/3ℓ. Более того, если V превышает С, например в 2 раза то: по классике Е = 2

т.е. ∆ℓ = 2ℓ, но это не имеет физического смысла. По новой формуле Е= 2/3 т.е. ∆ℓ = 2/3ℓ при стремлении V к бесконечности

деформация стремиться по классике к бесконечности, т.е. деформация бесконечно будет превышать величину стержня, по новой формуле – к 1, как и должно быть.

Здесь приведено это сравнение для того, чтобы показать, что классические формулы при высоких скоростях взаимодействия не имеют физического смысла и не могут быть приняты для описания деформации и напряжений при ударном взаимодействии.

При низких скоростях взаимодействия пренебрежимо малыми по сравнению со скоростью звука ими можно пользоваться с какой-то долей погрешности.

Исходя из сказанного можно сделать вывод о том, что скорость С3 можно определить как минимальную возможную скорость распространения ударного фронта сжатия для конкретного материала, это означает, что ударные импульсы сжатия распространяются в среде с большей скоростью, чем скорость звука на величину скорости смещения , т.е.

Vф=С3+Vc, где Vc – скорость смещения.

- 22 -

Такое положение в корне меняет представление о звуке и волновых процессах в твердых, жидких и газообразных средах, в том смысле, что волна трансформируется при прохождении больших расстояний и вырождается в ударный фронт. Это вызвано разницей возмущения внутри самой волны – более интенсивная часть движется с большей скоростью, чем часть волны со слабой интенсивностью. Эта разница в звуковой волне, по сравнению со скоростью звука очень мала и составляет миллионные доли. Но эта разница есть и на больших расстояниях в миллионы раз превышающих длину волны, часть волны которая имеет большую скорость смещает, догоняет и поглощает низкоскоростную часть. Волна вырождается в ударный фронт - единичный импульс.

По аналогии со звуком, скорость света, т.е. скорость электромагнитных излучений сжатия являются не максимально возможной скоростью, а минимально возможной скоростью распространения возмущения в среде магнитного поля.

Для любой конкретной среды скорость распространения сжатия меньше быть не может, а больше – сколько угодно. Просто мы не знаем источников возмущения.

Для человека скорость света невообразимо большая величина, но она не самая большая или предельная, как рассматривается в релятивисткой механике, а наоборот, эта меньшая скорость для возмущенных процессов в магнитном поле.

Эти соображения получены при рассмотрении ударного взаимодействия упругих тел с учетом деформации и скорости смещения, что возможно при отказе от волновой теории при рассмотрении ударных процессов.

Далее будет показано, что скорость звука и скорость света это константы для конкретной среды и для конкретных условий. В случае, если возмущение направлено на сжатие среды, свет и звук будут увеличивать свои скорости, а в случае источника возмущения, направленного на растяжение, звук и свет будут снижать свои скорости.

Но при сжатии или растяжении они уже не будут волнами, а будут ударными импульсами, потому что волна состоит из сжатой части и вслед за ней разряженной части и поэтому волна только колеблет среду, а ударный импульс имеет либо сжатую, либо разреженную среду и в соответствие с этим сдвигает ее на величину сжатия или на величину растяжения.

Тем не менее, возмущения большой интенсивности в средах будут иметь скорость большую за счет большей скорости смещения. А при минимальной интенсивности возмущений будут равны скорости звука и света, что вообще говоря, подтверждается эффектом Доплера. Летя навстречу свету, мы сжимаем волну, увеличиваем интенсивность волны, увеличиваем скорость смещения и уменьшаем длину волны.

- 23 -

4. Задача 2. Взаимодействие стержней с равными параметрами аналогично задаче 1, за

исключением того, что стержень А имеет скорость V1=V, а стержень Б - скорость V2=0 . На рисунке 2 показан цикл взаимодействия.

Удар, также, как и в задаче 1 имеет три момента – начало взаимодействия, максимальный переход импульсов в напряженное состояние, конец взаимодействия; и два периода – сжатия и разгрузки.

От момента соприкосновения при t0=0 начинается сжатие стержней. Фронты х1 и х2 распространяются по стержням со скоростью Vф=С3+V/2 относительно невозмущенной части стержней. Время сжатия (период 1)

32

1 CVt ∆−

=∆

= ; (аналогично задаче 1).

Плоскость контакта и сжатая часть стержня смещаются в сторону стержня

Б со скоростью Vк :

Vк=V/2, (19) где: Vк – скорость плоскости контакта относительно начала удара. Величина смещения контакта ∆ℓк составит в период сжатия:

∆=⋅∆

=⋅=∆2

21

VV

Vt кк ; (20) Величина смещения контакта за период сжатия (для указанных условий)

будет равна величине деформации одного стержня. Сила удара F , напряжение в стержне σ , деформация ∆ℓ и относительная деформация ε соответствуют уравнениям (16, 14, 9, 10)

От момента полного сжатия, при 2/1 Vt ∆= ,начинается разгрузка

стержней, при этом: разгруженная часть стержня А получает скорость равную 0, а

разгруженная часть стержня Б получает скорость равную V; плоскость контакта продолжает двигаться за весь период разгрузки со

скоростью Vк=V/2 и проходит путь за этот период равный ∆ℓ; в момент III (расхождение) стержень А получает состояние покоя

(V=0) относительно плоскости удара, а стержень Б получает скорость V. Это означает, что за период удара стержень А передал свой импульс

стержню Б , а плоскость контакта от исходного положения за период удара сместилась в сторону стержня Б на величину смещения 2∆ℓ .

- 24 -

- 25 -

Особенностью этой задачи является смещение плоскости контакта и возникновение скорости смещения контакта, которая объясняется следующим образом. Элементарные равные объемы стержней справа или слева от плоскости контакта с массой m1 и m2 , согласно закону сохранения импульса, при равных параметрах стержней, причем m1 движется со скоростью V, при ударе получит:

m1·V = (m1+m2)Vк; где: Vк – скорость контакта при ударе.

откуда: 21

1

mmVmVk +

= ; при m1 = m2 получим: 2VVk = ; это значит, что

от момента соприкосновения и за весь период действия удара до полной загрузки стержней плоскость контакта вместе с нагруженной частью будут двигаться со скоростью Vк , а в конце загрузки стержень А получит скорость

равную нулю, а стержень Б - скорость равную VV=⋅

22 .

Скорость смещения при равных параметрах стержней зависит только от скорости взаимодействия.

При скорости взаимодействия близкой к 0 (нулю) ударный импульс будет распространяться со скоростью звука.

При скорости взаимодействия равной нулю, импульса не будет. Это говорит о том, что ударный импульс может существовать только при

условии существования в нем скорости смещения равной Vk. Этот вывод можно отнести также и к волновым процессам (звуковым

волнам), волна может существовать только при условии наличия деформации и соответственно некоторой величины скорости смещения в ней в сжатой части, с той разницей, что в волне скорость смещения изменяется от 0 до 1 плавно и в уравновешивающей это возмущение части волны (разрежение) от 1 до 0.

Это положение можно распространить по сути к любым волновым процессам, включая распространение возмущений (волн и импульсов) в магнитном и гравитационном полях и любых средах, где возможны деформации.

- 26 -

5. задача 3. Взаимодействие стержней с равными параметрами (рис.3), аналогично

задаче 1, за исключением того, что стержень А имеет скорость V1 , а стержень Б – скорость V2 при этом:

V1 > V2, а VVV =+ 21 Удар, также как и в задаче 1, имеет три момента: начало взаимодействия,

переход импульсов в напряженное состояние, конец взаимодействия; и два периода – сжатие и разгрузка.

Все зависимости для этого удара соответствует задаче 1 и задаче 2. Скорость смещения выражается зависимостью, относительно

невозмущенной части стержней.

221 VVVk

+= ; (21)

при V1=V2 (задача 1) – скорость смещения контакта равна 0, при V2=0 (задача 2) – скорость смещения Vк=V1/2. Величина смещения контакта ∆ℓк определяется как произведение времени

удара ty на скорость смещения контакта, которая определяется относительно плоскости взаимодействия

221 VVVk

−= . (22)

И соответственно:

∆ℓк=ty·Vk (23) где: Vk – скорость смещения контакта относительно плоскости взаимодействия, ty – время удара. Из зависимости (17) и (22) получим:

24

24 21

21

21 VVVV

VVVк

−⋅

+∆

=−

⋅∆

=∆

;

- 27 -

- 28 -

После преобразования получим:

( )V

VVk

212 −∆=∆

; (24)

При V1 = V2 смещение ∆ℓк будет равно 0 (задача1.) Смещение произойдет в сторону стерня Б, т.к. стержень А имеет большую

скорость. Классическая теория рассматривает удар без учета базовой плоскости, занимаемой в пространстве в момент 1 начала удара, относительно чего измеряется скорость смещения контакта Vк и ∆ℓк при ударе стержней.

В общем случае (задача 3), при наличии базы, за время удара ty контакт смещается относительно базы на величину ∆ℓк , которая зависит от разницы скоростей соударяющихся тел, причем смещение происходит в сторону тела, которое имеет меньшую скорость, поэтому нельзя удар рассматривать только в алгебраической сумме скоростей – нужна база, относительно которой протекает процесс взаимодействия, эта база – поверхность взаимодействия.

Скорость контакта и величина смещения контакта определяет взаимодействие плотных тел с разреженными средами и полями, формируя в этих средах импульсы сжатия и растяжения.

- 29 -

6. задача 4 Взаимодействие стержней с одинаковыми свойствами, но разной длины.

(рис.4). Стержень А меньше стержня Б, например, в три раза, т.е. ℓа = ℓб/3 Стержень А имеет скорость V1=V и стержень Б имеет скорость равную

нулю, V2=0. Удар в отличии от процессов в задачах 1, 2, 3, имеет следующие

характерные моменты и периоды: 1. Момент 1 – начало взаимодействия. 2. Период I – стержни нагружаются (напрягаются) контакт смещается

со скоростью V/2 3. Момент 2 – стержни напряжены : А – на всю величину длины ℓа ,

Б – на величину длины ℓа , контакт сместился на величину ∆ℓ . 4. Период 2 – стержень А разгружается . свободный конец приобрел

скорость равную «0» и сместился на 2∆ℓ . 5. Момент 3 – стержень А передал свой импульс стержню Б и получил

скорость равную нулю и сместился в сторону стержня Б на 2∆ℓа ; в стержне Б сформировался ударный импульс длиной 2ℓа - 2∆ℓа ; со скоростью смещения Vc=V/2 и со скоростью распространения С3+V/2 или (С3+Vc).

6. Период 3 – ударный импульс распространяется по стержню Б со скоростью С+V/2.

7. Момент 4 – ударный импульс дошел до правого конца стерня Б. стержень А стоит на месте.

8. Период 4 – на правом конце стержня Б суммируется скорость смещения V/2 и скорость от разгрузки напряжения V/2 т.е правый конец движется со скоростью V/2+V/2=V; напряжение в разгруженной части отсутствует. Фронт разгрузки ударного импульса идет навстречу ударному импульсу со скоростью С3+V/2.

9. Момент 5 – задний фронт ударного импульса и фронт разгрузки встретились в плоскости «а», правый конец прошел расстояние 2∆ℓ, стержень полностью разгружен, но от плоскости «а», до правого конца стержень Б имеет скорость V и не имеет напряженного состояния. Вся левая часть от плоскости «а» не имеет скорости и напряжения, плоскость «а» является началом обратного удара на растяжение.

10. Период 5 – растягивающий ударный импульс идет от плоскости «а» влево со скоростью С3 - V/2 и вправо со скоростью С3 - V/2 , правый конец продолжает двигаться со скоростью V.

11. Момент 6 – сформировался растягивающий ударный импульс длиной 2(ℓ+∆ℓ) со скоростью распространения С3 - V/2 , правый конец стерня Б остановился.

12. Период 6 – растягивающий импульс длиной 2(ℓ+∆ℓ) проходит влево со скоростью С3 -V/2 до левого конца стержня Б.

13. Момент 7- растягивающий ударный импульс достиг левого конца стрежня Б.

- 30 -

- 31 -

14. Период 7 - левый конец стержня Б получил скорость V за счет разгрузки растягивающих сил, фронт разгрузки двигается вправо со скоростью С3+V/2, полностью разгружается левый конец стержня Б.

15. Момент 8 – левый участок длиной ℓ получил скорость V, стержень Б сместился от стержня А на величину 2∆ℓ, стержень А остался на своем месте, его скорость равна 0 , в сечении «б», в плоскости встречи заднего фронта растягивающего импульса и фронта разгрузки начинается формирование ударного импульса сжатия.

16. Период 8 - от сечения «б» формируется ударный импульс сжатия в правую и левую стороны со скоростью С3+V/2. протекает повторный цикл удара внутри стержня от сечения «б» .

17. Момент 9 сформировался ударный импульс, аналогично моменту 3. От момента 1 до момента 8 прошел полный цикл удара, при котором

ударный импульс сжатия сформировался, прошел до конца стержня Б, разгрузился, сформировался в импульсе растяжения, прошел от левого конца разгрузки и сформировался в импульс сжатия. За весь цикл удара стержень А прошел путь 2∆ℓ,а стержень Б - 4∆ℓ.

Следующий цикл будет протекать аналогично первому с той лишь разницей (весьма существенной ), что удар сжатия будет проходить в плоскости «б», а удар растяжения а плоскости «а» стержня Б.

Стержень А , отдав свой импульс стержню Б, остается неподвижным. В стержне Б вправо будет проходить ударный импульс сжатия со

скоростью С3+V/2 , а влево ударный импульс растяжения со скоростью С3 - V/2, при этом ударный импульс растяжения имеет длину 2ℓа+2∆ℓа , а ударный импульс сжатия 2ℓа -2∆ℓа , здесь ℓа – длина стержня А.

За каждый цикл удара стержень Б будет перемещаться вправо на величину 4∆ℓа, при этом на 2∆ℓ при разгрузке ударного импульса сжатия, и на 2∆ℓ при формировании ударного импульса растяжения.

В таком пульсирующем режиме ударные импульсы сжатия и растяжения будут изменять положение стержня Б в пространстве ,т.е. величина деформации является переносчиком стержня Б из одного положения в другое, на величину 4∆ℓа за цикл сжатие-растяжение.

Весь стержень Б целиком двигаться не будет, его движение будет напоминать движение дождевого червя или гусеницы, у которых импульс сжатия переносит его тело частями.

В случае идеального процесса, без потери энергии импульса на взаимодействие с окружающей средой и на внутренние потери, перемещение стержня Б в таком режиме могло бы быть бесконечным, а от стержня А у него останется на память величина (длина) ударного импульса и величина деформации, а также импульс, который остается неизменным по модулю и направлению.

При взаимодействии с окружающей средой, например , с воздухом, часть импульса будет отдаваться пространству. При этом левый конец стержня Б

- 32 -

будет излучать импульсы растяжения, а правый конец - импульсы сжатия, длина этих импульсов будет зависеть от длины стержня А и параметров среды – плотности и скорости звука в ней, а частота от длины стержня Б.

Например, по стальному стержню Б длиной 1 метр ударим стержнем А длиной 0,1 м со скоростью 5 м/с величина периода колебаний воздуха от левого конца будет равна 2м/5000м/с = 0,0004 с (5000м/с – скорость звука в стальном стержне) - импульс растяжения, и такая же величина периода от правого конца – импульс сжатия, а в сумме стержень будет испускать каждые 0,0002 с поочередно ударный импульс сжатия и ударный импульс растяжения, что равно будет звуку с частотой 5000 Гц.

Учитывая., что вправо скорость движения ударного импульса равна С+Vc (сжатие) , а влево С-Vc (растяжение) процесс пульсирующего движения стержня будет не симметричен по времени. Импульс сжатия будет проходить быстрее на величину t / , эта разница по времени составит:

22333

2

c

cб

c

б

c

б

VCV

VСVСt

−=

+−

−=′

; (25)

Какое место эта асимметрия занимает в природе не ясно. Этот вопрос

требует осмысления и соответствующих исследований. Процесс трансформации ударного импульса сжатия в ударный импульс

растяжения от момента 4 до момента 6 (рис. 4) на правом конце стержня Б – это есть механизм отражения ударного импульса от свободной поверхности, при этом скорость смещения не меняет своего направления и отраженный ударный импульс идет со скоростью С3 -Vc (ударный импульс растяжения). Процесс трансформации ударного импульса растяжения в ударный импульс сжатия за период от момента 7 до момента 9 на левом конце стержня Б – это есть механизм отражения ударного импульса растяжения от свободного конца стержня (границы раздела сред). При этом скорость смещения в ударном импульсе сохраняет свое направление, и скорость ударного импульса сжатия будет С3+Vc , а скорость ударного импульса растяжения будет С3 - Vc .

Ударный импульс сжатия переносит на правый конец смещение, равное 2∆ℓ в сжатом состоянии, разгружает его на границе раздела и формирует ударный импульс растяжения также на величину 2∆ℓа, т.е. за период трансформации ударного импульса из сжатия в растяжение, правый конец перемещается на 4∆ℓа .

Аналогично процесс протекает на левом конце стержня. Механизм отражения ударного импульса его трансформация из

сжатия в растяжение и наоборот, перенос стержня на 4∆ℓ , а также разница в скоростях ударных импульсов сжатия и растяжения представляет собой совершенно новую картину ударно-импульсных процессов в твердых телах.

- 33 -

Если, например, длина стержня Б очень большая, в сотни, тысячи раз превышает длину стержня А, то импульс сжатия может не вернуться назад, рассеявшись в стержне Б на больших расстояниях.

Если стержень Б бесконечно большой, то импульс сместит его на величину 2∆ℓ , уйдя в бесконечность. Из чего можно сделать вывод, что перемещение стержня из одного положения в другое не требует затрат импульса, т.к. в идеальном варианте, если процесс протекает без потерь, будь то сжатие или растяжение, импульс сохраняет свои параметры.

Напряжение внутри импульса σ, скорость смещения Vс и скорость распространения cVС +3 . в идеальном смысле это явление соответствует классическому закону сохранения импульса.

Смещение стержня на величину 2∆ℓ можно рассматривать как способ, или необходимость существования импульса. Иными словами, чтобы импульс жил, он должен занять часть пространства среды, в которой он распространяется.

Рассеявшись, он отдаст это пространство той среде, в которой он получил его в результате удара. Но среда, рассеяв импульс, может на долгое время или навсегда сохранить смещение 2∆ℓ и какое-то остаточное напряжение, которое получила в результате ударного взаимодействия, перейдя в результате в какое-то другое состояние.

Интерес представляет, также момент 5 (рис.4) когда стержень Б полностью разгружен т.е. не имеет напряжений, а правый конец длиной ℓа имеет скорость V, а граница между этой частью, плоскость «а» , представляет собой начало отрывного (растягивающего удара), именно в этой плоскости скачок скорости составляет V, Далее, когда начнется распространение растягивающих напряжений, то разница скоростей между напряженным и ненапряженным состояниями будет равна V/2 . Именно момент в плоскости «а» является единственным несущим двойную нагрузку на разрыв. На практике этот момент прослеживается при ведении взрывных работ, так называемое, откольное явление, когда ударный импульс от камуфлетного заряда ВВ откалывает на поверхности твердой среды кусок породы. Подробно этот вопрос будет рассмотрен в главе 2.

Механизм взаимодействия по задаче 4 также показывает, что ударный импульс может существовать только в условиях сложения скоростей смещения и скорости звука, как при сжатии, так и при растяжении, а относительная деформация будет при растяжении:

kVCV−

=3

ε ; (26)

при сжатии:

kVC

V+

=3

ε .

- 34 -

При растяжении деформация может быть больше 1 при условии V→ ∞, при сжатии может стремиться к 1, иными словами растягивать можно сколько угодно, но сжимать – только до величины деформируемого тела. Ни то, ни другое не противоречит физическому смыслу. По классике, (уравнение 3),

CVЕ = , что растяжение, что сжатие – разницы нет, что лишено физического

смысла. Интерес представляет точка перехода при условии V=2C3 , при растяжении:

2/33 VCV

VCV

k −=

−=ε ;

Подставив вместо V=2C3 получим:

022

2/22 3

33

3

3

3 CCC

CCC

C=

−=

−=ε ;

При скорости отрывного удара, стремящемуся к 2С3 , относительная

деформация будет стремиться к бесконечности, а при больших скоростях – принимает отрицательное значение. Это значит, что до скорости 2С3 растягивающий ударный импульс еще имеет физический смысл. При V=2С3 и более – растяжение существовать не может.

По условию задачи 4 можно показать какая часть энергии стержня А тратится на создание деформации – потенциальной энергии в ударном импульсе и какая часть сохраняется в виде импульса (количества движения):

nia WWW += ; (27)

где: Wa – кинетическая энергия стержня А: 2

2mVWa = ;

Wi – кинетическая энергия в ударном импульсе: ( )

22/ 2Vm

W ui = ;

Wn – потенциальная энергия или энергия сжатия в ударном импульсе: Wn=2∆ℓ∙F/2. Ударный импульс длиной 2ℓ сжат на величину 2∆ℓ , где 2∆ℓ - деформация

в ударном импульсе. F - сила сжатия. Рассматривая сжатие в статическом состоянии, как например, сжатие

пружины, чтобы пройти путь 2∆ℓ в начальный момент сила сжатия равна 0 и в

- 35 -

конечный момент при деформации 2∆ℓ сила будет равна F для расчета энергии сжатия, для линейной характеристики сжатия правомерно использовать Fср. – т.е. среднюю силу на всем пути сжатия, которая равна:

2FFср = ;

подставляя значение ∆ℓ и F из зависимостей 9 и 16 получим:

2/2/

2/2/

33 VCVSE

VCVWn +

⋅+

= ;

где: Е – модуль упругости V/2 – скорость смещения S – сечение стержня. Таким образом:

( )42

2/2 22 ρρ SVVSWi

=⋅⋅

= ; (28)

2

2/2/2

+⋅⋅⋅=

VCVESWn ρ ; (29)

2

2 ρ⋅=

SVWa

; (30)

Сравнивая Wi и Wa видно, Wa вдвое больше Wi , т.е. Wi = Wn . Энергетическое уравнение ударного импульса в зависимости от

параметров ударника А будет иметь вид:

;2/

2/24

2

2

212

+

=⋅⋅

VCVESSV ρρ

;2/

2/242

2

3

+

=VC

VEV

Т.е. Wi = Wn – это означает, что потенциальная энергия в импульсе равна кинетической энергии.

- 36 -

Или в общем виде : полная энергия стержня А после взаимодействия со стержнем Б переходит наполовину в потенциальную энергию, что можно классифицировать как Закон энергетического равновесия в ударном импульсе, а скорость смещения Vc – это необходимое условие существования ударного импульса.

Посмотрим на примере: Энергия стержня А:

9,32

1078000001,01,02

22

=⋅⋅⋅

==VSWaρ

Дж где: ℓ = 10см= 0,1 м S = 1cм2=0,0001м2 ρ =7800 кг/м3 (плотность) V = 10м/с Кинетическая энергия стержня 3,9 Дж Энергия сжатия:

ДжW

VCVSEW

n

n

2000001,0200000055000

51,0102000001,02/ 29

2

2

=⋅=

+⋅⋅⋅=

+

= м./с

где Е – модуль упругости для стержней равен 200Гпа (справочные данные)

Энергия импульса:

95,14

1078000001,01.04

2

=⋅⋅⋅

==VFWiρ

Дж Т.е. 3,9 Дж =1,95+2,0=3,95Дж Отклонение в энергии сжатия связано в неточностью определения модуля

упругости и скорости звука и тем не менее сходимость достаточная. При изменении скорости стержня А ответ получается стабильным для

любых скоростей , т.е. энергия стержня А делится пополам: одна часть идет на сохранение импульса, другая на сжатие или растяжение.

Ударный импульс отличается тем, что в нем сохраняется импульс стержня А, т.е. mV=2m·V/2 , и соответственно ударный импульс вдвое длиннее в стержне Б, а скорость смещения вдвое меньше скорости стержня А, что находится в полном соответствии с законом сохранения импульса.

- 37 -

В противном случае, если бы импульс не сохранялся, мы могли бы заставить двигаться замкнутую систему за счет действия внутренних сил. Но это, как показали многовековые попытки, невозможно.

Процесс пульсаций стержня Б можно перенести на любые упругие среды

большой или маленькой величины. Если эти пульсации рассмотреть в микромире на молекулярном уровне при

ударном взаимодействии молекул неопределенной формы близкой к шарообразной или эллипсоидной формы и неоднородной внутренней структурой, сущность процесса останется такой же как и в идеальном случае взаимодействия стержней по задаче 4. Сложней будет сам процесс и сложными будут форма и динамика ударного импульса.

Возьмем к примеру взаимодействия атома водорода и молекулы кислорода, когда масса атома водорода в 32 раза меньше молекулы кислорода, атом водорода отдаст свой импульс молекуле кислорода, и как бы ни была сложна по структуре молекула кислорода, она будет пульсировать и излучать в пространство ударные импульсы сжатия и растяжения, которые будут иметь какую то сложную внутреннюю динамику, но частота этих излучений будет в прямой зависимости от величины молекулы кислорода или величины элементов ее внутренней структуры, а длина ударных импульсов будет функцией величины атома водорода.

Молекула кислорода аккумулирует импульс атома водорода, и все это время будет излучать в пространство ударные импульсы сжатия и растяжения. Вначале интенсивность этих импульсов высока и постепенно, по мере расходования энергии ударного импульса, интенсивность этих излучений упадет до нуля, т.е. тяжелая и большая молекула после каждого взаимодействия будет выдавать в пространство серии ударных импульсов сжатия (положительных) и серии ударных импульсов разряжения (отрицательных) с поверхности каждого элемента внутренней структуры молекулы.

Поскольку оболочки атомов молекулы кислорода состоят из электромагнитной среды более высокой плотности, чем окружающее поле, то молекула кислорода будет излучать серии импульсов со всех поверхностей своей структуры в виде ударных электромагнитных импульсов одинаковой длины, но с разной частотой и скоростью, зависящей от скорости взаимодействия между водородом и кислородом в начале – и расходованием энергии импульса до нуля – в конце.

При еще более высоких температурах (скоростях взаимодействия) интенсивность пульсации настолько велика, что связи в молекулах будут разрываться с образованием ионизированной среды и так до полного высвобождения ядер и их прямого взаимодействия, при которых начинается область скоростей, необходимая для ядерных реакций, при которых электромагнитные оболочки ядер уже не работают. Ядерные взаимодействия достаточно хорошо исследованы и описаны ядерной физикой, однако опять же, с позиции материальной точки, т.е. не рассматриваются внутренние процессы.

- 38 -

Если нейтрон ударяет по тяжелому ядру, то он либо его разрушает, отдавая свой импульс, либо не разрушает ,но и в этом и в другом случае тяжелое ядро или его осколки, какое-то время пульсируя, излучают импульсы сжатия и растяжения. Поскольку ядра меньше атомов в тысячи раз, а их плотность несоразмерно выше плотности поля, то их пульсации могут протекать достаточно длительное время с частотой в тысячи раз превышающих частоту пульсаций атомов, а поскольку скорости взаимодействия в ядерных реакциях в тысячи раз выше тепловых скоростей, то скорости ударных импульсов, излучаемых ядрами будут значительно превышать скорости тепловых электромагнитных излучений. Т.е. это будут нано и пикометровые ударные импульсы в среде, со скоростью распространения значительно выше скорости света. По формуле Vф=Cc+Vс , где Vф – скорость ударного фронта, Cc – скорость света; Vс – скорость смещения контакта при взаимодействии сред.

С позиций такого подхода можно решить задачу определения скорости распространения импульса в теле ядра. Зная величину взаимодействующих частиц и частоту излучения можно определить скорость прохождения ударного импульса, а так же другие параметры – упругость, плотность, прочность.

Подробнее остановимся на переносе массы импульсом. Ударный импульс сжатия содержит в себе массы больше, чем несжатое пространство равного объема, величину которого можно определить из условия:

∆ m = 2∆ℓ · ρ · S ; где: ∆ m – масса, переносимая импульсом, 2∆ℓ – величина деформации в импульсе, ρ – плотность среды, S – площадь сечения импульса. Т.е. среда стержня, получив в результате удара импульс (возмущенную и

уплотненную часть) масса ударного импульса увеличилась на величину ∆m и он переносит эту массу со скоростью С + Vc , где Vc – скорость смещения в импульсе. И этот процесс протекает в импульсе длиной L1 = 2 ℓ + 2 ∆ ℓ

На примере нашей задачи, импульс сжатия выталкивает массу из той среды, в которой он находится (в данном случае стержень), а импульс растяжения оттягивает (отсасывает) такое же количество массы из той среды, в которой он находится.

Это происходит потому, что скорость смещения в импульсе сжатия суммируется со скоростью звука, а в импульсе растяжения – вычитается, при этом сохраняя свое направление при отражении импульсов от плоскостей раздела. Поэтому стержень и движется рывками т.е пульсирует.

Отдавая часть импульса пространству стержень так же в нем формирует ударные импульсы сжатия и растяжения с величиной деформации 2∆ℓ, но уже другой длины, потому что скорость звука в среде другая.

- 39 -

Перенос массы импульсом – это ранее не описанное явление, которое весьма существенно влияет на обмен импульсом и массой во всех процессах, где могут быть излучения, основанные на деформации среды, т.е. это все виды электромагнитных излучений, гравитационных, акустических в газах, жидкостях и твердых средах и в различного рода плазмах.

Перенос массы импульсом можно считать законом природы и его можно сформулировать следующим образом.

Любая деформация в открытой динамической системе переносит массу равную произведению величины деформации на плотность среды распространения.

Волновая теория не могла прийти к таким выводам в силу того, что она предусматривала перенос импульса и энергии волной и не рассматривала в волне наличие скорости смещения, а величины деформации считала пренебрежимо малыми.

- 40 -

7. задача 5. Взаимодействие стержней с разной плотностью. Стержень А имеет

плотность ρа , а стержень Б имеет плотность ρб , причем ρа < ρб , а также стержни имеют разные модули упругости Еа и Еб .

Скорость стержня А: V1 = V , а стержня Б: V2 = 0. Длина стержней La= Lб / 3. Скорость звука в стержнях одинакова Са = Сб На рисунке 5 показан цикл ударного взаимодействия стержней, который

включает: Момент 1 – схождение . Период 1 – нагружение стержней: А – на величину La, Б – на величину Lа. Момент 2 – начало разгрузки стержня А. Период 2 – Стержень А полностью разгружается, а в стержне Б

продолжается формироваться ударный импульс. Момент 3 – начало расхождения стержней. Остальные моменты и периоды в стержне Б аналогичны процессам в

задаче 4. Рассмотрим период 1 – нагружение стержней. В плоскости контакта формируется скорость смещения Vc

б , зависящая от плотности стержня и определяется из условия закона сохранения импульса и неразрывность удара:

m1·Vc

б + m2·Vса = mV;

Vc

б = V - Vca (31)

Vc

a = V - Vcб

где: Vc

б – скорость смещения в стержне Б; Vс

а – скорость смещения в стержне А; Импульс в стержне А до взаимодействия элементарных объемов ∆V будет: Ja =∆V∙V∙ρa; где: ρа – плотность стержня А; ∆V – элементарный объем стержня А; V1 – скорость стержня А. Импульсы элементарных объемов после взаимодействия на момент ∆ t

(приращение времени) будут: J`

a=ρa∙∆V· Vca ; J`

б=ρб∙∆V· Vcб ;

- 41 -

Тогда: ρa∙∆V· V = ρб∙∆V· Vc

б+ ρa∙∆V· Vca.

Подставив значение Vca из уравнения (31), после преобразования получим:

ба

абс VV

ρρρ+

= ; (32)

Скорость распространения ударного импульса Vф

б будет :

Vфб= С3+Vc

б = С3 +бa

aVρρ

ρ+ ; (33)

Скорость смещения в стержне А будет:

Vca = V - Vc

б = V - бa

aVρρ

ρ+ ;

после преобразования получим:

Vca =

бa

бVρρ

ρ+ ; (34)

Фронт проходит по стержню А со скоростью:

Vфa=С3+

бa

бVρρ

ρ+ ; (35)

Отношение скоростей смещения в стержнях будет:

бa

a

бб

бб

c

ac VV

VV

ρρρ

ρρρ

++= ;

после преобразования получим:

а

бб

c

ac

VV

ρρ

= ; или Vca·ρa = Vc

б∙ρб ; (36)

- 42 -

- 43 -

Что можно сформулировать: Скорость смещения в стержне А будет во столько раз больше скорости

смещения в стержне Б, во сколько раз плотность стержня Б больше плотности стержня А.

При ρб → ∞ Vca будет стремиться к V , т.е. если плотность стержня Б

бесконечно велика, то стержень А не может передать стержню Б часть своего импульса.

Особенностью этого удара является то, что скорости смещения в стержнях отличаются друг от друга, причем в стержне А она будет выше, а в стержне Б –ниже для условия ρа < ρб .

Поскольку за период удара контакт не расходится (неразрывность удара) и скорость контакта не может быть выше или ниже скорости смещения в стержне Б, то скорость контакта будет равна скорости смещения в стержне Б, т.е. :

Vк = Vc

б; (37) С другой стороны, чтобы обеспечить неразрывность удара скорость

смещения в стержне А будет: Vc

a = V - Vcб;

Что соответствует уравнению (31). Скорости смещения в составе ударных импульсов рассматриваются

относительно невозмущенной части стержней. На момент 2 величины деформации ∆ℓa и ∆ℓб также будут различны, их

величины можно определить из условия:

∆lб = t1·Vc

б ; ∆la = t1·Vc

а ; или

∆ lб =

бa

atρρ

ρ+1 ; (38)

∆la =

бa

бtρρ

ρ+1 ; (39)

Отношение деформации будет иметь вид:

ac

бc

б

а

VtVt⋅⋅

=∆∆

1

1

; a

c

бc

a

б

VV

=∆∆

;

- 44 -

или согласно зависимости (36):

б

аa

c

бc

а

б

VV

ll

ρρ

==∆∆

. (40)

При ρ → ∞ - деформация стержня Б будет стремиться к нулю. Время удара на момент 2 (половина удара) определяется из условия

прохождения ударного импульса по стержню А со скоростью : С+Vca т.е.:

ac

a

VCl

t+

=3

1 .

Подставив значение Vc

a из (34) получим:

ба

б

a

VC

lt

ρρρ+

+=

3

1 . (41)

Соответственно время всего удара на момент 3 будет:

ба

б

a

VC

lt

ρρρ+

+=

3

22

. (42)

Длину ударного импульса в стержне Б на момент 2 (половина удара)

можно найти из условия:

( ) бб

cби lVCtL ∆−+⋅= 12

1. (здесь

21 - это половина удара)

Подставив значение ∆lб из зависимости (41) получим:

ба

бa

ба

б

aби

VC

ClСVC

lL

ρρρ

ρρρ

++

=⋅

++

=

3

33

321

. (44)

- 45 -

Соответственно, полная длина ударного импульса будет:

ба

бa

би

VC

ClL

ρρρ+

+⋅=

3

32 ; (45)

при ρа = ρб получим:

2

23

3

VCC

lL aби

+⋅= .

Что соответствует задаче 1. За период 2 стержень А полностью разгружается со скоростью фронта

С + Vca и к моменту 3, полностью разгрузившись, получит скорость равную

скорости смещения Vca , т.е. стержень А передал более плотной среде часть

импульса, а другую часть сохранил на величину Vca .

В стержне Б сформировался импульс длиной Lбu (45) и в пульсирующем

режиме, как в задаче 4, переносит стержень Б в пространстве в правую сторону (рис.5) до полного рассеяния ударного импульса в пространстве стержня и передачи части импульса окружающей среде, в которой он находится.

В случае, если обеспечить симметричный удар, как в задаче 2, то длина стержня А должна быть la , а длина стержня Б должна быть короче на величину разницы деформаций стержней, что вытекает из соотношения скоростей смещения.

В общем случае, при взаимодействии стержней с разными плотностями, цикл удара (время взаимодействия) есть функция скорости взаимодействия V и величины стержня, в котором быстрее прошел ударный импульс.

При условии ρа → 0, т.е. при ударе стержня с низкой плотностью о стержень с высокой плотностью стержень А сохранит свой импульс, а стержень Б не получит импульс.

Таким образом, чтобы стержень А сохранил свой импульс, то надо ему противопоставить встречный импульс такой же величины (задача 1), либо обеспечить преграду (стержень) бесконечно высокой плотности, чтобы скорость контакта была близка к нулю, в этом случае длина стержня Б не имеет значения, она может быть любой, сколько угодно большой или маленькой.

В этой связи вернемся к коэффициенту удара К, когда его определяют бросая шарик на стальную плиту, то естественно, что в зависимости от разницы плотностей шарика и плиты, от скорости и формы тел,

- 46 -

соответствующие скорости до и после удара будут зависеть от разницы плотностей испытуемого образца и преграды.

Из чего можно сделать вывод, что определить таким образом, истинные упругие свойства невозможно. Поэтому, упругие свойства легких материалов, стекла, эбонита, полимеров и т.п. выше (ближе к 1), чем тяжелых материалов - железа, вольфрама, кобальта и т.п.

При определении коэффициента удара следует снять влияние преграды, сделать ее недеформируемой – это возможно либо по задаче 1 , либо применив бесконечно плотную преграду, но поскольку сверхплотных сред мы не имеем, то единственный способ определения К (коэффициента удара) путем удара двух стержней или двух шаров с одинаковыми параметрами чтобы обеспечить скорость контакта равную нулю.

Только в этом случае отношение скоростей до и после удара даст истинную характеристику упругих свойств материалов.

С другой стороны – если устранить всевозможные помехи и снизить начальную скорость взаимодействия до минимально возможной, чтобы только можно было произвести замеры скоростей до и после удара, то практически все материалы покажут К близким к 1, включая такие материалы как свинец или олово.

Поэтому для оценки упругих свойств материалов надо давать не одно значение К, а построить график изменения К от скорости взаимодействия, только в этом случае можно дать истинную характеристику упругих свойств материалов во всем диапазоне скоростей взаимодействия, включая динамическую прочность.

Что касается ударных процессов в практической деятельности человека ( работа отбойного молотка, гидроударника или забивания свай и т. п.) , то

при разработке таких механизмов в основном используют энергию удара и КПД удара, которые, как правило, определяются экспериментально.

Коэффициент удара, в существующем его противоречивом состоянии, практически не применяется для технических расчетов.

- 47 -

8. задача 6 Взаимодействие стержней с разной скоростью звука в их средах Са ≠ Сб ; Са < Сб , ρа = ρб . Стержень А имеет длину La, стержень Б - Lб , причем La< Lб (Lб- во много

раз длиннее La ) Скорость стержня А равна V, стержня Б – равна нулю. Остальные параметры одинаковые. Удар имеет ряд моментов и периодов

аналогично задачам 4 и 5, картина удара представлена на рис.6. В плоскости контакта справа и слева от него формируются ударные

импульсы со скоростями смещения Vca и Vc

б .Задача сводится к определению влияния разницы скоростей звука Са и Сб в средах стержней на величины скоростей смещения Vc

a и Vcб.

Все остальные параметры по известным зависимостям предыдущих задач. Из условия закона сохранения импульса и неразрывности удара для

элементарных объемов можно определить Vca и Vc

б: maVc

a+mбVcб=maV; maVc

a= maV- mбVcб .

где ma и mб - массы элементарных объемов. За период ∆t эти массы будут не равны т.к. Vc

a и Vcб разные и скорость

звука Са ≠ Сб

ma = ρа·∆Va; mб = ρб·∆Vб; ,а ∆Va = Ca∙∆t ; и ∆Vб = Cб∙∆t; На момент ∆t сформировался импульс: maV=(ma+mб)Vк ; Vк – скорость смещения контакта , но Vк = Vc

б, тогда : maV=(ma+mб) Vc

б Подставим значения масс, получим: ρа∙∆t·Ca·V = (ρа∙∆t·Ca+ρб∙∆t·Cб)Vc

б; При ρа = ρб и общим ∆t получим: Са·V=(Ca+Cб)Vc

б;

Откуда: Vcб=V

ба

а

ССС+ . (46)

- 48 -

- 49 -

Значение Vcа найдем из условия Vc

а=V- Vcб:

бa

aac CC

CVVV+

−= ;

после преобразования получим:

ба

бac СС

CVV+

⋅= . (47)

Время удара на момент 2 из условия прохождения фронта нагружения со

скоростью Са+Vca по стержню А :

aca

a

VCl

t+

=∆ ;

или:

ба

бa

a

ССCVC

lt

++

=1 . (48)

И соответственно полное время взаимодействия t2 будет:

ба

бa

a

ССC

VC

lt

++

=2

2 ; (49)

Длина ударного импульса в стержне Б будет: ( ) б

cб

cббu VtVCtL 11 22 −+= , где – 2t1Cб

- величина деформации. Преобразовав выражение получим: б

cб

cб

cббu VtVtVtСtL 1111 2222 =−+=

Подставив значение t1 из (48) получим:

- 50 -

ба

ба

бcaб

u

ССCVС

VlL

++

⋅= 2 . (50)

Сравнив задачу 5 и задачу 6 видно, что влияние скоростей звука в материалах стержней и плотностей материалов стержней на скорости смещения по форме имеют одинаковые зависимости, т.е. :

ба

бac VV

ρρρ+

= ; ба

бac СС

CVV

+= ;

бa

aбc VV

ρρρ+

= ; бa

aбc СC

CVV

+= ;

Из чего можно сделать вывод, что характер влияния плотностей и

скоростей звука на процесс удара одинаков. если принять, что Са = Сб тогда: Vc

a = Vcб = V∕2 .

Что соответствует задаче 1. Если принять, что Са → ∞ то Vc

a → 1 а Vcб → 0, аналогично влиянию

плотности материалов. Если материал стержня Б имеет бесконечно высокую скорость звука, то в

нем скорость смещения Vcб будет стремиться к V, но поскольку Vк = Vc

б (скорость контакта равна скорости смещения), то скорость контакта так же будет стремиться к V ,т.е. материал стержня Б станет прозрачным для материала стержня А и стержень А будет беспрепятственно двигаться в стержне Б.

При высокой плотности стержня Б (задача 5) скорость смещения Vcб

стремится к нулю. И длина импульса тоже к нулю, то в задаче 6, при высокой скорости звука Сб скорость смещения стремиться к нулю, а длина импульса к бесконечности.

Какое значение все это имеет в природе, с этим надо разбираться. Можно сделать вывод о взаимодействии тел с малой скоростью звука и тел

с большой скоростью звука: первые могут перемещаться во вторых не встречая сопротивления, ровно как и среды с высокой плотностью могут без сопротивления перемещаться в средах с низкой плотностью.

Поэтому мы свободно перемещаемся в магнитном поле и гравитационном поле, у которых по сравнению с нами очень низкая плотность и очень высокие скорости звука (возмущений).

Решая задачи 5 и 6, мы оценили влияния плотностей и скоростей звука по отдельности. Но в природе такого практически не бывает, потому, что любые материальные тела, имея отличную друг от друга плотность, обязательно

- 51 -

имеют отличную друг от друга скорость звука (скорость распространения возмущений).

Для микромира, если взаимодействующие атомы и молекулы имеют разные ρ и С3 , то соответственно ударные импульсы в их средах будут зависеть от ρ и С также как и в макромире.

- 52 -

9. задача 7. Взаимодействие стержней с разными свойствами их материалов: Са ≠ Сб; ρа ≠ ρб ; Еа ≠ Еб ; Стержень А в несколько раз меньше стержня Б. Стержень А ударяет по стержню Б со скоростью V. Картина взаимодействия аналогична задачам 5 и 6 (рис.5, рис.6) Удар имеет ряд характерных моментов и ряд периодов: Момент 1 – начало взаимодействия, формирование Vk – скорости смещения

контакта. Период 1 – нагружаются стержни А и Б со скоростями смещения Vc

a и Vcб и

распространением ударных импульсов в стержнях со скоростями Са + Vca и

Сб + Vcб , остальное как в задачах 5 и 6.

Это наиболее сложное и наиболее важная задача, т.к. определение скоростей смещения Vc

a и Vcб для этих условий дает нам фактические значения

скоростей смещения и соответственно остальных параметров удара для реальных условий.

Vca и Vc

б определяем из условия закона сохранения импульса и условия неразрывности удара (аналогично задачам 5 и 6) на момент ∆t :

ma ·V = (ma + mб) · Vc

б ; Vc

б = V - Vca ;

подставив значения ma и mб получим : ∆t ∙Са· ρа·V = (∆t · Са∙ρа + ∆t · Сб · ρб) Vc

б; Откуда скорость смещения в стержне Б будет иметь вид:

ббaa

aa

ббaa

aaбc CC

CVtCtC

tCVVρρ

ρρρ

ρ+

=∆+∆

∆= . (51)

Скорость смещения в стержне А определяется из условия неразрывности

удара: б

ca

c VVV −= ; или:

ббаа

аaac СС

CVVV

ρρρ+

−= ;

- 53 -

после преобразования получим:

ббаа

ббac СС

CVVρρ

ρ+⋅

= . (52)

время удара t1 (полпериода) :

aca

a

VCl

t+

=1 ;

подставив значения Vc

a , получим:

ббаа

ббa

a

ССCVC

lt

ρρρ+

+=1 . (53)

Деформация стержня А за t1 (полпериода) :

ббаа

бб

ббаа

ббa

aaca СС

CV

ССCVC

lVtlρρ

ρ

ρρρ ⋅+⋅

⋅⋅

⋅+⋅⋅

+=⋅=∆ 1 . (54)

Деформация стержня Б за t1 (полупериод) :

ббаа

аa

ббаа

ббa

aбcб СС

CV

ССCVC

lVtlρρ

ρ

ρρρ ⋅+⋅

⋅⋅

⋅+⋅⋅

+==∆ 1 . (55)

Напряжение в стержнях А и Б будут одинаковы т.к. формируется общий

ударный импульс и поле напряжений не может быть разрывным в сечении касания (контакта) или любом другом сечении возмущенной части стержня.

Разница параметров удара Vca и Vc

б , а также разница плотностей и скоростей звука компенсируется разницей модулей упругости материалов стержней Еа и Еб, т.е. σa и σб будут равны между собой для стержней А и Б, из этого следует, что, определив напряжение в стержне А, это напряжение будет такое же в стержне Б.

- 54 -

В соответствие с законом Гука напряжение в стержне А будет:

a

aa l

lE ∆⋅=σ ;

из (54) подставим значение ∆la получим:

aббаа

бб

ббаа

ббa

aa l

СССV

ССCVC

lE ÷+⋅

⋅

++

⋅=ρρ

ρ

ρρρ

σ ;

или :

ббаа

бба

ббаа

бб

a

ССC

VС

ССC

VE

ρρρρρ

ρ

σ

++

+⋅

= ; (56)

или :

аca

ac

a VCVE+

=σ ; (57)

Из выражения для σ видно, что напряжение в ударном импульсе не зависит

от длины стержней, а зависит от параметров материала стержней Е, ρ , С3 и от скорости смещения.

Аналогичная зависимость будет для стержня Б :

б

бб l

lE ∆⋅=σ ;

где lб – длина пути пройденного ударным импульсом в стержне Б на момент t1 (полпериода), после преобразования получим:

бсб

бс

б VСVE+

=σ ; (58)

Но поскольку σ общее для обоих стержней , то:

- 55 -

бcб

бс

бaca

ac

а VСVE

VCVЕ

+=

+⋅ ; (59)

Но выражения aca

ac

VCV+

и бcб

бc

VСV+

; ни что иное, как относительные

деформации стержней Еа и Еб , тогда уравнение (59) примет вид:

Еа∙ε а = Еб∙εб ; (60) Вывод: при ударном взаимодействии стержней произведение модуля

упругости стержня А на его относительную деформацию равно произведению модуля упругости стержня Б на его относительную деформацию.

Из полученных зависимостей можно сделать вывод: что при условии ρа < ρб и Са < Сб стержень А передает стержню Б столько импульса

сколько может воспринять стержень Б за время удара, а если ρб стремиться к бесконечности, то он не получит импульс от стержня А.

Заканчивается удар по задаче 7 также как в задаче 4, 5 и 6 – пульсациями стержня Б и сохранением части импульса стержнем А с обратным направлением. При этом вправо будут излучаться ударные импульсы сжатия, а влево – ударные импульсы растяжения.

Частота этих ударных импульсов будет зависеть от длины стержня Б, а длина импульсов от длины стержня А.

В случае если стержень А имеет большую величину Е, чем стержень Б (т.е. ρа > ρб и Са > Сб) или ρаСа > ρбСб, характер взаимодействия короткого стержня А и длинного стержня Б будет несколько иной в том смысле что: при

ρаСа = ρбСб стержень А передает весь импульс стержню Б; при ρаСа < ρбСб стержень А сохраняет часть импульса с обратным знаком. При этом справедливость всех зависимостей для Vc

a и Vcб, Еа и Еб сохраняется. А для

условия ρаС а > ρбСб стержень А сохраняет часть импульса с положительным знаком.

Рассмотрим этот случай подробнее, процесс этого удара представлен на (рис. 7). Для сокращения количества рассматриваемых циклов удара, покажет только характерные моменты М1, М2,…Мn

М1 – стержни встретились, стержень А имеет скорость V, стержень Б=0. М2 – стержень А загружен полностью, стержень Б на ответную часть, Vc

a и Vcб

М3 – стержень А загружен полностью, передал часть импульса стержню Б, сохранив оставшуюся часть импульса с положительным знаком равную V - Vc

б; в стержне Б сформировался импульс со скоростью смещения Vc

б. Стержни не расходятся т.к. стержень А сохранил часть своего импульса и

движется вслед стержню Б, т.е. этот момент является началом нового (второго) удара стержня А по стержню Б с меньшей интенсивностью с начальной скоростью удара V - Vc

б .

- 56 -

- 57 -

М4 – стержень А загружен полностью, а стержень Б на величину ответной части, скорость смещения в стержне Б - Vc1

б, в стержне А - Vc1а

М5 – стержень А разгружен полностью, сохранил часть импульса и передал часть своего импульса стержню Б и в третий раз ударил стержень Б. при этом скорость смещения в стержне Б будет функцией скорости удара равной

V - Vcб - Vc1

б, а стержень А сохранил скорость равную V - Vcб - Vc1

б М6 - стержень А загружен полностью, а стержень Б загружен на величину

ответной части, скорости смещения в стержнях будут Vc2б и Vc2

а. М7 – стержень А загружен полностью и передал часть оставшегося

импульса стержню Б. При этом скорость смещения в стержне Б будет функцией скорости удара

равной V - Vcб - Vc1

б , а стержень А сохранил скорость равную V - Vcб - Vc1

б- Vc2б.

М8 – стержень А загружен полностью, скорость смещения в стержне Б будет Vc

б , а в стержне А будет Vc3а.

Процесс передачи импульса может идти бесконечно долго, при этом интенсивность будет снижаться по экспоненциальному закону.

Высокоплотный стержень А передает низкоплотному стержню Б свой импульс частями и каждый раз передает такую часть, какую может воспринять стержень Б, при этом, каждая следующая скорость взаимодействия будет

меньше предыдущей на величину помноженную на VV a

c . Количество циклов

передачи импульса будет сколько угодно много. Стержень А, как бы прилипнет к стержню Б и будет его подталкивать

новыми импульсами меньшей интенсивности. А в стержне Б будет формироваться ступенчатый импульс как показано на рис.7. Контакт удара будет смещаться за каждый цикл на ∆lб, ∆l1

б, ∆l2б,… ∆ln

б также с уменьшением своей величины.

Ступенчатый импульс в стержне Б будет проходить с образованием разрывов между ступеньками поскольку Vc

б, Vc1б , Vc2

б ,…Vсnб , а при

прохождении больших расстояний по стержню Б будет идти череда ударных импульсов всё меньшей интенсивности, а расстояние между ними будет расти пропорционально разнице скоростей смещения.

При взаимодействии стержней с разной скоростью звука при Са < Сб стержень А будет передавать свой импульс стержню Б частями бесконечно много раз.

Из данного положения вытекает вывод о том, что взаимодействующие тела с разными параметрами (неравновесный удар) пульсируют, причем если стержни расходятся после удара, то пульсирует больший стержень, если не расходятся - то пульсируют оба вместе.

Это явление можно рассматривать как общую закономерность для ударного взаимодействия физических тел с разными параметрами, при этом

- 58 -

либо оба вместе, либо одно тело выдает серию импульсов в пространство с постоянным затуханием.

Если стержень Б, по рассматриваемой задаче, имеет конечную длину, то ударные импульсы сжатия отразятся от правого конца и в виде импульсов растяжения придут к левому концу и оторвутся от стержня А при том, что стержень А на этот момент сохранит какую-то часть своего импульса, а стержень Б будет пульсировать по сложному механизму за счет прохождения серии импульсов туда и обратно.

Импульсы в пространство будут излучаться с разными скоростями смещения в связи с изменением условий каждого очередного удара, от максимума до нуля.

Вариантов ударного взаимодействия в природе бесчисленное множество и соответственно столько же возможных разновидностей, излучаемых в пространство ударных импульсов.

Если это положение отнести к динамике взаимодействия в микромире, то для каждого атома и молекулы можно выделить устойчивые серии импульсов как от внешней оболочки атома, так и от других структурных составляющих, что вообще говоря, согласуется со спектрами излучений для различных элементов.

В классической теории удара не рассматриваются скорости смещения и соответствующих зависимостей, она (классика) не рассматривает, приняв за основу взаимодействия волновую теорию.

Сейсмологи рассматривают, так называемые, сейсмические волны и оперируют понятиями скорости смещения, относя это только к сейсмическим проявлениям в земной коре во время тектонических срывов, а также, мощных взрывов в промышленности, но это все рассматривается на основе волновой теории, т.е. принимается, что скорость сейсмоволны равна скорости звука (продольной волны).

На этом мы закончили рассмотрение взаимодействия стержней с одинаковыми геометрическими параметрами.

Далее в задачах 8,9, и 10 будут рассмотрены особенности взаимодействия тел различных геометрических форм близких к телам в природе: конусов, шаров и полупространства.

- 59 -

10. задача 8. Ударное взаимодействие конуса и стержня (рис.8). Конус имеет усеченную вершину по величине плоскости сечения стержня. Рассмотренные случаи в задачах 1-7 предполагали плоский удар, ударный

фронт которого находился в плоскости перпендикулярной оси стержней, а стержни имели одинаковое сечение по всей длине.

Это дало возможность в идеальных условиях рассмотреть общую задачу формирования прямоугольного ударного импульса и его главную характеристику – скорость смещения в стержнях, а также деформации взаимодействующих тел и напряжения, которые находятся в прямой зависимости от скорости смещений.

Теперь приступим к рассмотрению задач, в которых ударный импульс не является прямоугольным.

Далее мы не будем обуславливать характеристику материала, а только геометрические параметры взаимодействующих тел.

В момент 1 – схождение, процесс протекает как при ударе стержней, но по мере прохождения ударного фронта по конусу со скоростью Ск+Vc

a (где Ск - скорость звука в конусе, а Vc

a – скорость смещения в конусе). Фронт ударного импульса принимает сферическую форму и увеличивает участвующую массу конуса в формировании ударного импульса в стержне Б. Векторы скоростей смещения будут направлены по нормали от сферы к вершине конуса.

В период загрузки конуса каждая следующая сфера через ∆t будет источником нового удара. При загрузке, Vc

a остается постоянной, но увеличивается участвующая в ударе масса. Но при росте массы аналогично (34)

в задаче 5 : Vca =

бa

бVρρ

ρ+ ;

поскольку рост взаимодействующей массы прямо зависит от сечения,

которое равно 4

2Dπ, то можно посчитать как при разгрузке конуса будет

увеличиваться скорость Vcб в сечении удара. При разгрузке конуса, в стержне

Б от момента 1 начнется увеличение скорости смещения Vcб и соответственно

деформации. В конце разгрузки конуса в сечении удара скорости смещения Vcб

будет больше начального значения на величину равную отношению площади сферы конуса и площади сечения удара :

2

2

2

2

4

4d

DVd

D

VV xбc

бc

бcх ⋅=⋅= ′

π

π

(61)

где: Vcxб - текущее значение Vc

б ; Vc

б′ - начальное значение скорости смещения ; Dx - текущее значение диаметра конуса .

- 60 -

- 61 -

Скорость смещения Vcа при разгрузке конуса также будет расти по

соотношению (61). В стержне Б будет распространяться ударный импульс в сторону фокуса

(сечения «а»), где будет максимальное значение Vcб и поскольку диаметр

импульса будет ∆d, тогда выражение (61) примет вид:

Vcxб= Vc

б ′ 2

2

dD∆ . (62)

Т.е. в сечении «а» будут максимальные величины скорости смещения и

напряжения, при этом отношение 2

2

dD∆

может выражаться величинами от

нескольких десятков до многих тысяч, причем напряжения будут не по всему сечению стержня,а только внутри диаметра ∆d, т.е. в стержне будет формироваться конус среза от плоскости контакта до фокуса (сечение «а»).

Фокус ( ∆d ) не может быть точкой, он имеет некоторое рассеяние за счет действия напряжений на границах разрыва и среза, но тем не менее эта

величина отношения 2

2

dD∆

может, в идеальных условиях протекания удара,

принимать значения до нескольких тысяч. При таких значениях Vc

б любой материал стержня Б не сможет выдержать нагрузки и произойдет разрушение либо не доходя до фокуса, либо в самом фокусе.

Далее импульс от фокуса расходится под таким же углом, отразится от стенок стержня Б и снова сойдется в фокусе сечения «а», но уже не сжатия, а растяжения (при условии, если не произойдет разрушение в сечении «а») и так сколько угодно долго.

С каждым циклом отражения от стенок стержня рассеяние фокуса будет увеличиваться, в итоге импульс выродится в сложную картину скоростей смещения и напряжений, которую описать невозможно.

Если стержень будет иметь небольшую длину в разы больше конуса, то он, как и в задачах 4-7, будет пульсировать и излучать импульсы сжатия и растяжения.

Параметры удара можно определить используя соотношения задачи 7 (общий случай зависимости 51 ,52, 53, 54, 55, 56).

Основной особенностью этой задачи является формирование конического импульса, его фокусирования и при этом формирование конусов среза, где возникают очень высокое значение скорости смещения.

Вывод математических зависимостей для всех параметров импульса в теле стержня Б здесь не рассматривается, они весьма громоздкие, но качественно оценивая процесс можно сделать следующие выводы:

1. Векторы скоростей смещения в теле конуса направлены нормально к фронту, по мере смещения импульса из конуса в стержень, на вершине конуса

- 62 -

происходит увеличение скорости смещения Vcб и концентрация напряжений до

величин, во много раз превышающих исходную скорость удара V. При этом увеличение скорости Vc

б может ограничиваться только диаметром фокуса ∆d, а максимальная скорость может достигать во много десятков и сотен раз выше скорости удара V, а напряжения – принимать значения, превышающие прочность материала стержня.

2. Сечение «а» (место схождения векторов скорости смещения) является фокусом удара и расположено внутри стержня и является центром концентрации скоростей и напряжений и соответственно исходным очагом перегрузок и разрушений.

3. Ударный импульс имеет сложное внутреннее строение распределения векторов скоростей смещения и напряжений, но в целом отражает форму конуса или наоборот, форма конуса определяет строение импульса.

4. Из-за того, что в ударном импульсе скорости смещения имеют разную величину и направление, передний фронт импульса движется медленнее, чем задний на величину разницы скоростей смещения, что приводит к сжатию импульса и его исходная форма вырождается. При этом формируется импульс с высокой интенсивностью переднего фронта и размытым задним фронтом, т.е. ударный импульс в твердом теле принимает форму единичного импульса аналогичную форме, так называемой «ударной волны» в газах или единичного импульса. Из этого следует, что кроме того что в фокусе удара происходит концентрация ударного импульса, он еще и сжимается на какую-то величину, к этому моменту, по длине.

Процесс концентрации ударного импульса и его сжатия за счет разницы скоростей смещения переднего и заднего фронтов требует серьезных экспериментальных исследований.

При сжатии ударного импульса происходит суперпозиция (наложение) скоростей смещения и они могут достигать неограниченно высоких значений и в соответствие с этим могут неограниченно расти напряжения.

Конус, как ударник выбран потому, что эта форма наиболее характерно передает удары тел в природе и в быту - есть площадь взаимодействия, есть утолщение и есть сфера, в каком то приближении это камень, молот, ударник в гидро- и пневмомолоте и. т. п.

Доказательством фокусировки импульса является классический опыт с шарами, когда в ряд выстраивают несколько шаров уменьшающейся величины и с небольшой скоростью ударяют большим шаром по ряду в лоб, то ряд шаров от большего к меньшему передают импульс и крайний маленький шар получает скорость, превышающую начальную во столько раз, во сколько больший шар больше меньшего шара по диаметру.

Аналогичный опыт можно привести с конусом. Если ударить конусом по стержню меньше длины конуса , то стержень

получит скорость значительно большую скорости удара, хотя конус не передает всего импульса стержню. Это произойдет за счет фокусировки

- 63 -

скоростей смещения в вершине конуса. Остальная (не переданная) часть импульса конуса позволит конусу продолжать движение с меньшей скоростью и пульсировать.

Вообще говоря, это тоже закон природы, когда при несимметричном ударе передается не весь импульс от одного тела другому и тела расходятся в неуравновешенном состоянии.

Ударный импульс (по задаче 8 ) который получил стержень от конуса не будет однородным, как в предыдущих задачах, в сечении «а» он фокусируется в промежутках отражается от стенок стержня т.е. он осваивает не все сечение стержня, поэтому на границах раздела будут возникать сдвиговые напряжения, являющиеся очагами других ударно-импульсных или колебательных процессов.

Картина напряжений, в этом случае, будет весьма сложной, но у этого ударного импульса будет одно доминирующее свойство, что задний фронт импульса будет самый интенсивный и самый скоростной. И как бы в целом ударный импульс не был сложен задний фронт импульса поглотит всю его переднюю часть и создаст единичный импульс – единичный скачек скоростей смещения, что это такое, с этим надо разбираться.

Примером тому может служить разрушения буровых штанг при ударноворотном бурении, они ломаются не в начале и не в конце, где казалось бы, максимальные нагрузки и где по ним бьют, а в средней части и не под углом 450, по плоскости среза, относительно оси, а поперек – плоскость разрушения перпендикулярна оси штанги, т.е. именно в этом месте штанги возникают (фокусируются) максимальные нагрузки.

Физика твердого тела описывает напряжения в стержнях в динамике с позиций волновой теории без учета скоростей смещения в ударном импульсе.

Процесс взаимодействия конуса и стержня неограниченной длины не заканчивается единичным ударом передачи импульса, взаимодействие протекает неограниченно долго (как в задаче 7) продолжительной серией затухающих ударов. Конус при большой массе и величине, чем ответная часть стержня по первому циклу, не может передать импульс стержню. Т.е. система конус- стержень пульсирует неограниченно долго и при взаимодействии с пространством выдает серию затухающих импульсов сжатия и растяжения. Это положение подтверждается экспериментально в следующей главе.

Пульсирующее взаимодействие характерно для всех неравновесных систем (несимметричных взаимодействий) и если учесть, что симметричных ударов в природе не бывает или они маловероятны, то можно констатировать, что при несимметричном ударе, и независимо от того с какой стороны больше объем или масса и скорость звука, взаимодействие протекает в пульсирующем режиме с излучением в окружающую среду серии затухающих импульсов растяжения и сжатия поровну, это положение можно считать законом природы.

Самый устойчивый ударный импульс – это прямоугольный импульс, когда по всей длине скорости смещения равны, он как бы уравновешен (задача 4) все

- 64 -

остальные, в том числе в рассматриваемой задаче, имеют скачки скоростей смещения, создавая очаги неравнозначных напряжений.

Но поскольку динамически уравновешенный ударный импульс можно получить только в лаборатории в идеальных условиях и то в каком-то приближении, то можно констатировать, что все ударные импульсы при определенно длительном существовании превращаются в единичные импульсы (аналог «ударных волн» в газах).

Это положение также можно перенести на продольные волновые процессы, которые также при неопределенно долгом существовании трансформируются в единичные ударные импульсы.

Это тоже закон природы и его можно сформулировать следующим образом:

Любое возмущение в среде с течением времени превращаются в единичный импульс и впоследствии рассеиваются. А единичный импульс можно считать как наиболее жизнеспособную форму возмущений в средах.

- 65 -

11. задача 9. Взаимодействие конуса и полупространства. Цикл удара (рис. 9) содержит все необходимые элементы динамики:

схождение, загрузка, разгрузка, расхождение. Рассмотрим Момент 2 - полную загрузку конуса и Период 2 – разгрузку

конуса. В отличие от взаимодействия со стержнем (рис. 8) по контуру плоскости

взаимодействия возникают разрывные поверхности, при этом образуется коническая поверхность «Р» с разрывными нагрузками на вершине конуса от плоскости контакта до точки фокуса «Ф» с поверхностью «С» происходит концентрация и увеличение скоростей смещения Vc

б , а на поверхности «С» возникают срезовые нагрузки.

Величина расстояния точки «Ф» от плоскости контакта будет зависеть, в первую очередь, от свойств материалов конуса и полупространства и геометрических параметров конуса: высоты, угла при вершине и площади меньшего основания.

Если материалы имеют одинаковые свойства, например, удар сталь по стали, то конус ограниченный поверхностью «С» вместе с поверхностью контакта будет продолжать конус А и вершина конуса А совпадет с фокусом – точкой «Ф».

Если ρаСа > ρбСб , то фокус будет дальше вершины, и если ρаСа< ρбСб то фокус будет ближе к поверхности взаимодействия.

По поверхности «С» срезовые нагрузки тянут за собой пространство между «С» и «Р» и сжимают его, а пространство, за контуром Р подвергается растяжению в итоге на поверхности «Р» возникают разрывные нагрузки.

В этих условиях фокус не может сойтись в точку т.к. его рассеивают и растягивают срезовые нагрузки по поверхности «С».

В итоге ударный импульс в случае отсутствия разрывов разлагается на три составляющих:

- конус «С» схождения и интенсивного сжатия и концентрации скоростей смещения в точке «Ф»,

- поверхность конуса «Р» делит полупространство «Б» на конус сжатия и растяжения,

- за точкой Ф (за фокусом) возникает конус Ф′ сжатия и рассеяния. Самая высоконагруженная часть с большими нагрузками среза и сжатия

возникают в конусе «С», в зоне точки «Ф». Конус Р впоследствии (дальше в глубину полупространства) вырождается

в куполообразную поверхность. Если разрывов нет, то конус «С» тянет за собой все полупространство

образуя неоднородную картину напряжений и скоростей Vcб

В Момент 3, когда конус А разгрузится, будет максимум сжатия в конусе «С» и с конусе сжатия «Р» и максимум растяжения за конусом «Р».

- 66 -

- 67 -

После разгрузки конус А вернет часть импульса с обратным знаком, а часть импульса отдаст полупространству, причем фронт импульса в полупространстве будет иметь сложную куполообразную поверхность с разрывом по поверхности «Р», а после расхождения конуса А и полупространства Б оно останется в неуравновешенном состоянии из-за наличия зон растяжения и сжатия, что является источником колебаний поверхности взаимодействия и излучение в пространство звуковых колебаний, как в полупространство Б, так и в окружающую среду над полупространством Б.

В воздухе полупространство будет звенеть. Параметры удара можно посчитать используя зависимости предыдущих

задач. Внешний фронт ударного импульса в полупространстве Б увеличивает

поверхность распространения, теряет свою интенсивность и рассеивается в полупространстве по сферической поверхности.

Общая картина напряжений скоростей смещения, хотя и имеет общую закономерность т.е. конус среза сжатия и разрыва «Р» фокусировку импульса в конусе сжатия «С» и последующее его расхождение в полупространство, в целом представляет собой весьма сложную динамическую картину, которая за период разгрузки приводит к колебательным процессам с выдачей ударных импульсов, как в окружающую среды, так и внутрь полупространства Б.

Подробнее изучение процессов по данной задаче требует серьезных экспериментальных исследований, хотя приближенные расчеты параметров удара можно провести на основании зависимостей, полученных в задачах 7 и 8.

В главе 2 экспериментально подтверждена картина взаимодействия конуса А и полупространства.

Особенность этой задачи состоит в том, что здесь четко прослеживается «стекание» части ударного импульса в полупространство и фокусирование его в точке Ф. В вершине конуса в полупространстве ударный импульс как бы наращивает усеченную часть конуса А, а поверхность контакта ведет себя как неотъемлемая часть конуса А, который тянет за собой конус сжатия Р.

Эта картина напоминает прохождение света после фокусирующего зеркала или линзы.

Справедливость этой картины подтверждается экспериментально в следующей главе, за счет получения остаточных явлений (трещиноватости) в среде прозрачного полупространства (оргстекла).

Если параметры материалов конуса и полупространства будут разные, то и параметры удара изменятся, но при этом общая картина сохранит свои закономерные особенности.

Отсюда вытекают высокие значения коэффициента удара К для низкоплотных материалов (стекла, оргстекла, эбонита и др.) и низкие значения для высокоплотных материалов особенно вольфрамокобальтовых, имеющих высокую плотность за счет большей передачи ударного импульса полупространству.

- 68 -

12. Задача 10. Взаимодействие сплошных однородных шаров с равными параметрами: D1= D2; C1=C2 ; m1= m2 ; P1= P2; E1= E2 ; V1= V2 ; V1+V2= V Идеальный случай аналогично задаче 1. Поскольку у шаров сферическая форма, то требования к плоскости

контакта не оговариваются за исключением того, что удар должен быть прямой лобовой (соосный) .

Картина удара представлена на рисунке 10 в момент полной загрузки шаров. Поскольку удар симметричный, то на рисунке показана картина деформаций и напряжений на примере одного шара.

Процесс взаимодействия имеет четыре момента и три периода: Момент 1 – начало взаимодействия, встреча шаров в точке 0. Период 1 – от точки 0 шары загружаются, ударные фронты

распространяются по пространству шаров. По мере загрузки от точки 0 формируется плоскость контакта, она увеличивается до образования максимальной плоскости контакта диаметром d , т.е. начало удара растягивается до образования максимальной плоскости контакта от 0 до d. При этом в зоне контакта растет напряжение и постоянно от кольцевых зон контакта в пространство шаров формируются ударные фронты по всей плоскости контакта со скоростью Vc

б . Причем скорости смещения по периферии шаров различные, но ко времени полной загрузки шаров последний ударный элементарный импульс будет завершать загрузку шаров. Строение фронтов и распределение скоростей в объеме шара показано на рисунке в виде эпюр скоростей смещения и напряжений.

Характерно, что за весь период полной загрузки от точки 0 (цента удара) увеличивается плоскость удара (контакта), в теле шара будет формироваться эллипсоид нулевых скоростей (аналогично задаче 9) и разрывных напряжений. Внутри эллипсоида будет зона сжатия, а снаружи растяжение, аналогично взаимодействию конуса и полупространства (задача 9)

От плоскости контакта, за весь период ее формирования нормально к поверхности шара или по радиусу в центр шара будут формироваться (фокусироваться) наибольшие нагрузки в виде конусов среза С до точки Ф, совпадающей с центром шара, а от него в сторону свободной противоположной поверхности сформируется его отраженная часть. Конус среза будет, расширяясь, формироваться постепенно, т.е. конкретной поверхности конуса среза не будет, она будет меняться от точки 0 до d, до полной загрузки шаров и все это время конус среза будет «размыт» - будет зоной сдвиговых напряжений.

Поскольку задача симметричная, то нет необходимости описывать оба шара.

Вершина эллипсоида «Р» по мере увеличения площади контакта меняет свое положение от точки 0 смещается «кольцами» вдоль поверхности шара к точке «М» и сжимается в нормальном (радиальном) направлении, образуя максимальный конус среза «С».

- 69 -

- 70 -

Момент 2 – конец формирования плоскости контакта. Период 2 – продолжение загрузки шаров от кольца в точке «М».

последний фронт проходит и загружает шар, за этот период шар полностью загружается, импульсы шаров переходят в потенциальные импульсы.

Момент 3 – полная загрузка шаров начало разгрузки. Период 3 – первый фронт доходит до точки (кольца) «М» и в этот момент

начинается уменьшение плоскости контакта Момент 4 – плоскость контакта от тоски «М» разгружаясь, доходит до

точки 0. Момент 5 – шары расходятся со скоростью V∕2 каждый с обратным знаком.

Шары передали свои импульсы друг другу. Остаточных напряжений в шарах нет. Удар симметричный.

Время удара шаров складывается из четырех частей: t1 – время формирования плоскости контакта от тоски «0» до «М» (до

диаметра d) t2 – последний пробег фронта от (кольца) точки «М» через шар. t3 – обратный пробег фронта (отражение от свободной поверхности) и

пробег от точки «М» t4 – время уменьшения плоскости контакта от точки «М» до точки «0». Удар, по структуре ударных импульсов, неоднороден и в каждый момент

удара динамическая картина скоростей смещения и напряжений различная. Очевидно, что t1= t4 , и t2= t3 , это означает, что загрузка шаров и разгрузка

симметрична и по времени и по параметрам одинакова. t1 – время формирования контакта можно определить из условия:

21

2

41

⋅

∆==

Vltt ; (62)

где: ∆ℓ - величина деформации шара ; V∕ 2 – скорость шара ; 1/2 – половина скорости шара при равном замедленном движении. Считая, что движение шара до точки М на величину ∆ℓ проходит

равнозамедленное при начальной скорости шара V∕ 2∙1/2 . Четвертое время t4 будет иметь такую же величину. Время t2 – время пробега фронта от точки М через шар, его можно найти из

условия:

бcVCDDtt

+∆−

==3

32 ; (63)

де: ∆D - деформация шара в момент М3

- 71 -

Тогда полное время удара будет иметь вид:

бc

y VCDD

Vlttt

+∆−

+⋅

∆=+=

321 2

21

2222 ;

Или после преобразования:

бc

y VCDD

Vlt

+∆−

+∆

=3

28. (64)

Скорость смещения в ударном импульсе будет разная для всех моментов удара – от Vc

б = V/2 вначале удара до Vcб = 0 в точке М и наоборот при

расхождении в зоне контакта. В теле шара, в условиях концентрации импульса в центре шара, наличие

зон сжатия и растяжения, конусов среза и эллипсоида разрыва, скорости смещения во всех точках шара будут различны – больше в конусах среза и меньше в объемах сжатия и растяжения. Причем в зоне растяжения скорости смещения будут иметь обратное направление.

Характер распределения напряжений и скоростей смещения требует наиболее глубоких теоретических и экспериментальных исследований т.к. шар также как и конус имеют наиболее характерные формы материальных тел в природе от шарообразных планет и других объектов до шарообразных атомов. Здесь задача рассмотрена весьма приближенно.

Особенность взаимодействия шаров – это наличие эллипсоидов сжатия и конусов среза и множество эллипсоидов сжатия, а также зоны растяжения Р и увеличенного времени удара за счет времени формирования плоскости контакта.

При взаимодействии шара с полупространством картина скоростей и напряжений в шаре будет примерно такой же за исключением того, что поверхность контакта будет не плоской, а выпуклой в сторону полупространства, а в полупространстве картина будет аналогична взаимодействию конуса и полупространства за исключением того, что конус среза С будет размыт от точки 0 до d и не будет концентрации скоростей в точку Ф.

При взаимодействии шаров разных размеров цикл удара в большом шаре будет не завершен , и поэтому в нем будут проходить колебания аналогично задаче 9. (конус с полупространством), а меньший шар не сможет отдать свой импульс полностью большому шару, т.е. сохранит часть импульса с обратным знаком.

Картина взаимодействия шаров представляет собой как чисто научный интерес, например для изучения взаимодействия атомов, так и практический интерес – оценки поведения шаров в технике, например, в шариковых подшипниках, где движение шарика это непрерывный удар или ,например, поведение шаров в шаровой мельнице и т. п.

- 72 -

13. Выводы по главе 1. В рамках решения задач 1-10 представлен новый подход в оценке ударно-

импульсных процессов, протекающих при ударном взаимодействии образцов упругих тел различной конфигурации.

Отказ от модели удара Ньютона и отказ от использования волновой теории при описании ударно-импульсных процессов дало возможность выявить ранее неизвестные закономерности, характеризующие процесс удара и вывести зависимости по определению параметров удара.

Анализ процесса удара в зависимости от скорости взаимодействия тел привел к выявлению доминирующего параметра ударного импульса – скорости смещения в ударном импульсе и на основании этого описать ранее не рассматриваемые явления при ударном взаимодействии.

Наибольший интерес представляют шесть основных, фундаментальных положений, которые являются определяющими в возникновении и распространении возмущений в материальных средах: твердых, жидких, газообразных, плазменных, электромагнитных, гравитационных, ядерных и других средах, нам неизвестных где возможны деформации.

Скорость распространения ударного импульса в среде зависит от свойств среды и скорости ударного взаимодействия или от величины силы, вызвавшей возникновение ударного импульса.

Скорость распространения ударного импульса складывается из двух составляющих - скорости звука в среде, как постоянной величины для данной среды при исчезающее малых возмущениях. и скорости смещения, которая зависит от скорости взаимодействия и параметров тел при ударе, при этом:

- в ударных импульсах сжатия : Vu=C3+Vc ; - в ударных импульсах растяжения: Vu=Cз - Vc . (Vu; Cз; Vc – скорости: импульса, звука, смещения) В соответствие с этим относительная деформация в ударном импульсе

будет иметь вид при сжатии и растяжении:

cVC

Vll

+=

∆

3; ;

3 cVCV

ll

−=

∆

Напряжение в средах ударных импульсов сжатия и растяжения будут

иметь вид:

( )cсж VC

VЕ+

=32

σ ; ( )cрас VC

VЕ−

=32

σ ;

- 73 -

Скорости смещения во взаимодействующих стержнях А и Б с разными свойствами выражаются зависимостью:

ббаа

ббac СС

CVV

ρρρ

⋅+⋅⋅

= ; ббаа

аабс СС

CVV

ρρρ

⋅+⋅⋅

= ;

где: Vc

a и Vсб – скорости смещения в телах А и Б;

V – Скорость ударного взаимодействия; Е – Модуль упругости материалов стержней; l – Длина стержней . Из этих зависимостей видно, что скорости распространения ударных

импульсов – при сжатии выше скорости звука на величину скорости смещения, а при растяжении ниже на величину скорости смещения.

Необходимым условием существования ударного импульса, а также любого возмущения в среде, является наличие скорости смещения и деформации сколько угодно большой или малой величины.

Это основной закон ударно-импульсных процессов, его можно сформулировать так:

«Возмущения в среде существовать не могут без скорости смещения, которая при сжатии увеличивает, а при растяжении уменьшает скорость распространения возмущений в средах на свою величину».

Или в более обобщенном виде можно сформулировать так: «В открытой динамической системе напряжения не могут

существовать без скорости смещения». 2. В задаче 4 рассмотрен процесс отражения ударного импульса сжатия от

плоскости раздела сред (стержень Б - воздух), который после отражения превращается в ударный импульс растяжения, а скорость ударного импульса растяжения меньше скорости звука на величину скорости смещения.

При отражении ударного импульса растяжения от плоскости раздела, он превращается в импульс сжатия.

Это значит, что скорость смещения при отражении ударного импульса от поверхности раздела не меняет своего направления, поэтому, в случае сжатия она суммируется со скоростью звука , а в случае растяжения она вычитается.

Это положение сообразуется с законом сохранения импульса, т.е. если бы скорость смещения могла менять свое направление при отражении, то мы смогли бы заставить двигаться замкнутую систему за счет действия внутренних сил, что, как известно, невозможно.

Это положение можно оценить как закон сохранения направления скорости смещения при отражении ударного импульса от поверхности раздела,

- 74 -

который и определяет разные скорости ударных импульсов сжатия и растяжения этот закон можно сформулировать так:

«При отражении ударного импульса сжатия от поверхности раздела он превращается в ударный импульс растяжения, а при отражении ударного импульса растяжения, от поверхности раздела, он превращается в ударный импульс сжатия, при этом скорость смещения не меняет своего направления, при сжатии увеличивает скорость ударного импульса, а при растяжении уменьшает его на свою величину».

3.При несимметричном (неравновесном) ударе двух тел ограниченных размеров, в одном из них, который имеет большие размеры или массу возникают пульсации, что приводит к дискретному смещению тела за каждый импульс на четыре величины деформации в ударном импульсе, при этом характер пульсаций зависит от параметров тела и его формы.

Пульсации излучают в пространство равное количество ударных импульсов сжатия и растяжения в режиме затухания, частота пульсаций снижается за счет снижения скорости смещения в процессе передачи импульса в окружающую среду.

Явление пульсации при взаимодействии неравновесных тел объясняет многие процессы взаимодействия в природе, в том числе в микромире, например, в процессе взаимодействия молекул разной величины, они, как вовремя удара, так и после него испускают серии затухающих импульсов. И чем выше скорость взаимодействия, тем выше частота и интенсивность излучений.

Поскольку параметры излучаемых импульсов зависят от формы тела, которое их инициирует, то можно решить обратную задачу – по параметрам импульсов можно определить параметры тела, испускающего импульсы, а также начальную скорость ударного взаимодействия тел.

Пульсирующее взаимодействие можно объяснить также несогласованностью собственных частот пульсаций взаимодействующих тел. Т.е. одно из них уже закончило удар (цикл сжатия и разгрузки), а второе, в силу своей большей массы и размеров, остается после взаимодействия в неуравновешенном состоянии и в нем продолжают перемещаться импульсы растяжения и сжатия от одного конца к другому, перенося ступенчато это тело в пространстве и излучая в него ударные импульсы сжатия и растяжения.

Этот закон можно сформулировать следующим образом: «В результате ударного взаимодействия неравновесных тел они

испускают в окружающую среду серии затухающих ударных импульсов сжатия и растяжения поровну, а большее из этих тел или оба вместе перемещаются в пространстве пульсирующе и ступенчато, при этом частота испускания импульсов пропорциональна параметрам большего тела, а длина импульсов параметрам меньшего тела».

4. Устойчивость структуры ударного импульса возможна при условии равенства скоростей смещения по всей его длине. Такой ударный импульс можно получить только в условиях лаборатории, и то в каком-то приближении.

- 75 -

В природе однородных ударных импульсов по скоростям смещений не существует или существуют в идеализированном варианте.

Можно допустить что, при взаимодействии шаров, совершенно одинаковых параметров, ударные импульсы будут устойчивыми и переходить в импульсы поступательного движения без остаточных явлений в их средах.

Во всех других случаях ударные импульсы имеют разные скорости смещения по всей длине импульса, но поскольку скорости разные, то внутри ударного импульса слои среды с большей скоростью смещения будут наступать, налагаться на слои с меньшей скоростью т.е. внутри ударного импульса будут проходить свои внутренние ударные процессы за счет не постоянства скорости смещения. Более скоростные слои, налагаясь на слои с меньшей скоростью, увеличивают свою величину до полного поглощения впереди идущей слабой части импульса, а задние слои отстают, создавая растягивающую зону. Таким образом наиболее скоростная часть ударного импульса трансформируется в единичный ударный импульс – скачек скоростей смещения и напряжения – аналог «ударных волн» в газах.

В случае выпуклого ударного фронта скорость смещения, имея направление нормальное к фронту будет уменьшаться пропорционально квадрату радиуса кривизны фронта и рассеиваться в пространстве. Если есть поверхность раздела, то происходит отражение и переход ударного импульса сжатия в ударный импульс растяжения и фокусирование к центру кривизны поверхности раздела.

В случае вогнутого фронта ударного импульса векторы скоростей смещения, направленные нормально к поверхности фронта, сходятся в фокусе в вершине вогнутой поверхности (например, конуса, задача 8) создавая в фокусе сколько угодно большие скорости смещения за счет наложения скоростей превышающую исходную скорость взаимодействия во много раз пропорционально отношению площади поверхности к площади сечения фокуса.

С одной стороны, ударный импульс в начале своей жизни повторяет форму тела, в котором он сформировался, а с другой – в процессе своей жизни он либо фокусируется, либо рассеивается, но всегда большие скорости смещения стремятся повысить свою величину за счет низких скоростей смещения.

Таким образом, ударный импульс как динамическая формация содержащая скорости смещения и соответственно этому напряжения всегда и везде стремятся разложиться на составляющие от плоскостей с максимальными скоростями смещения, при этом для каждой части импульса все, что слабое впереди – поглощается, все что слабое позади – отстает, в итоге ударный импульс трансформируется либо в один единичный ударный импульс, либо в несколько ударных импульсов от пиков скоростей смещения.

- 76 -

Этот закон можно сформулировать: «Ударный импульс при прохождении сколько угодно больших

расстояний стремиться трансформироваться в наиболее жизнеспособную форму – в единичный ударный импульс, который поглощает слабые импульсы, идущие впереди».

5. энергетический баланс ударного импульса, рассмотренный в рамках задачи 4 устанавливает следующее положение:

«Энергия ударного импульса имеет две равных составляющих – потенциальную энергию напряженного состояния и кинетическую энергию, зависящую от скорости смещения при этом Wn = Wk» .

6. Ударные импульсы переносят массу mi от плоскости соударения на величину равную:

mi = 2∆ℓ∙s·ρ; или mi = ∆V∙ ρ;

т.е произведению объема деформации на плотность среды. Если импульс распространяется в среде сферически, то он рассеивает эту

массу в пространстве по мере затухания скорости смещения. В термодинамических системах ограниченного объема импульсы сжатия

уносят массу из системы, импульсы растяжения, наоборот, стремятся принести такую же величину массы в систему из окружающего пространства.

Ударные импульсы – это прообраз частиц с нулевой массой покоя, т.е. они могут нести массу только при скоростях близких к скорости возмущения во всех без исключения средах .

Волна переносить массу не может, потому что она уравновешена по сжатию и растяжению.

Если одинокая волна имеет достаточно высокую интенсивность, то ее напряженная сжатая часть трансформируется в ударный импульс и уйдет вперед от растянутой части, но в случае непрерывного волнового колебания среды скоростная сжатая часть всегда будет компенсирована разреженной частью, поддерживая, таким образом, жизнеспособность волновых процессов в среде.

Этот закон можно выразить следующим образом: «Ударные импульсы переносят массу равную произведению объема

деформации среды на ее плотность, при этом ударные импульсы сжатия переносят избыток массы, а импульсы растяжения недостаток массы».

В соответствие с этими шестью законами любая динамическая формация,

будь то ударные импульсы сжатия или растяжения, а также продольные или поперечные волны – все они со временем вырождаются (трансформируются) за счет внутренней нестабильности, в единичные импульсы (скачки напряжений и скоростей смещения).

Период трансформации длится достаточно долго и характеризуется отношением скорости смещения к скорости звука. За этот период звуковые

- 77 -

волны или ударные импульсы не успеют трансформироваться в пространстве, т.е. исследованию подвергались «свежие волны и импульсы» в начальный период своей жизни, а за это время они не могли заметно измениться. Это положение и привело исследователей к мысли о том, что ни импульс, ни волна не меняют своей формы и структуры.

Это положение господствует в физике до настоящего времени в форме соответствующего закона.

Законы, выведенные в настоящей главе, можно распространить на ударные процессы во всех средах без исключения, или точнее, для тех сред, где возможна деформация.

Чтобы что-то произошло в среде, чтобы возникло возмущение, надо ее каким-то образом толкнуть, сообщить ей скорость смещения и напряжения любой величины. Поэтому в световых волнах (если это волны) должна быть своя скорость смещения, которая формируется от какого то толчка, причем эта скорость смещения может быть любой и заметно менять скорость распространения света, как в сторону увеличения, так и с сторону снижения.

Подробно распространение возмущений в магнитном и гравитационном полях будут рассмотрены в главе 3.

Законы, выявленные в настоящей работе, можно считать основными законами ударно-импульсной теории, которая по всем признакам может изменить наши представления о процессах в природе, которые в настоящее время рассматриваются с позиций господствующих моделей в физике.

Уровень исследований, предложенный в настоящей главе, в основе своей больше качественный, чем количественный и в большей степени идеализированный, но тем не менее удалось создать в первом приближении достаточно полную картину ударно-импульсных процессов и уже на этом уровне понимания этих процессов можно основные ее положения использовать для научных целей в части дальнейшего исследования ударно-импульсных процессов и в прикладных задачах в основном при разработке всевозможных механизмов ударного действия.

Самым главным достижением этой работы следует считать, что есть база, которая дает возможность глубже понять процессы, протекающие в окружающем нас мире и избавиться от ранее принятых несостоятельных моделей и ложных постулатов о характере взаимодействия в материальном мире. А также установлен, наконец, тот параметр, которого не хватало в течение многих лет для описания физических процессов в материальном мире. Этим параметром является скорость смещения в ударном импульсе, и именно скорость смещения позволила сформулировать законы ударно импульсной теории, с применением которой можно значительно приблизиться к созданию единой механики.

- 78 -

А.И. Мицук – Удар и разрушение. Глава II. Разрушение. 1. Общая часть. Разрушение можно рассматривать как одно из состояний существования

материи в период дезинтеграции. Все, что связано с уменьшением размеров и повышением общей величины поверхности физических тел или изменение их агрегатного состояния все это есть разрушение.

Тепловое воздействие (плавление, испарение, излучение частиц); химическое преобразование, которое связано с уменьшением отдельностей; растворение; механическое воздействие, приводящее к растрескиванию, скалыванию, резанию, измельчению, дроблению – все это разрушение и все это связано с возникновением в среде физического тела ударно-импульсных процессов в микромире и в макромире.

Не может произойти дезинтеграция материи без ударно-импульсных процессов без возникновения при этом сверхкритических напряжений или динамических скачков, приводящих к образованию трещин в сплошной среде и разлету продуктов разрушения.

Наиболее известные и применимые в практике способы разрушения, в основном горных пород, или всевозможных искусственных сооружений – плавление, испарение, растворение, термическое воздействие и механическое воздействие.

Затраты энергии при разрушении напрямую зависят от степени дезинтеграции. Чтобы, например, расплавить и испарить горную породу надо затратить энергии в несколько тысяч раз больше, чем при дроблении ее механически до размеров песка (1-3 мм).

Термический метод, путем скалывания за счет разницы температур в слоях среды, требует затрат энергии лишь в 60 раз больше, чем при механическом разрушении. [19]

Наиболее экономичным способом является механическое разрушение, т.к. при этом целенаправленно подбираются параметры удара только для получения эффекта разрушения до заданной степени дезинтеграции (крупности куска или частиц среды). При других способах эффект разрушения является как бы побочным процессом, например, при термическом разрушении, чтобы потрескалась горная порода ее надо нагреть за короткий промежуток времени (термоудар или зонный нагрев) до температуры примерно 6000С, при этом, на собственно, скалывание, тратится около 0,5% – 1 % затраченной энергии, тогда как при механическом разрушении эта величина достигает 30 % затраченной энергии.

- 79 -

Особо будет рассмотрен вопрос разрушения взрывом, когда концентрировано, в определенном месте, в короткий промежуток времени (несколько микросекунд) создается критическое давление газов, которые при своем расширении дробят и перемещают продукты дробления.

Взрывное разрушение с применением взрывчатых веществ (ВВ) является самым эффективным способом дробления горных пород и других сред, не говоря уже о применении их в военном деле.

Вопросу разрушения посвящено огромное количество работ, которые так или иначе, основаны на принципах волновой теории, и в соответствие с этим напряженное состояние рассматривается без скорости смещения в импульсах сжатия и растяжения.

Естественно, что при таком рассмотрении невозможно создать что-то близкое к истине. Джон Белл [5] известный специалист в области физики твердого тела и разрушения писал:

«Как в прошлом, так и в настоящее время все самые обычные неудачи в установлении того, что действительно имеет место, простое распределение напряжений, приводит к ошибкам и противоречиям. В особенности это справедливо в отношении экспериментов при динамических режимах. В XVII и XVIII столетиях экспериментаторы в области механики твердого тела чаще всего ограничивали свои исследования проблемой разрушения, для которого, начиная с XVII века и до наших дней не удается построить не только удовлетворительную, но и даже просто правдоподобную теорию» [5 стр.36].

Это является прямым следствием использования модели Ньютона и использование волновой теории для описания ударно-импульсных процессов в твердых телах.

Большой объем экспериментальных исследований по взаимодействию ударника и твердой среды проведены в шестидесятые годы Александровым Е.А. и Соколинским В.Б. в институте горного дела им. А.А. Скочинского [1; 2; 3; 4;].

В результате этих исследований построена физическая модель разрушения твердой среды при ударном взаимодействии, которая показывает характер протекания процесса разрушения и его основные константы для принятых условий опыта.

При небольших нагрузках, не превышающих в контакте ударника и среды критические напряжения, процесс протекает в пределах действия закона Гука, никаких остаточных явлений в зоне контакта нет.

При повышении нагрузок до критических, назовем их переходными, происходит образование трещиноватости в виде конуса и образовании ядра разрушения на некотором расстоянии вглубь от плоскости контакта в пространстве твердой среды.

При нагрузках, превышающих переходные, происходит разрушение с формированием кратера, при этом в процессе удара, как показано на рис. 11, формируется пылевое ядро разрушения, которое ведет себя как жидкость,

- 80 -

распирающая конус изнутри, в результате чего происходит ударное (взрывное) скалывание конуса вокруг плоскости контакта.

В трудах ИГД СОАН СССР [12] дан анализ процесса скалывания периферийной части зоны удара в зависимости от параметров среды и приведена модель процесса разрушения, аналогичная модели на рис. 11. Однако, здесь рассматривается ядро разрушения произвольной формы, в чем с авторами нельзя согласиться т.к. форма ядра и его параметры находятся в совершенно определенной зависимости от формы и свойств ударника, от параметров плоскости контакта и свойств среды.

В этой работе сделан вывод о том, что штыревой ударник с овальным торцом экономичен по сравнению с лезвийным. В связи с тем, что отношение объема сколотой периферии к объему порошкового ядра у штыревого ударника больше (скалывается больше, чем измельчается).

Подвергать сомнению экспериментальные данные, приведшие к модели (рис. 11), нет никаких причин, хотя эта модель конкретного случая нагружения разрушаемой среды. Эта модель не рассматривает характер протекания ударного импульса от ударника в среду, а просто отражает наблюдаемый факт по конкретному случаю нагружения.

Особенность разрушения состоит в том, что скалывание периферийной части твердой среды протекает ступенчато, носит ударный характер, даже взрывной, по выражению Александрова Е.А. [4]. Это говорит о том, что исследователи подошли вплотную к пониманию ударно-импульсных процессов, но должных выводов не сделали, кроме того что отразили факт в своих выводах.

Если нагрузка докритическая, то ударник отскакивает от среды по механизму (рис.9) при этом часть импульса передается среде, а часть остается в виде импульса отскока.

Настоящая глава посвящена также изучению процесса разрушения среды на основе эксперимента, и новых подходов в ударно-импульсной теории, а также рассмотрению возможного приложения ударно-импульсной теории к пониманию процессов при скалывании, резании, бурении, взрывании и.т.п.

В ряде работ по разрушению сред рассмотрен вопрос влияния изменения свойств среды на прохождение ударного импульса, на его концентрацию и рассеяние, например в [22].

- 81 -

- 82 -

2. Метод проведения экспериментов. Цель исследования состоит в том, чтобы в чистом виде, исключив

всевозможные отклонения, выделить и описать процесс зарождения очагов разрушения среды и по ним доказать справедливость законов ударно-импульсной теории, а также создать приближенную к истине модель процесса разрушения.

Сообразно этой цели метод исследования состоит в следующем: 1. Для разрушения используется полупространство неограниченных,

относительно зоны разрушения размеров, чтобы исключить влияние отраженных от поверхностей раздела импульсов и влияние поверхностей по линии наименьшего сопротивления.

В качестве материала разрушаемой среды используется оргстекло, как достаточно вязкий материал, в пространстве которого хорошо просматриваются остаточные явления – трещины, сколы, срезы, ядра разрушения.

Параметры оргстекла: плотность ρ2 = 1,18 кг/л ; скорость звука в нем С2 = 2,68 км/с; модуль упругости Е2 = 4∙103 МПа (для нормальных условий). 2. В качестве ударника используются: - Стержень с плоским торцом, который может создать в среде стекла

прямоугольный ударный импульс; - Конуса с выпуклым (сферическим) большим основанием и

различной конфигурацией торца меньшего основания, способствующего созданию фокусированного импульса в теле разрушаемого полупространства.

Масса конусов 130 г. Стрежень и конуса изготовлены из стали: плотность ρ = 7,8 кг/л; скорость звука в стали С1 = 5100м/с; модуль упругости Е1 = 2∙105 МПа. Размеры ударников приведены на рис. 12. 3. Исследования проводились на стенде в лаборатории взрывных работ

ВНИИЦветМета. Схема стенда представлена на рис. 12. Стенд состоит из вертикальной трубы, установленной под 900 к горизонту, нижний конец трубы снабжен фланцем, нижняя поверхность фланца перпендикулярна оси трубы, а в теле фланца имеются отверстия для удаления воздуха из трубы при падении ударника. В трубе устанавливался центрирующий элемент из легкого материала (пенопласта) в виде обоймы, в которую вставлялся испытуемый образец ударника - конус или стержень. На верхней половине трубы размещены отверстия на фиксированных расстояниях от плоскости фланца, в которые вставляется спусковой штырь.

- 83 -

- 84 -

Эксперименты проводились следующим образом: В обойму вставлялся конус или стержень и фиксировался на принятой

высоте спусковым штырем. К плоскости фланца шлифованной поверхностью прижимался блок

оргстекла. Размеры блока 300х300 мм и 60 мм толщиной. Извлечением штыря сбрасывался ударник, при этом, ударник на

поверхность оргстекла падал строго перпендикулярно без перекосов; Оргстекло снимались, и исследовался результат удара, наиболее

приемлемые остаточные явления в оргстекле фотографировались. Обработка результатов производилась путем измерения величин трещин,

углов растрескивания и конусов среза и все это согласовывалось с теоретическими выводами ударно-импульсной теории.

Условия испытания близки к нормальным: температура +200 С ± 50 С , влажность 60-70 %, давление 740-750 мм рт. Ст.

Динамические параметры удара приведены в таблице 1. Таблица 1.

Динамические параметры удара

Высота падения h, м 3 4 5 6

Время падения t, с 0,78 0,90 1,01 1,22

Скорость при ударе V, м/с 7,64 8,82 10,78 11,96

Энергия удара W, Дж 3,8 5,1 7,6 9,4

Сопротивление воздуха в трубе не учитывалось, потому что при низких

скоростях падения ударника оно не могло повлиять существенно на процесс удара.

Расчет времени падения, скорости производились по классическим

формулам:

qht 2

= ; ;tqV ⋅= ;2

2mVw =

q – земное ускорение 9,8 м/с2.

- 85 -

3. Проведение экспериментов Опыт 1. Сбрасывание конуса со сферическим полированным торцом

диаметром 6 мм (рис 13). Сбрасывание производилось с высоты 3, 4, 5, 6 м – во всех случаях, кроме

высоты 6 м, следов разрушения не наблюдалось. Отскок ударника составлял около 60% от высоты сбрасывания.

При сбрасывании с высоты 6 м, максимальной высоты трубы, в зоне взаимодействия появились слабые проявления трещиноватости в виде веера.

Этот результат сообразуется, по условию взаимодействия, с взаимодействием шаров, когда нагрузка в зоне контакта возрастает постепенно от точки 0 до М ( рис.13), и в процессе роста нагрузки от М1 до М3 образуются конуса – трещины Т1,Т2,Т3…Тn. Поскольку эти тещины носили зачаточный характер, то на фото не просматриваются.

Нагружение поверхности сферой не дает ярко выраженной концентрации напряжений, потому что ударник постепенно осваивает периферию площади контакта.

В результате удара с высоты 6м на поверхности оргстекла осталась выемка диаметром около 4 мм и глубиной 0,15 мм. Внутри выемки просматриваются слабые зачатки веерообразных трещин глубиной не более ~1-1,5 мм, причем трещины не имеют правильной формы, хотя образуют кольцевые структуры, это по всем признакам результат действия отклонений в геометрии ударника и каких-то зональных напряжений в оргстекле.

Этот опыт очень хорошо показывает характер воздействия сферы на разрушаемую поверхность. Можно сказать, что сферический ударник (конус со сферическим торцом) предохраняет поверхность от разрушения за счет размывания конуса среза и конуса разрыва и поэтому наименее приемлем для разрушающих воздействий.

Вопрос взаимодействия ударника со сферическим торцом требует глубокого и всестороннего исследования в широком диапазоне нагрузок по отношению к величине сферы и для разных материалов, потому что в общем в природе главным образом взаимодействуют овальные поверхности в очень широком диапазоне скоростей. Но исследование этого процесса – это специальная задача и в рамки настоящей работы не входит.

Мы же ограничиваемся тем выводом, который нас интересует в части разрушения твердой среды в переходном режиме, а именно овальный ударник не создает поверхностей разрыва и среза в разрушаемой среде.

- 86 -

- 87 -

Опыт 2. Сбрасывание конуса с крестообразным торцом (рис. 14). Торец конуса выполнен в виде знака (+) с шириной полки 1,5 мм. Конус сбрасывался с разной высоты от 3 до 6 м. при всех попытках в

результате взаимодействия были отмечены следы разрушения в основном в приповерхностной части.

Наиболее характерные следы были при сбрасывании с высоты 4м – результат показан на фото «а» и «б» (рис. 14).

Особенность удара состоит в том, что на большой трещине просматриваются остатки четырех фронтов, указывающих на 4 ступени пульсаций в ударном импульсе (т.е. конус за период удара загружался четыре раза), приведших к образованию серий трещин, большой доминирующей трещины и осевого конуса среза, угол которого составляет около 100, а угол ударника 400 . Такое соотношение углов связано с преломлением ударного импульса в зоне контакта при переходе от более плотного ударника к менее плотной среде полупространства.

Удар креста по плоскости блока оргстекла (рис. 14-б) дает несколько другую картину – имеет выраженную крестообразную трещину и разрушение по поверхности глубиной 0,7 мм, а в центре на глубину до 1 мм.

Разница между ударами по торцу блока и по плоскости указывает на две особенности:

- влияние отраженных импульсов от противоположной поверхности на формирование разрушений ;

- отсутствия у оргстекла изотропных свойств, т.е. стекло обнаруживает слоистую структуру, поэтому при проведении экспериментов следует учитывать эти особенности материала.

Общая картина разрушения отражает конфигурацию контакта. Крылья креста являются хорошими концентраторами напряжений, но сложная форма поверхности создает специфическую картину разрушения, но тем не менее достаточно хорошо просматривается осевой конус среза, а конус разрыва на границе сжатие-растяжение вообще не сформировался, что указывает на отсутствие сплошного кольцевого контура плоскости контакта .

Если сравнить результаты удара овального ударника и крестообразного, то видно, что овальный ударник при сбрасывании с 4 м высоты не дал видимых очагов разрушения, а крестообразный произвел значительные поверхностные разрушения и привел к образованию глубоких трещин, что говорит об определяющем значении концентраторов напряжения в разрушаемой среде и соответственно о влиянии формы поверхности контакта, ударника и среды.

- 88 -

- 89 -

Опыт 3. Сбрасывание конуса с площадью при вершине диаметром 0,5 мм Для условий работы с оргстеклом его можно считать острым конусом, но, тем не менее, контакт по этой плоскости уже дает начальную загрузку конуса.

Наиболее характерная картина получилась при сбрасывании конуса с высоты 4 м.

Картина разрушения представлена на фото рис.15. От оси удара наблюдается кратер глубиной 3 мм и диаметром в большей

части ~3мм, а в теле оргстекла одна трещина глубиной (радиусом) 12мм. Вокруг кратера на величину 2 мм трещина сошлась, образовав зону

сжатия, а вытесненная часть среды из кратера образовала напряженную сдавленную зону продуктов смещения (темная зона вокруг кратера).

За зоной смятия, в пространстве стекла, чистая трещина, на которой хорошо просматриваются 16 следов фронтов, пульсаций конуса-ударника при входе в пространство среды. Если эти пульсации распространить в зону смятия и кратер, то можно говорить еще о четырех - пяти пульсациях, которые смял входящий в среду конус. Т.е. за весь цикл удара в данном случае количество пульсаций можно считать равным 21 раз или иными словами за время удара конус передал часть своего импульса среде за 21 цикл загрузки и разгрузки до отскока, сохранив при этом часть импульса.

Пульсации при ударе – это результат неравновесного удара, когда более плотный ударник не может передать свой импульс менее плотной среде за 1 цикл удара, что хорошо согласуется с результатами исследований по главе 1 (задачи 4-9). Кроме того модуль упругости стекла Е и скорость звука С меньше, чем у материала ударника.

В опыте 2 также просматриваются следы пульсаций, но в меньшей мере из-за большой величины плоскости контакта и большого объема поверхностного разрушения.

В нижней части трещины просматриваются аномалии следов пульсаций и некоторое сжатие следов – это по всем признакам зональное отклонение свойств оргстекла от средних по объему.

Опыт 3 визуально подтверждает пульсирующий характер ударно-импульсных процессов в неравновесных системах взаимодействия в особенности в растянутом во времени ударе, при котором проникновение ударника в тело среды сопровождается циклами пульсаций при передаче импульса среде.

Можно посчитать время удара по двум вариантам - по прохождению конуса на глубину 3 мм со скоростью 8,8 м/с получим:

mcVSt 34,0

8,8003,0

===

- по времени прохождения ударного импульса по конусу –ударнику за 21

цикл туда и обратно при длине конуса 40 мм составит при С = 5100 м/с.

- 90 -

- 91 -

mct

SмS

пулс 33,000033,05100

68.1путь- где

68.124021

===

=⋅⋅=

Но если учесть, что при прохождении конуса по оргстеклу до отскока он

потерял часть скорости, т.е. в конце удара его скорость будет ниже, чем 8,8 м/с, то результаты расчета хорошо согласуются.

Т.е. по числу пульсаций можно оценить время действия удара, в данном случае это время около 0,33 mc

Здесь этот расчет приведен для того, чтобы практически показать как процесс взаимодействия увязан с цикличностью прохождения ударного импульса по ударнику.

Характерной особенностью этого удара является отсутствие конусов среза и разрыва, потому что конус среза есть вершина конуса ударника.

Время одного цикла загрузки и разгрузки ударника проходит за 0,016 mc (за 16 микросекунд).

Опыт 4. Сбрасывание конуса с внутренней выемкой на торце, радиусом 5

мм. (рис.16). Плоскость контакта представлена в виде кольца - диаметр 10мм, а ширина

полоски 0,5 мм , выемка выполнена в виде неполной полусферы. Сбрасывание производилось с высоты 4 м. По результату фото (рис. 16) видно, что разрушение произошло в виде

кольца со скалыванием периферии внутрь кольца и наружу. На фото «а» , вид сверху, видно очаги формирования конуса разрыва

(нижнее темное крыло и светлое) между собой не связаны. На фото «б», вид снизу – совершенно не просматривается формирование

конуса среза. Из чего можно сделать вывод - если нет сплошной плоскости контакта, то напряжения концентрируются по линии и кольцо работает как нож (как клин).

Глубина кратера около 1 мм. При такой глубине время может составлять около 0,1 - 0,15 mc.

Объем разрушения примерно равен опытам 2 и 3 и во всех случаях нет конусов среза и разрыва, но зато достаточно большой объем поверхностных разрушений. Если сравнить с овальным ударником, то при меньшей высоте сброса в 1,5 раза они разрушали примерно 0,1 см3 среды, а овальный ударник нисколько.

Это подтверждает мысль о том, что разрушение активное происходит в зоне скачков напряжений и в зоне концентрации скоростей смещения.

- 92 -

- 93 -

Опыт 5. Сбрасывание конуса с плоским торцом диаметром 6мм. (рис. 17). На рис. 17 показаны результаты сбрасывания с высоты 4м, вид снизу

сбоку. Отскок составил 0,8 м глубина вмятины около 0,2 мм. Процесс протекает в соответствие с теорией : когда есть плоскость

контакта – сформирован конус среза, два купола конусов разрыва за два цикла загрузки ударника и зона сплошного разрушения в виде шара в районе фокуса с трещиноватостью вокруг зоны разрушения.

Объемный характер разрушения в этой зоне говорит о концентрации высоких скоростей смещения в этой зоне, при которых материал не выдерживает нагрузок и ведет себя как жидкость.

На поверхности удара кольцевая вмятина глубиной около 0,2 мм, от которой начинается конус среза и купол разрыва. Конус среза вдавлен в тело среды, угол наклона около 100. Углы конусов разрыва в исходной части, от конуса среза, близки к 450 и далее принимают форму купола до 60-700.

Это объясняется конфигурацией зоны сжатия. Она принимает форму полуэллипсоида или параболоида.

Тело конуса среза имеет волнообразную поверхность. Этот, по-видимому, результат неоднородности свойств среды (оргстекла).

Время удара, в количестве 2 циклов загрузки-разгрузки конуса может составить около 0,032 mc.

- 94 -

- 95 -

Опыт 6. Сбрасывание конуса с плоским торцом диаметром 5 мм. (рис. 18). Высота сбрасывания 4 м; фото - вид снизу, сбоку. Образовалась большая

доминирующая трещина глубиной около 20 мм и длиной более 40 мм , причем трещина прошла через отверстие, просверленное в блоке, которое никак не повлияло на развитие трещины.

Первый купол разрыва сформирован очагами, второй – по кольцу вокруг конуса среза и сплошное разрушение в районе фокуса, в зоне концентрации скоростей смещения.

Угол конуса среза составил около 300 т.е. значительно больше, чем в опыте 5. это объясняется образованием доминирующей трещины, которая повлияла на процесс, протекающий в среде, создав разрывной скачок во время удара.

Отскок ударника около 0,6 м, меньше, чем в опыте 5 на 0,2 м. это объясняется большим объемом разрушения и меньшим сохранением исходного импульса. Большая часть импульса потрачена на разрушение среды.

На поверхности вмятина около 0,3 мм. Время удара около 0,04 mc. Опыт 6 показывает возможность изменения картины разрушения в случае

возникновения какого-то параллельного процесса, в данном случае образование доминирующей трещины. Это также говорит еще о том, что изотропные среды, как мы полагаем, не являются достаточно изотропными и в равновесной ситуации незначительное отклонение в свойствах среды может играть доминирующую роль в прохождении ударных импульсов и возникновения разрушений.

- 96 -

- 97 -

Опыт 7. Сбрасывание конуса с плоским торцом диаметром 4 мм. (рис. 19). Сбрасывание с высоты 4 м. площадь контакта более чем вдвое меньше,

чем у конуса по опыту 5. Результаты удара на фото рис.19. Хорошо просматривается конус среза с углом 100-110 и четыре цикла

куполов разрыва по телу конуса, примерно на середине от вершины конуса, зона сплошной трещиноватости. Вершина конуса среза не просматривается.

На поверхности удара выемка глубиной 0,4 мм. Время удара по количеству циклов (четыре купола и пятый цикл- разрушение у вершины конуса). можно оценить в 0,016∙5 = 0,08 mc, т.е. за пять циклов передачи импульса среде прошло 0,08 миллисекунд.

Характерно, что по начальному контуру конуса среза нет трещины (купола) разрыва, как, например, в опыте 5. это можно объяснить тем, что при уменьшении площади контакта процесс среза протекает быстрее, чем формирование конуса разрыва, но в каждый следующий цикл передачи импульса формируются купола разрыва. Из этого можно сделать вывод, что скорость нагружения в зоне контакта влияет на процесс формирования конуса сжатия. Скорость нагружения или точнее, скорость среза увеличивается за счет уменьшения поверхности среза при уменьшении плоскости контакта, через которую проходит импульс сжатия со скоростью смещения вдвое больше, чем в опыте 5.

В этом опыте также сформировалась доминирующая трещина, но она слабо выражена и не повлияла на процесс, как в опыте 5, т.е. она не взяла на себя существенную долю импульса ударника.

В целом картина удара полностью согласуется с теорией и имеет хорошо развитую трещиноватость на большой глубине в вершине конуса среза.

Если эту картину сравнить с опытом 1 (овальный ударник), то можно отметить, как сильно влияет геометрия контакта на создание закритических напряжений и, соответственно, на разрушение среды в зоне концентрации скоростей смещения.

На рис. 20 представлена еще одна картина удара конуса с торцом диаметром 4 мм.

Здесь хорошо просматривается формирование купола разрыва между зоной сжатия и растяжения, а также три цикла передачи импульса, хорошо развитый куст трещин и разрушения в вершине конуса среза, а также заметны очаговые пульсации и срывы. В целом картина идентична рис. 19.

Опыт 7 наиболее характерен в его точном соответствии теории. Картина трещиноватости по разным опытам в деталях не схожи, что

является особенностью поведения среды в соответствие с ее свойствами. Если учесть тот факт, что в природе нет идеальных по изотропии свойств

материалов, то любой удар будет в своем роде уникален, но тем не менее, общая закономерность будет прослеживаться и от плоскости контакта всегда

- 98 -

будет доминировать конус среза и череда конусов разрыва между зоной сжатия и зоной растяжения, как следы пульсаций ударника.

В статическом варианте подобные картины получить невозможно – это принадлежность динамического взаимодействия ударника и среды.

Еще один интересный вывод напрашивается по результатам удара (рис. 20). За один цикл передачи импульса образовалась куполообразная трещина с радиусом около 20 мм, а один цикл пульсаций ударника проходит за 0,016 mc т.е. за 0,016 mc образовалась трещина на глубину 20 мм, отсюда можно посчитать скорость прохождения трещины :

смSVТ /1222000016,0

02,0===

VТ - скорость формирования трещины. Т.е скорость формирования трещины не менее 1222 м/с, не менее, потому

что мы не знаем какую часть цикла она формировалась, скорее всего половину при загрузке ударника, тогда Vт =1222∙2 = 2444 м/с, что близко к скорости звука в оргстекле, т.е. трещины как минимум идут вслед за передним фронтом ударного импульса.

- 99 -

- 100 -

- 101 -

Опыт 8. Сбрасывание стержня длиной 300мм и диаметром 10 мм с высоты 4 м. (рис 21-а, 21-б).

Результат удара представлен на рис. 21-а вид сверху и 21-б изнутри, сбоку. Получена характерная картина для прямоугольного импульса - наличие

цилиндра среза и отсутствие концентрации скоростей смещения, поэтому развитие цилиндра среза пошло не на большую глубину – не более чем на 3 мм, хотя длина цилиндра в 7,5 раз больше, чем конус в предыдущих опытах. От цилиндра среза отходят 2 конуса (купола) разрыва. Сплошной зоны разрушения в теле среды не наблюдается.

Поскольку конус среза и зона концентрации импульса в фокусе отсутствуют, это подтверждает положение о том, что через площадь контакта передается форма импульса и что форма импульса зависит от формы образующего тела.

На поверхности контакта (по площади взаимодействия) просматриваются неровности, в отраженном свете, которые образовались при шлифованном и полированном торце стержня – это результат неоднородности свойств материала среды.

Через всю картину удара проходит доминирующая трещина, причина ее появления, по-видимому, это тоже особенности среды.

Вообще, как выясняется, оргстекло не такой уж изотропный материал, каким мы его принимаем, оно имеет не только самые разнообразные формы напряженного состояния, но и прочность и плотность. Это трудно объяснить для аморфного материала, прогретого перед экспериментом, с целью снятия напряжений, но факт остается фактом, при более чем 60 сбрасываний, при проведении экспериментов, при одинаковых условиях, не было двух одинаковых картин разрушения. Из чего можно сделать вывод, что незначительные отклонения в свойствах среды существенно влияют на характер прохождения ударно-импульсных процессов. Причем, это явление просматривается, только в динамике, при статическом нагружении разрушение образцов имеют почти одинаковую картину в пределах узкой полосы прилагаемых усилий.

- 102 -

- 103 -

4. Выводы по результатам экспериментов.

Модель А.Б. Александрова подтверждается по сути протекающих процессов только для условий опыта, представленного авторами модели.

Во всех остальных случаях картина совершенно другая, хотя есть общая закономерность – это формирование зоны разрушения на некотором расстоянии от плоскости контакта. По-видимому, их ударник содержал какую- то коническую часть, которую они не показали в своих материалах.

Во всех случаях просматриваются совершенно другие картины трещиноватости и другие формы ядра разрушения. А при цилиндрическом ударнике вообще нет ядра разрушения.

Модель Александрова совершенно не учитывает, даже не показывает, форму ударника, это говорит о том, что влиянием формы ударника они пренебрегли.

По результатам разных ударов видно, что наибольшее разрушение получено от конического ударника с плоским торцом диаметром 4 мм. Это разрушение по срезу конуса проникло на глубину 7 мм с хорошо развитой сеткой трещин на глубину до 30 мм.

По поверхностному разрушению лучший результат дали конические ударники с крестообразным торцом и с кольцевым торцом.

При равном ударном импульсе конический ударник с овальным торцом вообще не дал разрушений, это приводит к пониманию значения резких переходов между нагруженной и ненагруженной частями, разрушаемой поверхности, что обеспечивается наличием острых кромок и резких границ на ударнике, как концентраторов напряжения.

Общий вывод состоит в том, что эффект разрушения прямо зависит от формы ударника и формы поверхности взаимодействия через которую передается ударный импульс среде, и поэтому нельзя говорить о разрушающем эффекте без представления точных данных о конструкции ударника, характеристиках его материала, плоскости взаимодействия и характеристиках разрушаемой среды.

Опыты показали, как стекает ударный импульс в тело среды. Если это конический ударник с плоским торцом, то ударный импульс, проходя через площадь контакта, концентрируется в зоне фокуса (вершина конуса среза), где скорости смещения достигают своего максимума и порождают активный разрушающий эффект.

Опыт 3 целенаправленно подтвердил пульсирующий характер взаимодействия неравновесных систем, а применение конического ударника обеспечило более яркую картину пульсаций за счет концентрации скоростей смещения в конце каждого цикла разгрузки, которых в процессе удара было 21.

Опыт 8 показал, что при прямоугольном ударнике возникает прямоугольный импульс, который не может концентрироваться в зону фокуса, а сохраняет свою форму до рассеяния в среде, обеспечивая картину разрушения в виде цилиндра среза и двух циклов пульсаций с куполами разрыва.

- 104 -

Поскольку существует реакция среды на форму ударника и конфигурацию плоскости контакта или, наоборот, разрушающий эффект зависит от формы ударника и от формы плоскости взаимодействия, то разрушающие органы надо рационально чередовать (в буровом, например, снаряде) так, чтобы одни обеспечивали глубинное разрушение, а другие – приповерхностное, а третьи – поверхностное. И во всех случаях не следует применять овальные формы взаимодействующих звеньев с большей площадью контакта.

Анализ формы ударников [10] показал, что они, как правило, имеют всевозможные отверстия, пояски, лыски, выемки и.т.д. Это отрицательно сказывается на формировании ударного импульса, искажает рациональное концентрированное строение ударного импульса, создавая предпосылки для различного рода завихрений векторов скоростей смещения и местные очаги колебательных процессов, размывая и ослабляя ударный импульс, передаваемый разрушаемой среде.

Опыты показали, что есть возможность концентрации ударного импульса в той части среды, где это надо, для получения наибольшего эффекта разрушения. И поэтому очень важно усиливать эффект фокусирования ударного импульса за счет рациональной конструкции ударника.

Решение этих вопросов ждет своих исследователей и разработчиков ударных механизмов разрушения.

Главным выводом по результатам проведенных экспериментов следует считать подтверждение положений (законов) ударно-импульсной теории, предусматривающей:

1. Скорость распространения возмущений в среде равна сумме скорости звука и скорости смещения;

2. Трансформация ударного импульса в единичный ударный импульс – наиболее устойчивую форму возмущения;

3. Перенос (передача) массы материи среды ударным импульсом. Эти три положения подтверждаются фокусированием скоростей смещения

в вершину конуса среза (опыты 5, 6 и 7). При статическом нагружении среды тем же конусом фокусирование не происходит, потому что нет скоростей смещения и нет ударного импульса, фокусирование возможно только при наличии скоростей смещения. Фокусирование также доказывает, что скорости смещения в ударном импульсе имеют разные величины и вектор, т.е. имеют свою внутреннюю динамику, что является причиной нестабильности и трансформации ударного импульса в его конечную жизнеспособную форму – единичный ударный импульс, или скачек скоростей смещения и, соответственно, напряжения и уплотнения с достижением максимальной величины скорости смещения для условий среды в которой распространяется импульс.

Скачек уплотнения является способом переноса массы материи, точнее, передачи массы материи в виде уплотнения в ударном импульсе со скоростью, равной сумме скорости звука и скорости смещения и отсюда, чем выше скорость ударного фронта, тем больше материи переносится в импульсе.

- 105 -

4. Пульсирующий характер взаимодействия неравновесных тел. Это положение подтверждается опытом 3 – образованием скачков

напряжения в среде и соответственно следов на доминирующей трещине. И опытом 5, 6 и 7 образованием череды куполов растяжения от конуса среза.

5. Переход ударного импульса сжатия в ударный импульс растяжения при отражении от границ раздела, и наоборот, импульса растяжения в импульс сжатия. Это положение подтверждается повсеместно наблюдаемыми откольными явлениями при взрывных работах, подробно будет рассмотрено в следующем разделе – разрушение взрывом.

6. Баланс (равенство) кинетической и потенциальной энергии в ударном импульсе – это положение подтверждается расчетным путем, приведенным в главе 1 (задача 4).

Баланс кинетической и потенциальной энергии можно использовать для уточнения характеристик материалов – модуля упругости и скорости распространения возмущений.

- 106 -

5. Разрушение взрывом. Взрыв это работа расширяющихся под давлением газов с ударными и

разрушительными процессами в окружающей среде, когда давление газа превышает несущую способность среды. Если среда твердая, то происходит ее разрушение, смещение и разлет продуктов разрушения.

В воздухе взрыв сопровождается ударными импульсами, которые способны на своем пути разрушить твердые преграды. На больших расстояниях от места взрыва ударный импульс слабеет в зависимости от квадрата радиуса и рассеивается в воздухе. В случае взрыва в воде возникает ударный импульс и смещение масс жидкости, в неограниченном пространстве импульс рассеивается.

В природе взрывы происходят в условиях естественного возникновения давления газов, например, взрыв вулкана, когда у поверхности земли происходит дегазация магмы и расширяющийся газ выбрасывает из жерла вулкана твердые и жидкие фрагменты магмы. Если магма не содержит растворенных в ней газов, то она выливается в виде лавы без взрывных эффектов.

Взрыв ионизированного газа в канале молнии или шаровой молнии - в воздухе все кончается звуковыми эффектами, а на контакте с твердыми средами происходит их местное разрушение.

В практике человека также происходят взрывы искусственных сооружений - паровых котлов, сосудов работающих под давлением, реакторов и т.п.

Но общее у всех этих взрывов – сжатый под давлением газ и оболочка (среда), которая не может выдержать это давление. В результате происходит ударное лавинообразное разрушение.

Но все эти взрывы происходят за счет энергии, подведенной извне – пар нагревается снаружи котла, давление в сосудах создается компрессором, воздух при грозе ионизируется зарядами электричества и т.п.

Особое место во взрывных процессах занимает специально разработанные для целей разрушения взрывчатые вещества (ВВ) с нормированными параметрами по взрывной эффективности, чувствительности к инициирующему импульсу, и безопасности их применения. ВВ, при ударно-тепловом воздействии на них, превращаются в газ с выделением тепловой энергии, которая обеспечивает давление газа в десятки и сотни тысяч атмосфер, что позволяет разрушить любые известные твердые вещества и самые прочные горные породы и руды.

Особенность взрывчатых веществ состоит в том, что они способны детонировать, т.е. в ударном режиме превращаться в газ с выделением тепла.

Детонация – ударный физико-химический процесс газификации ВВ, протекающий в режиме самоподдержания, распространяющейся в среде ВВ с предельной для данного ВВ скоростью, за счет выделяемого при детонации тепла. Детонация возникает в слое или объеме вещества, которое подвергается инициирующему импульсу достаточному по мощности для данного типа ВВ.

- 107 -

Детонация может возникнуть в смесях газов, что также приводит к скачку давления или взрыву. Но детонация не всегда кончается взрывом.

Например, детонация горючей смеси в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, когда смесь не горит, со скоростью 50 м/с от источника зажигания, а детонирует со скоростью 1500-2000 м/с. В результате детонации происходит скачек давления и температуры, но не происходит взрывного разрушения двигателя, в связи с тем, что плотность горючей смеси достаточно низкая – около 0,005 кг/л , а скачек давления не превышает 20 МПа, тогда как плотность твердых и жидких ВВ находится в пределах от 0,5 до 2,0 кг/л, т.е. в 100-400 раз выше и соответственно давление газов при их детонации достигает около 20000 МПа, практически в тысячу раз выше.

При любых условиях возникновения взрыва он характеризуется ударными процессами внутри самого источника взрыва и в окружающей среде.

В литературе взрыв характеризуют как – «…чрезвычайно быстрое физическое или химическое превращение вещества из одного состояния в другое…», а химический взрыв, как – «…крайне быстрое самораспространяющееся химическое превращение». [17]

ВВ определяют – «взрывчатыми называют вещества или их смеси, способные к крайне быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с выделением тепла и газообразных продуктов…» [7]

Или – « все процессы, сопровождающиеся образованием в окружающей среде скачка давления (ударной волны), обобщенно называют взрывом [7], аналогично в [8] и т.п.

«Крайне быстрое», «чрезвычайно быстрое», это скорее эмоциональные характеристики ничего не определяющие и не нормирующие. Поэтому такая путаница в трактовках и определениях, получается что и взрыв, и ВВ, и детонация имеют одинаковое определение.

И все это происходит от неразвитости теории удара и разрушения, все это идет от материальной точки и волны.

Поэтому, а настоящей работе, за основу возьмем следующие определения: Взрыв – это работа расширения сжатых горячих газов в ударном

режиме. ВВ – это вещества, способные детонировать при воздействии на них

инициирующим импульсом. Скорость детонации ВВ – это скорость прохождения фронта

ударного импульса по ВВ, вызывающего детонацию. Существующие теории действия взрыва в твердой среде оперируют

понятиями «ударная волна» и «волна напряжений», т.е ударный импульс как бы разделяется на ударную волну и волну напряжения (сжатия).

Из этого происходит неразбериха в действии взрыва. Теорий действия взрыва существует ровно столько, сколько есть взрывников самого разного уровня от академика до проходчика горных выработок. Это связано с тем, что в основе описания ударных процессов используется положения волновой теории.

В настоящее время, для практических расчетов, существует три наиболее

- 108 -

приемлемых теории действия взрыва, они достаточно хорошо изложены в [13] и все они основаны на волновой теории.

Ударная волна в газах, по Стоксу представляет собой – «повышение скорости звука и температуры при адиабатическом сжатии привели Стокса и затем Ренкина к общепринятому в настоящее время представлению о механизме образования ударных волн. Физическое объяснение ударной волны состоит в том, что скорость движущейся друг за другом серии импульсов давления последовательно нарастает и задние импульсы обгоняют впереди идущие, причем амплитуда и крутизна фронта волны увеличивается до тех пор, пока не примут характера разрыва, который не может быть описан математически непрерывной функцией. Поэтому ударные волны рассматриваются как поверхности разрыва, на которых соблюдаются законы сохранения массы и энергии ». [13]

Это, по сути процесса, описание закона трансформации ударного импульса, авторы наблюдали и изучили сам процесс, но не учли влияния скорости смещения – отсюда и получилась куцая физическая модель без объяснения причины нарастания амплитуды «ударной волны». Описывая ударный процесс, не отошли они от волны.

Беккер связал толщину фронта «ударной волны» с длиной свободного пробега молекул – в воздухе от 0,3 до 0,1µк., а для очень интенсивных ударных волн до 0,003µк. Томас считает, что толщина наиболее интенсивных ударных волн должна быть того же порядка, что и длина свободного пробега молекул [13]. Такой подход в оценках дает расхождение примерно в 100 раз. Экспериментальные данные, без учета скорости смещения, правильно оценить невозможно.

«Несмотря на наличие нескольких великолепных обзоров, в научной литературе до настоящего времени ощущается недостаток сведений относительно механизма образования, распространения и поведения ударных волн в твердых средах. Это отмечено и в приложении к классической книге Куранта и Фридерикса» [13].

Этот недостаток сведений сводится к неразвитости ударно- импульсной теории в оценке ударно-импульсных процессов в твердых средах, которые с позиции волновой теории описываются путем принятия дополнительных критериев, например, Нейманом введен критерий устойчивости «ударной волны», для соблюдения которого скорость ударного фронта должна быть выше скорости продольной волны (скорости звука) [13].

Но скорость ударного импульса, как и любого возмущения, всегда выше скорости звука на величину скорости смещения Vc. Только при низких значениях Vc это трудно измерить экспериментально, а при значениях Vc, соразмерных со скоростью звука, не учитывать невозможно, поэтому и вводятся дополнительные критерии.

Оценка ударно-импульсных процессов должна быть сквозной, единой, по сути физического процесса для всех скоростей распространения возмущений в среде. Действие ударного импульса на среду имеет особенности – в

- 109 -

доктритическом (закон Гука) действие сводится к упругим деформациям и объемному сжатию. В критическом происходит возникновение трещиноватости по наиболее слабым поверхностям среза и разрыва, а в сверх критическом, когда сжатие превосходит несущую способность среды, она ведет себя как жидкость. Но везде в ударном импульсе определяющую роль несет скорость смещения внутри ударного импульса. От величины скорости смещения зависит величина деформации среды.

Поскольку классика не оперирует скоростью смещения, то все теории связанные с действием взрыва, так или иначе описываются с волновых позиций и ударный импульс так же рассматривается как волна. Отсюда и возникло много теорий действия взрыва. Рассмотрим наиболее приемлемые в настоящее время в практике три теории.

1. Ударно-волновая теория или теория воронкообразования, которая описывает процесс разрушения в большей степени с позиции сверхкритического воздействия ударной волны на среду, поэтому её решения более справедливы для ближней зоны разрушения, где величина модуля сдвига среды мало влияет на процесс и уделено большое внимание откольным явлениям на поверхности разрушаемой среды при отражении ударной волны. По этой теории определяющую роль в разрушении играют отраженные волны и на этой основе разработана методика испытания ВВ на воронкообразование. Основными элементами этой теории являются характеристики ВВ и среды (горной породы) т.е. можно сказать, что эта теория привязана к практическим параметрам, поэтому она больше эмпирическая нежели теоретическая.

Что увидели то и описали, с помощью какой-то ударной волны. Все зависимости этой теории чисто эмпирические. Эту теорию выдвинуло горное бюро США.

2. Вторая теория разработана группой шведских исследователей, называется теорией радиального трещинообразования, в которой главная роль отводится образованию и развитию радиальных трещин и соответственно насыщению среды через трещины взрывными газами, обеспечивающими смещение массы среды от воздействия взрывного импульса. Фактически, это тоже ударно-волновая теория, но разрушения в отраженных волнах разгрузки здесь сведены к минимуму. Здесь за основу берется критический режим нагружения в средней зоне.

3. Третья теория называется энергетической теорией взрывного разрушения. В этой теории давление продуктов детонации сжимает взрываемый массив, приводя его в напряженное состояние, и создает в массиве поле скоростей, которое создает стадию первичного разрушения. По этой теории время подготовки массива к разрушению и разлету продуктов разрушения в несколько раз превышает скорость (время) пробега ударной волны до свободной поверхности массива, т.е в этот период массив готовиться к объемному смещению. Последняя стадия – разгрузка, наступает после прорыва газов через трещины в массиве, т.е. энергетическое поле, созданное в массиве продуктами детонации, разгружается в виде передачи импульса

- 110 -

отдельностям массива. В сущности, это тоже ударно-волновая теория, только все параметры взрыва, рассматриваются через работу заряда, через энергетические показатели ВВ, влияние их на массовую скорость, деформацию среды и разрушения при разгрузке напряженного состояния. Главной особенностью энергетической теории является наличие поля скоростей, в результате чего, все элементы массива на момент разгрузки имеют свои скорости и затем расширяются как «Расширяющаяся вселенная» [13].

В энергетической теории близко подошли к скоростям смещения в ударном импульсе, которые и формируют «поле скоростей», но с позиции волновой теории правильного толкования дать не могли, нет понимания того, что массовая скорость проистекает от скорости смещения ударного импульса. Опять все испортила волна.

В [13] проведена исчерпывающая критика этих теорий, но не предложена результирующая теория и все по тому, что главным элементом этих и других теорий является ударная волна.

Хорошие экспериментальные данные, приведенные в ряде изданий, особенно в [13], позволяют путем различных коэффициентов скорректировать расчетные зависимости, вполне приемлемые для практических целей, но истинный механизм процесса так и остался не раскрытым.

Следует отметить еще одну ударно-волновую теорию - теорию точечного взрыва, основы которой заложил советский академик Л.И.Седов.

В этой теории предусмотрена идеализация параметров заряда до материальной точки, т.е. объем заряда равен нулю, а процесс выделения энергии происходит мгновенно и от этого момента, и от точки оценивается распространение ударной волны, описываемой нелинейными уравнениями. Граница ВВ - среда в этой теории - не рассматривается и поверхности, от которой начинается движение и разрушения массива - нет.

Эта теория вобрала в себя все недочёты классической механики, хотя, надо отметить, здесь хорошо проработаны газодинамические процессы при взаимодействии ударного импульса со средой, в которой он проходит.

Главным недостатком этой теории является отсутствие заряда ВВ в его материальном выражении, т.е. все идет от точки, в которой сконцентрирована определенная энергия.

Эта теория лишает взрыв его начала, потому что исключает ту поверхность, на которую воздействуют продукты детонации во взрывной полости и от которой собственно начинается процесс разрушения.

И второе, эта теория исключает саму возможность пульсирующего воздействия продуктов детонации на массив, потому что в точке ни каких пульсаций быть не может.

Надо отметить, что процесс пульсации продуктов детонации как собственно и пульсирующую детонацию классика не рассматривает при оценке воздействия взрывных газов на массив. Очевидно, что эта теория ни что иное, как прикладная версия теории большого взрыва Гамова, где так же из ничего произошел взрыв, и образовалась расширяющаяся вселенная.

- 111 -

6. Процесс взрывного разрушения с позиции ударно-импульсной теории.

Схематически работа заряда представлена на рис. 22. Для примера возьмем сферический заряд Аммонита 6ЖВ (79% аммиачной

селитры и 21% тротила) в виде шара, диаметром 200мм, r0= 0,1м, плотностью ρ2 = 1200 кг/м3. инициирование заряда производиться из центра шара при действии такого заряда фронт ударного импульса будет распространяться по сфере.

Рассмотрим два варианта действия заряда - в неограниченном пространстве (камуфлетный заряд) - на нормированном расстоянии от свободной поверхности (1,5м). Работа заряда в неограниченном пространстве будет симметричная по всем

осям, поэтому мы имеем возможность выделить часть заряда и сопряженного с ним пространства в виде конуса и рассмотреть их взаимодействие в чистом виде без влияния краевых эффектов.

Например, выделим конус или пирамиду с углом 1: 10, т.е. длина дуги равна 1, а радиус равен 10, тогда получим тело А (ударник) вершина пирамиды и тело Б, усеченная пирамида, причем тело А имеет образующую равную радиусу заряда r0 а тело Б радиусу R, в исходный момент r0 = R0.

При детонации заряда тело А ударяет по телу Б на площади соприкосновения S = 1.

Скорость взаимодействия V, плотность и скорость звука в среде конуса А определяется из термодинамических параметров газа - скорость молекул в газе, она для разных газов имеет разное значение, в нашем случае работает три газа H2O, CO2, N2. Остальными (СО, NO, NO2 и др.) можно пренебречь за их малым количеством [21].

Температурные коэффициенты скорости молекул для этих газов близки по значению друг другу и равняются 0,5 м/с, начальная скорость V0 молекул газа равна в среднем 500 м/с (при нормальных условиях).

Тогда: Vcp= V0+0,5×Tвв=500+2960×0,5=1980 м/с. Скорость звука в среде продуктов детонации при температуре 2960оС

составит: С1 = С0 + Твв× 0,6 где: С0 - скорость звука при нормальных условиях; 0,6 - температурный коэффициент для рассматриваемых газов; Плотность газов в начальный момент равна плотности ВВ ρ = 1,2 кг/л = 1200 кг/м3. Таким образом тело А имеет параметры: в начальный момент

действия взрыва: V1= V= 1960 м/с – скорость взаимодействия; ρ1 = 1200 кг/м3- плотность; С1 = 2116 м/с- скорость звука.

- 112 -

- 113 -

Среда на которую действует газ (например, известняк) имеет: плотность ρ2 = 2730 кг/м3; скорость звука С 2 = 5000 м/с; модуль упругости Е2 = 70000 МПа. Исходя из этих условий определим параметры удара для начального

момента: скорость смещения Vco

Б из (51), глава 1 :

3072730500012002116

1200211619602211

110 =

⋅+⋅⋅

=+

=ρρ

ρCC

CVV бс м/с

Скорость распространения ударного импульса: Vфo

Б= С2+ VcoБ = 5000+ 307= 5307 м/с.

В теле Б сформировался импульс с начальной скоростью смещения 307 м/с

и скоростью фронта 5307 м/с. Vco

Б = 307 м/с это исходная величина скорости смещения, относительно которой будут развиваться события в сфере действия взрыва.

Относительная деформация в теле Б в начальный момент составит:

058,053073070

0 === бф

бc

VV

ε (63)

удельная деформация составит 58мм на 1м. Напряжение в сфере Б составит :

4060058,0700000

20 =⋅== бф

бc

VVEσ МПа . (64)

Далее, когда ударный импульс будет распространяться от поверхности

раздела ВВ- среда, скорость смещения будет уменьшаться за счет увеличения площади фронта пропорционально отношению радиусов:

r2

0 ÷ R2 - для сферической задачи ; r0 ÷ R - для плоской задачи. Зависимости (46), (63) и (61) примут вид для сферической задачи:

- 114 -

2

20

02

20

2211

11

RrV

Rr

CCCVV б

cб

c ⋅=⋅+

=ρρ

ρ; (65)

2

20

02

20

Rr

Rr

VV

ф

бc ⋅=⋅= εε ; (66)

2

20

02

20

Rr

Rr

VVE

ф

бc ⋅=⋅= σσ ; (67)

Аналогично эти зависимости примут вид для плоской задачи (при условии

взрывания удлиненного заряда, например в скважине):

RrV

Rr

CCCVV б

cб

c0

00

2211

11 ⋅=⋅+

=ρρ

ρ (68)

Rr

Rr

VV

ф

бc 0

00

0

0 ⋅=⋅= εε ; (69)

Rr

Rr

VVE

ф

бc ⋅=⋅= 0σσ . (70)

где: Vco

Б; Vc Б - начальная и текущая скорости смещения в теле Б;

εо ; ε - относительная деформация в теле Б начальная и текущая; σ0 ; σ - начальное и текущее напряжение в теле Б; Vфo; Vф - скорость переднего фронта ударного импульса начальная и

текущая ; r0 ; r - радиус заряда и радиус взрывной полости R0 ; R - радиус переднего фронта импульса начальной и текущий. Это основные зависимости для определения параметров ударного

импульса при любых значениях R. Разрушение происходит, когда напряжения в теле Б при прохождении

ударного импульса превышает предел прочности тела Б на сжатие и на разрыв. Для известняка предел прочности на сжатие 143 МПа и на разрыв 15,6 МПа, при σ = 4060 МПа среда Б (известняк) будет разрушаться до пылевидной фазы и будет вести себя как жидкость, т.е. процесс будет протекать в сверхкритическом режиме с полным разрушением среды и это разрушение будет распространяться до зоны критической деформации, когда напряжение в ударном импульсе будет равны и меньше предела прочности среды на сжатие.

- 115 -

Определим радиус полных разрушений из соотношения (67) критический радиус Rк будет :

kp

k rRσσ 0

0= (71)

При r = 0.1м; σ 0 = 4060 МПа; σ кр = 143 МПа;

533,014340601.0 ==kR м.

Определим скорость смещения для Rк = 0,533 м. из соотношения (65)

8,10533,0

1,03072

2

2

20 =

⋅=

⋅=

k

бсб

сk RrV

V м/с.

Т.е. скорость смещения, при которой прекращается сплошные разрушения

составит 10,8 м/с. При радиусе Rк и более, начинается зона трещиноватости, которая будет

распространяться до величины радиуса Rкт - критического радиуса трещиноватости, который будет:

61,16,15

40601,0 ==ктR м.

Скорость смещения для радиуса 1,61м составит:

18,161,1

1,0307 2

2

200 =

⋅=

⋅=

RrVV

бcб

скт м/с

В пространстве, большем чем R = 1,61м, пройдут только упругие

деформации без разрушения среды. По принятым нормам в СССР допустимые скорости смещения для

сейсмобезопасности не должны превышать от 1 до 12 см/с или 0,01- 0,12 м/с. Из соотношения (65) найдем зависимость сейсмобезопасного радиуса Rсб

от Vccбб:

;2

200

сб

бcб

ссб RrVV ⋅

= бссб

бc

cб VVrR 0

0= ; (72)

- 116 -

Для плоской задачи:

бссб

бc

cб VVrR 00 ⋅= . (73)

Найдем опасные радиусы по сейсмике при известных скоростях смещения:

мRcб 05,512.0

3071,0max =⋅= ;

мRсб 5,1701,0

3071,0min =⋅= ;

Т.е. при Rсб = 5,05м будет максимальная сейсмоопасность для

нормированной скорости смещения равной 0,12 м/с, а при Rсб = 17,5м будет минимальная сейсмоопасность для скорости смещения равной 0,01 м/с. При Rсб > 17,5м в сейсмическом отношении взрыв не опасен.

Практически эти радиусы будут немного меньше, потому что ударный импульс будет частично расходоваться на дробление, трещинообразование и рассеиваться на неоднородностях среды. Поэтому на практике следует учитывать особенности массива и корректировать расчеты на основании опытных взрывов.

Из изложенного материала следует, что ударно-импульсная теория связывает все процессы и ближнюю зону сплошного разрушения, и зону трещиноватости, и сейсмоопасную зону за счет сквозных характеристик ударного импульса - скорости смещения - Vc ; скорость распространения импульса - Vф; напряжения в массиве σ.

Поэтому не нужно вводить критерии Неймана, что скорость «ударной волны» должна быть выше скорости звука, потому что скорость ударного импульса сжатия всегда выше скорости звука при любой интенсивности возмущения.

Теперь рассмотрим процессы внутри заряда в теле А, там так же как и в среде Б будут распространяться ударные импульсы в сторону центра заряда от поверхности раздела (ВВ - среда) со скоростью:

Vc

a=V – Vбcо

(74) Vc

a = 1960 - 307 = 1653 м/с.

- 117 -

Тогда скорость импульса в среде продуктов детонации (тело А) будет: V ф

a = С1+ Vcа = 2116 + 1653 = 3769 м/с.

Импульс разгрузки в теле А пойдет от момента начала движения

поверхности раздела от r0 со скоростью 3769 м/с и достигнув центра (вершины А) отразиться и со скоростью меньшей чем 3769 м/с вернется к поверхности r, но r за это время будет уже несколько больше, и сформируется второй удар по поверхности раздела ВВ - среда.

Время этого процесса составит приближенно:

000053,03769

2,021 === а

фVtt c. (75)

Но второй удар через 53 µс состоится уже при другой скорости V удара т.к.

за время прохождения импульса разгрузки радиус взрывной полости увеличится на некоторую величину Δr.

Δr = Vc0

б× t1= 307× 0.000053 = 0.0163м или Δr = 16,3мм (76) А r будет: r = Δr + r0 = 100 + 16,3 = 116,3 мм, Ударный фронт в теле Б за это время пройдет расстояние:

ΔR = t1×Vф0 (77)

ΔR = 0,000053 × 5307 = 0,28м, Тогда, R1= 0,28 + 0.116 = 0,396м. При R1= 0.396м тело Б получит второй толчок. Для этих условий надо

определять параметры и рассчитывать время, через которое будет третий удар и так для каждого периода пульсаций тела А.

Поверхность тела Б будет удаляться от поверхности r0 со скоростью VcБ и будет с каждым циклом снижаться за счет увеличения радиуса r поверхности раздела (за счет увеличения взрывной камеры) и за счет тепловых потерь на контакте со средой Б.

Через несколько циклов удара газ пойдет в образующиеся трещины и процесс перейдет в стадию разгрузки. Продукты разрушения ближней зоны (пылевая фаза) будет запрессована газами в трещины, за счет чего массив вокруг камуфлеты получит напряженное состояние, т.к. трещины при разгрузке

- 118 -

сойтись не смогут, а взрывная полость примет величину, близкую к величине ближней зоны разрушения R1 = 0.533м.

Сейсмический импульс, соответственно, будет иметь ступенчатый вид, вначале более высокая скорость смещения, а затем ступенчато , с каждым циклом удара будет снижаться в соответствии с новыми условиями удара.

Из всего сказанного следует, что массив- от поверхности раздела ВВ - среда, вслед за фронтом ударного импульса, получит скорости смещения, величина которых зависит от R.

Т.е. массив внутри радиуса R - это сферический пульсирующий ударный

импульс, что соответственно отмечено в энергетической теории в виде поля скоростей только без пульсации.

Если есть свободная поверхность, то ударный импульс разгрузится через эту поверхность, выбрасывая дробленую среду, а если нет - то взрыва не будет, а возникнет новое напряженное состояние массива, как описано в рассматриваемом варианте.

Поскольку в этой работе не ставиться задача полного рассмотрения процесса цикла за циклом, а рассматривается только сущность процесса, с целью показать, как влияет Vсо

б, σ0 и r0 на процесс. Полная разработка теории

действия взрыва, с использованием положений теории удара, ждет своих исследователей и теоретиков.

Рассмотрим второй вариант взрыва, когда есть свободная поверхность, на которую разгружается ударный импульс (рис.22-б).

По мере достижения переднего фронта ударного импульса свободной поверхности (1,5м от заряда) начнется отражение его от поверхности, т.е. навстречу ударному импульсу от поверхности будет распространяться импульс растяжения (по механизму задачи - 4) со скоростью Vф = С2 - Vc

б. Через 53 µс, т.е. когда отраженный фронт встретится со ступенчатым изменением скорости смещения при завершении первого цикла удара (пульсации тела А) на расстоянии r (0,14м) от поверхности произойдет разрывной скачек и от поверхности отколется со скоростью 2Vc

б кусок среды величиной 0,14м. Скорость смещения на расстоянии 1,5м будет:

36,15,1

1,03072

2

2

200

1 =⋅

=⋅

=R

rVVб

сбc м/с ;

т.е. кусок среды толщиной 140мм отколется со скоростью: 2Vc1

б= 2× 1,36 = 2,72м/с . И таким образом от каждого цикла пульсаций ударного импульса будут

происходить сколы среды Б от свободной поверхности.

- 119 -

Скорость каждого следующего куска будет увеличиваться, потому что с каждым разом R будет меньше, и соответственно, Vc

б будет выше и, таким образом, вся зона Б будет откалываться с увеличивающейся скоростью. А с какого-то момента, когда будет обнажена поверхность с радиусом r начнет действовать тепловая машина, т.е. сжатый газ выбросит из образовавшийся воронки раздробленную массу со скоростью около Vсо

б = 307м/с. Этот механизм хорошо согласуется со всеми эмпирическими теориями и

ударно волновой, и радиальных трещин, и энергетической. С другой стороны, ударно-импульсная теория связывает воедино все процессы, через скорость смещения и дает полную картину протекающих процессов от начальных условий от r0 до Rcб

min до радиуса сейсмобезопасности. В этой работе не ставиться задача полного анализа влияния изменения

термодинамических параметров продуктов детонации ВВ на процесс нагружения массива и создание объемного (сферического), пульсирующего ударного импульса. По этому вопросу очень много работ с большим объемом экспериментальных данных и их можно использовать для решения, как прикладных, так и чисто научных задач действия взрыва с учетом выводов ударно-импульсной теории.

Надо отметить, что процесс детонации взрывчатых веществ так же необходимо рассматривать с позиции ударно-импульсной теории и тогда теория пульсирующей детонации обретет свою новую жизнь, потому что детонация не может быть без пульсации так же как любой неравновесный удар. Это закон природы.

Просто величина этих пульсаций и период не велики, а скорость протекания очень высока т.е. 1 цикл пульсации может занимать время от долей до нескольких микросекунд, для разных ВВ, поэтому их трудно измерить.

Хотя в ряде работ рассматриваются пульсации т.н. детонационной волны, например в [9].

Применение ударно-импульсной теории к описанию детонации позволит объяснить механизм затухания детонации , как затухание серии ударов, т.е. каждый очередной импульс инициирует следующий объем ВВ, а тот в свою очередь следующий и если каждый следующий объем будет уменьшаться, то детонация затухнет. Экспериментально исследовать этот механизм весьма затруднительно, потому что нужна нано и пико- секундная регистрирующая техника. Но это надо делать, потому что вся суть процесса детонации заключена внутри пульсации.

Существующая гидродинамическая теория детонации вполне обоснованна и хорошо согласуется с практикой, но она описывает процесс по внешним факторам, по скорости свободной поверхности и массовой скорости, а внутренний механизм, внутри цикла пульсаций не рассматривается. Как живет цикл пульсаций, какие ударно-импульсные процессы там протекают нам пока неведомо.

Через пульсирующую детонацию так же можно описать критический диаметр и влияние прочной оболочки на критический диаметр.

- 120 -

Если пульсации продолжительные - единицы µс (микросекунд) то длина импульса при детонации составляет единицы мм в этом случае влияние границ ВВ, высокое за счет радиального разлета ВВ, если импульс короткий, десятки наносекунд - то влияние границы несущественное. Естественно, чем выше чувствительность ВВ тем пульсации короче и могут достигать малых долей мм.

ВВ используемые в промышленности – низкочувствительные ВВ и вопросы затухания детонации в них играют важную роль при применении и совершенствовании этих ВВ. Поэтому применение ударно-импульсной теории для описания динамики процесса детонации это не изменение научной базы одной на другую, а это жизненная необходимость.

- 121 -

7. Выводы по взрывному разрушению.

Применение ударно-импульсной теории для описания процесса взрывного разрушения позволило количественно связать действие взрыва во всех зонах пульсирующего воздействия на массив:

- в зоне детонации заряда (взрывной полости), - в зоне полного разрушения, - в зоне трещиноватости, - в зоне разгрузки на свободную поверхность, - в зоне сейсмического воздействия, и дать зависимости для расчета параметров этих зон, за счет главного

параметра ударного импульса - скорости смещения. Применение ударно-импульсной теории дало возможность объединить

существующие теории действия взрыва, которые использовали для описания процесса один из доминирующих факторов и создавали неполную картину действия взрыва и сейсмического воздействия.

Именно взрывное разрушение показывает влияние скорости смещения на процессы и именно взрывное разрушение показывает несостоятельность волновой теории для описания ударных процессов.

Это парадокс нашего времени, когда ударный процесс, там где смещение, где разрушение и изменение среды описывают с позиции волновой теории.

А сейсмические процессы, которые просто невозможно описать без скорости смещения, более того при введенных нормах скоростей смещения, современное представление сейсмических процессов основано на волновой теории.

Вот какое сильное влияние оказала «материальная точка» и др. на развитие представлений о взаимодействии физических тел, на исследование ударных процессов и на развитие физики в целом и прикладных наук в частности.

Главным определяющим фактором действия взрыва являются термодинамические показатели продуктов детонации ВВ и характер их изменения во времени. В настоящей работе изменение этих показателей не рассматривается, а разрушение рассмотрено относительно начальных условий.

Изменение термодинамических показателей определяет характер создания пульсирующего ударного импульса в среде и соответственно объем дробления среды и его напряженного состояния.

Для грубодисперсных смесевых ВВ химические реакции образования взрывных газов протекают достаточно медленно, это время сравнимо с прохождением циклов пульсаций во взрывной полости, поэтому для них первый цикл может быть не самым сильным, а например, второй или третий, но за это время диаметр взрывной полости может увеличиться на 20- 50% и расчет параметров разрушения нужно будет вести от пиковой нагрузки и увеличенного диаметра взрывной полости.

Это положение проверено практикой, когда высоко бризантные ВВ дробят меньший объем массива, чем слабые низко бризантные. Это объясняется тем,

- 122 -

что мощные бризантные ВВ большую часть ударного импульса тратят на измельчение ближней зоны, а к моменту расширения взрывной полости газы теряют свой потенциал и дробят относительно небольшой объем в зоне трещиноватости.

Слабые ВВ плохо дробят ближнюю зону, но по мере нарастания T, P и σ в продуктах детонации и увеличения исходного радиуса взрывной полости, большую часть своего потенциала отдают на формирование ударного импульса с высокими параметрами в зоне трещиноватости.

Величина радиуса заряда r и параметры газа С, и ρ, определяют частоту пульсаций продуктов детонации и соответственно параметров откольного процесса т.е. величина отколотой среды (куска):

ас

бс

k VVr

L⋅

=

Классика связывает цикл откола с циклом пробега «ударной волны» от

заряда до поверхности. А по ударно-импульсной теории получается, что цикл откола напрямую

связан с циклом пульсаций газа во взрывной полости, серия отколов соответствует пульсации продуктов детонации.

Классика вообще не рассматривает пульсации продуктов детонации, т.е. закон пульсации при ударном взаимодействии неравновесных тел вообще выпал из рассмотрения современной науки.

Пульсирующие дискретные откольные явления были зафиксированы в 1946 году Петковым и др. сотрудниками фирмы Дюпон [13], который отметил, что каждый следующий цикл откола проходит с увеличением скорости, а скорость первого откола была менее 3м/с, что близко к рассмотренному здесь примеру, но поскольку это положение противоречило ударно-волновой теории, то этому процессу не придали значение и, более того, поставили под сомнение полученные данные.

И еще один важный вывод состоит в том, что в результате отражения пульсирующего ударного импульса от поверхности череда отколов формируется за один проход отраженного импульса от поверхности откола до заряда. А трещиноватость (радиальная) распространяется вслед за фронтом ударного импульса.

Поршневое действие газов происходит после разгрузки ударного импульса и создания радиальной и кольцевой системы трещиноватости в массиве; т.е. взрыв надо рассматривать как два параллельных процесса:

- ударный процесс формирования пульсирующего объемного ударного импульса в среде, создание радиальной и сферической системы трещин и создания поля скоростей смещения от больших в начале к меньшим снаружи;

- квазистатическое поршневое действие газов на раздробленный массив.

- 123 -

Таким образом рассматривая действие взрыва с позиции ударно- импульсной теории важную, определяющую роль играет граница раздела ВВ - среда и ее геометрические параметры, т.е. геометрия взрывной полости, величина которой увеличивается в процессе действия взрыва, а начальные условия (исходная величина взрывной полости), являются главными расчетными параметрами действия взрыва в окружающей среде.

Классика рассматривая заряд как материальную точку, исключила из рассмотрения исходную опорную величину (размеры взрывной полости), объем от которого протекают процессы ударного нагружения массива, создания зон сплошного разрушения, трещиноватости и скоростей смещения в массиве, т.е. лишила процесс его начала, исключив тем самым даже саму возможность пульсации продуктов детонации во взрывной полости.

Что подтверждает необходимость отказа от модели основанных на понятиях «материальная точка», «мгновенный ударный импульс», и «идеально твердое тело», как начала рассматриваемых процессов в природе.

- 124 -

А.И. Мицук – Удар и разрушение. Глава III. Синтез Объединение новых знаний, представленных в предыдущих главах, с

существующей классической системой знаний о природе, процедура достаточно трудоемкая и болезненная, поскольку требует пересмотра некоторых исходных положений современной физики.

За 400 лет наслаивания результатов экспериментальных и аналитических исследований так и не создана единая взаимоувязанная система знаний о природе, потому что главный процесс – процесс ударного взаимодействия в материальном мире не был исчерпывающе исследован.

Его, с легкой руки Ньютона, обходили в течение более трех столетий и, надо признать, обходят и сейчас.

Модель удара Ньютона основанная на понятиях «материальная точка», «идеально твердое тело» и «мгновенный ударный импульс» закрыла от внимания ученых самую суть природы – внутренний механизм ударного взаимодействия и породила много темных мест в физике.

То, что не рассматривалось скорость смещения в ударном импульсе, перенос массы ударным импульсом, изменение внутренней структуры его, пульсации неравновесных систем при ударе и другое – это прямое следствие влияния модели удара введенной Ньютоном.

Для рассмотрения физических процессов в материальном мире, с учетом новых знаний, уточним основные понятия физики – физическое тело, физическая среда, физическое поле и физический процесс.

Физическим телом условимся называть материальный объект, который имеет величину и форму, и способен взаимодействовать с другими физическими телами, это тела от элементарных частиц до черных дыр.

Физическая среда – это то, что находится внутри физического тела и характеризуется плотностью, структурой, статистическими и динамическими параметрами. Это твердые, жидкие, газообразные, плазменные, ядерные, магнитные, гравитационные и другие, в том числе, неизвестные нам среды.

Физическое поле – это среда, размеры и форма которой не установлены и которая является неотъемлемой динамической частью физических тел, и способно воздействовать на все элементы внутренней структуры физических тел. Это гравитационное поле, магнитное поле, электрическое поле, а также ряд гипотетических и фантастических полей, например, биополе, информационное поле, энергетическое поле, поле скоростей, астральное поле и т.п.

Физический процесс – это изменение состояния тел, сред и полей в пространстве при их ударном взаимодействии от начала и до конца взаимодействия. Неударных взаимодействий не существует, просто

- 125 -

интенсивность взаимодействия может быть от исчезающе малой величины до сколько угодно большой (предельно большой для рассматриваемых условий).

Люди, осознавая свое существование в материальном мире, приняли ряд параметров, характеризующих физические тела, среды, поля и процессы – основные из них: это количество материи выраженное в единицах массы; величины материальных тел и величины места, где существуют физические тела, среды и поля, выраженные в единицах длины, площади и объема; продолжительности процессов, выраженные в единицах времени; скорость взаимодействия.

Естественные науки (физика, химия, астрономия и др.) заняты тем, что изучают физические тела, их среды и их взаимодействие. В течение длительного времен были изучены, в том числе не очевидные, явления природы и законы, по которым эти явления протекают и накоплен огромный опыт и огромный объем знаний о явлениях природы. Это в первую очередь законы сохранения материи, импульса и энергии, на базе которых выстроена механика и другие науки.

Важное значение имеет понимание того, что (как говорили древние мыслители) «ничего нет такого большого, чтобы оно не являлось частью чего-то большего и ничего нет такого маленького, чтобы оно не состояло из чего-то меньшего».

Эта мысль существовала в древние времена и она, в каком-то смысле, способствовала проникновению человека не только в мир атома, но и в мир его составных частей. Именно на этой базе Макс Планк создал основы квантовой механики, что является большим достижением науки.

Не изученность процесса ударного взаимодействия, не учет его законов привело к перекосу в трактовке природных явлений и в итоге к созданию необоснованных, надуманных теорий, к ним, в первую очередь, следует отнести релятивистскую механику Лоренца – Пуанкаре - Эйнштейна – Минковского.

Но в силу стечения обстоятельств и незнания законов ударного взаимодействия, с помощью постулатов Эйнштейна можно было как-то объяснить отрицательный результат опытов Майкельсона по определению скорости эфирного ветра, фотоэффект и дефект массы, несмотря на то, что был нарушен закон сохранения материи. Хотя из этого положения вышли очень просто, сославшись на то, что при определенных условиях материя превращается в энергию. И вот уже сто лет этот вопрос остается открытым.

Волновая теория Герца - Сен-Венана пережила большое количество проверок, служит свою службу и представляет собой серьезное достижение науки по изучению магнитного поля в особенности. Говорить о ее ошибочности или несостоятельности нет никаких оснований. В этом вопросе следует провести четкую границу – там, где волна – там колебание, волна прошла ничего не изменилось, там где ударный импульс там смещение. При прохождении импульса возникают остаточные явления – импульс уносит

- 126 -

материю, волна уравновешена, она только колеблет среду. Волна частный случай возмущений среды.

При слабых возмущениях среды трудно понять, где волна, а где ударный импульс, потому что природа волны и импульса одинакова – напряжения среды и скорость смещения, и отличается тем, что у волны скорость смещения исчезающе мала, а у импульса – может принимать любые значения, отсюда и разный характер воздействия на среду.

Волна не меняет состояние среды, она уравновешена и работает в рамках закона Гука, а импульс меняет, причем граница их воздействия не всегда просматривается, что собственно и явилось одной из причин слабой изученности ударно-импульсных процессов.

Например, ударный фронт в газах – чисто ударно-импульсный процесс, который изменяет состояние среды, однако его рассматривают как ударную волну.

Волна не может быть ударной по определению. Понятие «ударная волна» это тоже из разряда: материальная точка, волна-

частица, частица с нулевой массой и т.п., потому что если есть ударный фронт – это не волна, это ударно-импульсный разрывной процесс.

Молекулярная физика, в особенности молекулярно-кинетичекая теория газов, а также молекулярная газовая динамика рассматривают тепловое движение молекул и атомов, ключевой вопрос физики, называют столкновениями молекул, а молекулы рассматривают как материальные точки или как упругие шары.

Сложнейший процесс ударного взаимодействия молекул с их неоднородной и весьма сложной структурой, в результате которого рождаются все виды излучений, рассматривают как столкновение шаров или материальных точек.

Понятно, что это положение надо менять и подробнейшим образом изучать процессы, протекающие при ударном взаимодействии молекул и атомов.

Можно полагать, что при правильном решении этой задачи, квантовая механика хорошо согласуется с ударно-импульсной теорией, а молекулярно-кинетическая теория газов примет свое завершенное состояние и будут уточнены понятия – температура, теплопроводность, внутренняя энергия, энтропия, энтальпия, давление и другие.

Рассматривая взаимодействие (взаимное действие друг на друга) физических тел, сред и полей с учетом выводов ударно-импульсной теории, можно отметить ряд спорных и несостоятельных начал современной физики, к ним можно отнести следующее:

1. Гравитационное поле – среду, в которой мы живем, приняли как неизменную субстанцию, а пространство, в котором находится гравитационное поле, вынуждены искривлять, чтобы описать динамику гравитационного поля.

Но гравитационное поле имеет свои параметры, отличные по величине в любых элементарных объемах вселенной, как, например, газ в

- 127 -

атмосфере Земли. А мы, более плотная среда, включая магнитное поле, есть порождение нестабильности гравитационного поля, исходной для нас, более тонкой, материеобразующей субстанции.

2. Материальные объекты порождают гравитационное поле, которое воздействует на другие тела в соответствие с законом тяготения.

Но материя (крупные физические тела) – есть порождение гравитационного поля, живет в гравитационном поле и динамически взаимодействует с ним и оно (гравитационное поле) влияет на физическое тело также как физическое тело на него. Это есть нечто единое, динамически взаимосвязанное, как например, облако в атмосфере. нельзя взаимодействующие субстанции отделять друг от друга, потому что они не могут существовать друг без друга.

3. Движение астрономических объектов рассматривается в неподвижном гравитационном поле.

Но гравитационное поле, как динамическая система, находится во взаимном относительном движении, имеет свою структуру в контакте с объектами и движется вместе с ними в пространстве, и движется спирально внутрь объектов с большей интенсивностью, чем из них, что и порождает тяготение, и удерживает материальные объекты в связанном состоянии и увеличивает плотность и массу объектов (эфирный ветер).

4. Давление внутри крупных астрономических объектов сферической формы рассматривается как в плоской задаче (гидростатическая плоская модель).

Но действие гравитационного поля направлено к центру объектов, или векторы сил тяготения направлены радиально в центр (сферическая задача) и в соответствие с этим давление, которое формируется внутри объектов значительно, на несколько порядков, выше, чем по гидростатической плоской модели. И, в связи с этим, выстраивается совершенно отличная от существующей картины мироздания.

5. Введено понятие бесконечной плотности и температуры, т.е. сингулярное состояние.

Но плотность бесконечной быть не может, в противном случае тогда просто не было бы материи, она бы вся ушла в эту бесконечность. Максимальная плотность в природе - это плотность ядерной среды, которую формирует гравитационное поле и поэтому плотность выше плотности частиц гравитационного поля быть не может.

6. Введено понятие четырехмерного пространства – Эйнштейна- Минковского, которое деформируется как материальная среда.

Но пространство – это место, где происходят события, а время – это порядок событий, привязанный к природным циклам взаимодействия. И то и другое не материальные, а принятые величины линейные по своей функции, поэтому искривляться они не могут.

7. Постулируется предельная скорость взаимодействий в гравитационном и магнитном полях равная скорости света ~ 300000 км/с.

- 128 -

Но: - во первых, свет распространяется не в гравитационном поле, а в

магнитном поле. - во вторых, мы не знаем с какой скоростью возмущения

распространяются в гравитационном поле, предположительно в миллионы раз выше скорости света.

- в третьих, свет, как ударно импульсный и волновой процессы, распространяется со скоростью C + Vc, где Vc – скорость смещения в магнитном импульсе (возмущенной части магнитного поля).

8. Граница наименьшего излучения – квант (порция) рассматривается как свойство излучаемого объекта.

Но излучатель одновременно находится в гравитационном поле и магнитном поле, которые во взаимодействии с излучателем могут воспринять излучения до какого-то предела дробности, поэтому квант надо рассматривать не как свойство излучателя, а как свойство взаимодействующей системы – поля и излучателя через дробность гравитационного поля и магнитного поля. В магнитном поле излучается по-видимому частица магнитного поля. А что излучает объект в гравитационном поле нам пока не ведомо. 9. Материализация основных принятых величин в особенности массы, пространства, времени и энергии.

Мы приняли массу как меру количества материи, пространство как место, где происходит взаимодействие материальных объектов, время как порядок событий и энергию как динамическую характеристику материи. И не надо эти принятые величины материализовывать.

Если мы не знаем каких-то свойств материи, то не надо их приписывать единицам измерения.

10. В теплофизике – температура это мера кинетической энергии атомов и молекул.

Но температура это излучательная способность атомов и молекул их конгломераций и их осколков. А давление – это мера поступательного движения атомов и молекул и взаимодействия их со стенками сосуда или измерительного устройства. Можно также температуру характеризовать как способность тела излучать материю в виде магнетонов (магнитных частиц) различной конгломерации, а теплообмен – это фактически материальный обмен, в том числе с термометром, выраженный в единицах массы.

11. Ударное взаимодействие рассматривается без учета скорости смещения, переноса массы импульсом, пульсацией тел, трансформации импульса и баланса потенциальной и кинетической энергии в импульсе.

Почти для всех позиций просматривается общий недостаток –

однобокое рассмотрение процессов взаимодействия, как будто все происходит в пустоте без учета параметров среды (полей) и ее влияния на процесс.

- 129 -

Мы не знаем каких-то воздействий среды на процессы, значит это надо изучать, найти пути по обнаружению этого влияния.

В основе всех процессов, протекающих в природе, лежит гравитация, точнее гравитационное поле и, не разобравшись с ним, мы не можем без изъянов моделировать процессы взаимодействия объектов разного уровня от элементарных частиц до черных дыр и тем более, выстраивать в завершенном виде систему знаний о природе.

В этой главе не ставится задача – создать полную взаимоувязанную картину мироздания, это пока невозможно, так как мы многого еще не знаем.

Но на фоне уже имеющихся достоверных знаний, основанных на наблюдениях и фактах, объем которых огромен, используя ударно-импульсную теорию, а также, применив сбалансированный подход в задачах взаимодействия физических тел и полей, можно уже сейчас, в рамках настоящей работы, высветить ряд нестыковок, спорных положений и что-то изменить в тех наслоениях, которые человек создал в физике к настоящему времени.

- 130 -

1. О материи Самым общим определением материи может служить ее характеристика,

без которой она не имеет смысла. Очевидно, что такой характеристикой материи является ее способность

взаимодействовать, то есть все то, что может двигаться и взаимодействовать – это и есть материя. Масса, форма, плотность и другое это тоже основные характеристики материи, которые изменяются в процессе взаимодействия, но это вторично, это уже количественные характеристики, которые указывают на многообразие материальных тел.

А сущность материи – это способность двигаться и взаимодействовать, и более того, именно взаимодействовать, потому что если что-то взаимодействует – значит оно и движется.

Но так или иначе, остановимся на определении: «Материя – это то, что способно двигаться и взаимодействовать» или «То, что способно взаимодействовать – то материально».

Исходя из этого определения следует сосредоточиться на исследовании процессов взаимодействия, использующих изменение количественных характеристик материи в сфере ее существования – масса, плотность, форма, скорость, температура и другие, для установления особенностей взаимодействия – законов и правил по которым происходит взаимодействие в материальном мире.

Часть этих законов мы уже, в каком-то приближении к истине знаем, какие-то законы, придуманные человеком, не соответствуют реальности, о каких-то законах мы даже не подозреваем, это в основном те области мироздания, которые, либо удалены от нас на недосягаемые расстояния, либо при существующих средствах наблюдения не могут быть исследованы.

Законы взаимодействия материи (законы природы) выстраиваются от частного к общему и чем выше уровень обобщения, чем шире мы рассматриваем проявления материи во всем ее многообразии, тем глубже мы проникаем в процессы взаимодействия материальных тел и полей.

По видимому существует какой-то обобщенный закон природы, который определяет главные, основные, доминирующие процессы, вокруг которых и выстраивается мироздание, в рамках этого обобщенного закона.

Все то многообразие физических тел и сред, которое мы наблюдаем в природе, в настоящее время – это результат взаимодействия в природе, которое протекает по соответствующим законам в рамках обобщенного закона природы, который определяет известные нам субстанции – гравитационные поля, магнитные поля, электрические поля, плазмы, молекулярные среды (газов, жидкостей, твердых тел) и ядерной среды, имеющих общую природу взаимодействия, но разные характеристики, и все они имеют общее начало, которое породило это многообразие.

Какое начало породило все что мы наблюдаем, и по какому закону? Как подойти к пониманию этого закона?

- 131 -

В любом случае надо исходить из единства сущности процессов, протекающих в природе, это принципиальный момент, потому что, допустив многообразие сущностей, мы обрекаем себя на блуждание во тьме навсегда и придем не к научно обоснованному - воспроизводимому знанию законов природы, а к пустым верованиям в существование необъяснимых сил природы, которые по своему произволу определяют происходящее в природе, то есть неизбежно придем в тупик.

Посмотрим на природу с позиций кругооборота материи – от меньшего к большему и от большего к меньшему посредством материального обмена, иными словами интеграции и дезинтеграции материи в зависимости от характера и скорости взаимодействия.

В природе, в ее вечном движении и взаимодействии, либо что-то формируется, объединяется, уплотняется (интегрируется), либо, по разным причинам, распадается, разрушается, разуплотняется (дезинтегрируется) и все это на основе обмена тончайшими элементами материи.

Эта мысль не нова: «В природе нет ничего кроме соединения разъединенного и разделение соединенного, только невежды называют это рождением и смертью» Эмпидокл из Агрегента (около 490 - 430 гг. до н.э.)

Равновесное состояние физического тела – это переходное состояние от интеграции к дезинтеграции и наоборот, оно (состояние) имеет свой промежуток времени – период, величина которого зависит от внутренних и внешних условий, в которых находится тело, и от его величины.

Основным фактором изменения состояния тел является нарушение баланса обмена элементами материи.

Интеграция характерна тем, что при этом происходит относительное уменьшение объема (величины жизненного пространства), материи физического тела и соответственно уменьшение поверхности его взаимодействия со средой (полем в котором оно находится), что приводит к увеличению плотности материи.

Импульсы сжатия уменьшают объем, импульсы растяжения увеличивают. Интеграция протекает за счет получения тонкой материи из среды

обитания и приносимой ей импульсов сжатия через изменение скорости тонкой материи от большей к меньшей.

Дезинтеграция – это увеличение объема, снижение плотности, увеличение общей поверхности за счет импульсов растяжения и передачи тонкой материи во внешнюю среду.

В интегрирующемся теле импульсы сжатия остаются в среде тела, поддерживая напряженное состояние, которое постоянно растет до какого-то критического предела за счет увеличения потока тонкой матери, поступающей с высокими скоростями.

При условии равенства потребляемого и отдаваемого импульсов материальное тело находится в уравновешенном состоянии или в состоянии неустойчивого равновесия, при котором любой толчок может изменить

- 132 -

соотношение потребляемого и излучаемого либо в сторону интеграции, либо в сторону дезинтеграции.

Предположим, что это и есть тот самый общий закон природы, который определяет состояние материи в ее кругообороте. Этот закон можно представить тремя формулировками:

1. «Состояние материи – это динамический процесс интеграции физических тел в нарастающем режиме, путем потребления массы и энергии движения высокоскоростных частиц полей за счет снижения плотности полей; или дезинтеграции физических тел в затухающем режиме путем излучения частиц полей; высвобождение накопленной энергии частиц и повышение плотности полей».

2. «Физическое тело, либо ослабляет поле обитания, потребляя его частицы, их потенциал, увеличивая свою массу и плотность; либо усиливает поле, отдавая ему накопленные частицы и их потенциал, снижая свою массу и плотность».

3. «Физическое тело, либо ослабляет поле обитания в нарастающем режиме, потребляя его частицы и их импульс, увеличивая свою массу и плотность; либо усиливает поле в затухающем режиме, отдавая ему накопленные частицы и их импульс, снижая свою массу и плотность».

Потребляемые импульсы здесь следует понимать – это те импульсы,

которые переходят в напряженное состояние среды физического тела, например, поток гравитационных частиц отдает свой импульс и с ним массу физическому телу, которое воспринимает импульс и массу материи от гравитационного ветра до какого-то предела, после которого наступает дезинтеграция.

Какую из этих трех формулировок следует взять за основу – это дело вкуса, по сути они выражают одно и тоже – главный процесс в движении материи.

Например, планета Земля, сдавливаемая гравитационным ветром, потребляет долю частиц этого ветра и за счет этого увеличивает суммарный импульс и массу, все больше уплотняясь. Этот процесс по нашим понятиям идет медленно, но он протекает и это главный процесс в развитии земли (интеграция за счет гравитационного поля). Параллельно протекает много различных других процессов меньшего масштаба – потребление метеоритов, солнечного ветра и т.п.

Процесс роста земли будет протекать до тех пор пока ее не поглотит более мощное тело или она не дорастет до размеров черной дыры, пройдя все стадии жизни планеты, звезды и будучи «черной дырой» дорастет до размеров, при которых не сможет интегрироваться вследствие ослабления среды обитания - гравитационного поля и его гравитационного ветра, после чего произойдет дезинтеграция и так происходит всегда.

- 133 -

Особенность интеграции астрономических сферических объектов состоит в том, что сжатие идет со всех сторон сферы одинаково (сферическое сжатие) и внутренние слои, точнее ядро, уплотненное до непрозрачности для гравитационных частиц, определяет гравитационную ситуацию в сфере взаимодействия с гравитационным полем, через интенсивность гравитационного ветра.

Рассуждая таким образом о материи и физических телах, мы неизбежно приходим к необходимости понимания обобщенного закона природы. в основе которого лежит взаимодействие материальных объектов и их полей обитания.

Именно такое взаимодействие материи является ключом к познанию окружающего нас мира. Но, как не парадоксально, именно ударное взаимодействие, как главный основной вид взаимодействия, физическая наука упорно обходит в течение последних 400 лет (начиная от Галилея). Что это, случайно или преднамеренно?

Не является ли это следствием ожесточенной борьбы науки и религии или следствием деятельности власть предержащих, а может быть и то и другое вместе взятое?

Закон интеграции и дезинтеграции, вообще говоря, прослеживается во всех видах движения материи, в том числе в биологии и социологии – что-то рождается, растет до какого-то предела и затем разрушается, от микроорганизмов до гигантских растений и животных, от маленьких коллективов до гигантских империй, причем, по тому же закону, что звезды и звездные системы – слишком большое накопление массы материи (в социальной среде – ценностей) приводит и развалу общества – к дезинтеграции.

Интересно отметить то, что законы диалектики: единство и борьба противоположностей, количественно-качественный переход и отрицание отрицания это, как бы, методология интеграции, по каким обобщенным правилам протекает интеграция (развитие).

А вот законы дезинтеграции философия не выработала, а ведь она тоже протекает по каким-то физическим законам. Нужен еще один Гегель, чтобы дать философскую оценку дезинтеграции.

Все известные законы физики, в соответствии с которыми протекают процессы в природе, согласуются с законами диалектики. Это говорит о единообразии процессов в природе, в неисчислимом разнообразии видов физических тел и сред.

А сущность процессов везде одинакова – это взаимодействие и материальный обмен.

- 134 -

2. О дефекте массы При экзотермических реакциях (с выделением тепла) происходит потеря

части материи реагирующих веществ (дефект массы). В справедливости этого положения сомневаться не приходится, оно проверено экспериментально и является исключительно важным достижением науки. Но куда исчезает эта материя и в каком виде?

По Эйнштейну эта материя превращается в энергию в соответствии с зависимостью:

2cd СmE ⋅= (78)

где: E – энергия, md – дефектная масса, Сc – скорость распространения света в вакууме. Это подтверждено экспериментально, принято наукой к употреблению и

является, как бы, научной истиной [15]. Просто, красиво, изящно, но как быть с законом сохранения материи,

который здесь нарушен и как быть с энергией, ведь энергия – это принятая единица измерения состояния материи, характеристика ее возмущенного состояния, она не материальна.

Не может материя или материальная среда превращаться в нематериальную величину.

Материя характеризуется массой, скоростью, импульсом, энергией и т.д., тогда она может превращаться во все свои характеристики?

С другой стороны не может одна характеристика материи – масса, при каких-то условиях, превращается в другую характеристику – энергию. Теряется логическая связка, потому что в этом случае любая другая характеристика материи может превращаться в любую другую, например, напряженность магнитного поля может превратиться в метр (длину) или Ампер в секунду. Отойдя от логической цепочки попадаешь в болото абсурда.

Но что заставило созидателей физики пойти по пути признания взаимопревращения единиц измерения характеризующих материю – трудно объяснить, но так или иначе – это общепризнанное превращение.

Похоже на то, что под массой понимается сама материя, но тогда возникает тем более абсурдное положение, когда некоторая часть материи превращается в свою характеристику – энергию, которую придумали люди.

Чтобы выйти из этого противоречия посмотрим на процессы, которые сопровождаются так называемым «дефектом массы» с позиций материального баланса и материального обмена.

Например, при синтезе ядра гелия, образовавшееся ядро гелия испускает в пространство материю массой md со скоростью Vm и соответственно энергия этой материи будет:

E = md · Vm2/2

- 135 -

Но по Эйнштейну: E= mc2; и та и другая зависимости справедливы, и Е величина одинаковая тогда:

Е = md ·Vm2/2 = md · Cc

2 . (79) Откуда: __

Vm = Cc√2 или Vm = 300000∙ 1,414 = 424000 км/с . (80) Это означает, что дефектная масса испускается со скоростью 424000 км/с. Что это за скорость 424000 км/с ? Со скоростью света (в общем случае распространения возмущений в

магнитном поле) может быть связана только средняя скорость хаотического движения частиц магнитного поля (магнетонов), потому что только при такой средней скорости частиц - 424000 км/с, возможна скорость распространения возмущений в среде магнитного поля со скоростью света равной 300000 км/с.

При достаточно большом объеме реагирующей массы она становится источником излучения направленного потока магнитных частиц и их сгустков со скоростью 424000 км/с, которые передают свой импульс окружающей среде, в первую очередь реагирующей среде, повышая ее излучательную способность.

Реагирующая среда расширяется и излучает в окружающую среду возмущения в виде импульсов сжатия и растяжения, в виде волн различной частоты, в виде потока магнитных частиц и в виде частиц различной величины, включая электрические частицы, электроны, протоны и ядра тяжелых элементов, участвующих в реакции.

Энергия излучения определяется по формуле Эйнштейна: E=md · Cc2

или по классической формуле: E = md · Vm

2/2; где: Vm= 424000 км/с. Куда исчезает сброшенная (дефектная масса)? Она, дефектная масса: магнитные частицы и их сгустки, отдав

направленный импульс среде (своим соседям), встраивается в окружающее магнитное поле или передается другим физическим телам, которые могут находиться на пути излучения. Из чего можно сделать вывод о том, что идея теплорода обретает новую жизнь, потому что дефектная масса в виде магнитных частиц – это и есть тот самый теплород («тепловая жидкость», «флогистон»), а тепловой поток – это поток материальных магнитных частиц. Из этого следует, что без обмена магнитными частицами не может быть теплообмена, иными словами теплообмен – это материальный обмен. Ведь импульсы сжатия и растяжения переносят материю в магнитном поле в виде уплотнения магнитных частиц, а они являются основной составляющей излучения, что подтверждает явление давления света.

- 136 -

Волна уравновешена по растяжению и сжатию и поэтому давления волновой составляющей света быть не может – волна не передает импульс. Давит ударный импульс и магнитные частицы, которые переносит импульс, потому что сила может возникнуть только при массообмене.

Почему именно частицы магнитного поля сбрасываются при синтезе ядер? Потому что только они могут испускаться со средней скоростью 424000

км/с, это их родная средняя скорость, которая обеспечивает скорость возмущения 300000 км/с в магнитном поле.

Если эта скорость ниже или выше, то зависимость E = md Сс2,

ровно как и E = mdV2/2, работать не будут или величина Сс будет другой. Для примера можно привести данные по газу. Отношение средней скорости движения молекул газа Vср к скорости звука

в этих газах С3 так же близка к величине 1,414 или __ Vср / С3 ≈ √2 , но для разных газов она отличается от 1,414, данные приведены для

нормальных условий в табл.2. Таблица 2.

Отношение средней скорости движения молекул газа к скорости звука в этих газах.

Газ

Vср, м/с C3, м/с Vср/C3 d, Нм

Кислород O2 461,1 330 1,397 0,29 Водород H2 1800,0 1286 1,400 0,26 Азот N2 500,0 333,6 1,360 0,31 Гелий He 1276,0 912 1,400 0,19 Хлор Cl2 285,6 206 1,386 0,36 Углекисл. газ CO2 362 260,3 1,398 Угарный газ CO 454 337,6 1,343 0,32

Для всех газов отношение Vср / С3 несколько ниже 1,414 на разную

величину. Это объясняется влиянием времени ударного взаимодействия молекул газа, скорости и длины свободного пробега молекул, количества

взаимодействий, Формы молекул и влияния натяжения в газах. Почти для всех газов коэффициент близок к 1,4 и нет газа, у которого он

был бы больше 1,414. Например, для воздуха: С3 ≈ 0,71∙ Vср [20]

- 137 -

или Vср=1,408 ∙ С3; что близко к 1,414 , но не превышает этой величины. Для твердых тел скорость звука будет зависеть от кристаллического

строения и может быть разной в зависимости от направления возмущения относительно кристалла.

Проведя аналогию между молекулярным газом и «магнитным газом» можно с уверенностью сказать, что характер ударного взаимодействия магнетонов (магнитных частиц) также влияет на величину коэффициента 1,414 т.е. он будет меньше на некоторую малую величину, которую следует установить, поскольку мы ее не знаем.

Какова физическая природа этого коэффициента, почему его можно принять к употреблению? Это можно объяснить следующим образом: частицы газа, плазмы, магнитного поля или гравитационного поля находятся в хаотическом движении со средней скоростью характерной для каждой среды и ее параметров.

Каждая частица с равной вероятностью может двигаться в любом направлении согласно молекулярно-кинетической теории газов (рис. 23-а).

Возмущение, толчок, приложенный в какой-то плоскости, толкнет частицы с равной вероятностью от 0 до 900, а средневероятное направление это +45о и -45о (рис.23-б) т.е средневероятный путь передачи импульса от частицы к частице будет выглядеть в виде ломаной линии под 450 к направлению возмущения (рис.23-в).

Проекция вектора Vср на направление движения возмущения (волны или импульса) даст нам величину скорости распространения возмущения.

Скорость звука (для идеальных условий) равна: __ С3 = Vср/√2 ; или Vср= С3·1,414 , а для реальных газов приведена в таблице 2. Под идеальными условиями следует понимать, что частицы значительно

меньше длины свободного пробега и имеют шарообразную форму. Обобщив эти представления можно констатировать, что магнитное поле

это некий магнитный газ, средняя скорость движения частиц в котором равна 424000 км/с для условий окружающего нас объема, по крайней мере, нашей Солнечной системы.

В других объемах Вселенной параметры магнитного поля могут отличаться и, соответственно, скорость света там будет либо меньше, либо больше. Так же как в газах скорость звука при разных температурах и давлениях разная. В данном случае под скоростью света здесь подразумевается распространение возмущений в среде магнитного поля в виде импульсов сжатия и растяжения и продольных волн, с исчезающе малыми скоростями смещения.

- 138 -

- 139 -

При инициирующих импульсах с высокими скоростями смещения, соразмерными со скоростью света, скорость возмущений будет для импульсов сжатия С + Vс , а для импульсов растяжения С - Vс , т.е будет отличаться на величину скорости смещения Vс .

Возникает вопрос – как быть с постулатом Эйнштейна о предельно возможной скорости равной скорости света?

Это надо понимать, что в начале XX века считалось что свет распространяется в гравитационном поле неподвижном и стабильном. А также наука не располагала знаниями о скорости смещения в возмущенной части среды и отвергала представление о спиральном стекании гравитационного поля к центру (к ядрам) астрономических объектов и что астрономические объекты летят вместе с полем в поле тяготения центров притяжения и др., предполагалось, что гравитационное поле стабильно и неизменно.

По-видимому, поэтому он и постулировал понятие предельной скорости взаимодействия равной скорости света ~ 300000 км/с и заодно приписал эту скорость распространения возмущений в гравитационном поле.

Для химических реакций величина «дефекта массы» так же определяется

по формуле Эйнштейна, что приводит к мыли о том, что взаимодействующие электроны молекул так же испускают (излучают) магнетоны и тоже со средней скоростью 424000 км/с.

Из чего следует очень важный вывод о том, что заряд протона (оболочка протона) и электроны состоят из магнетонов (из магнитных частиц).

Посмотрим, почему при синтезе ядер и при синтезе молекул сбрасывается часть материи в виде магнетонов.

На рис.24 представлен предположительный механизм ударного взаимодействия протонов (ядер водорода).

До ударного взаимодействия каждый протон имел свою оболочку из магнетонов, после объединения, в результате удара, они стали иметь общую оболочку величина которой примерно на 1/6 часть стала меньше, т.е. каждый протон при объединении, сбросил ставшую ненужной шестую часть оболочки или иными словами дефектная масса – это есть сброшенная часть магнетонной оболочки ядра протона, которая испаряется до магнетонов за короткий промежуток времени.

Понятно, что этот механизм базируется на условии, что зависимость E = mc2 справедлива для ядерного синтеза. Аналогично и для химической реакции, когда объединяются электроны

двух атомов или молекул – каждый взаимодействующий электрон сбрасывает часть магнетонов, которые оказались при объединении электронов не нужны.

Магнетоны в несвязанном состоянии жить могут только при средней скорости 424000 км/с (скорости самостоятельности) иначе они не покинут прежнее место жизни, не получив свою скорость самостоятельности.

- 140 -

- 141 -

Это обязательное условие – в противном случае не будет идти реакция, т.е. чтобы пошла реакция, нужен начальный инициирующий импульс, величина которого для каждой реакции различна, а также различна сбрасываемая масса.

Из сказанного можно сделать выводы: - оболочка протона (в общем случае ядра атома) состоит из

магнетонов низкой энергии, подобно конденсата магнетонов. - электроны состоят из магнетонов представляющих собой

магнетонный туман – электрические частицы, облако сгущения магнетонов со своей внутренней динамикой и внутренним натяжением меньшей плотности, чем оболочка ядра.

- величина электрических частиц на несколько порядков меньше, чем электрон.

- величина магнетонов на несколько порядков меньше электрических частиц.

- Магнитное поле состоит из магнетонов со средней скоростью хаотического движения 424000 км/с.

- Электрическое поле состоит из магнитного тумана – из электрических частиц.

Массу оболочки ядра можно приближенно посчитать, зная величину

дефектной массы, которая для синтеза ядер гелия оценивается – 0,7%, поскольку дефектная масса это ~ 1/6 часть оболочки, то величину массы можно выразить простой зависимостью:

m0 = 6 md (81)

где: m0 – масса оболочки , md – дефектная масса , или в относительных величинах: m0 = 6 · 0,7% = 4,2. Т.е. m0 = 4,2% от массы ядра, или масса оболочки составляет ~ 0,042 от

массы ядра. Следует отметить противоречие, связанное с применением формулы -

E = mc2 в рамках СТО (специальной теории относительности), которая трактует, что любая, сколько угодно малая величина массы при скорости С стремится к бесконечности, т.е при скорости С при любом значении m, Е будет стремиться к бесконечности. поэтому с позиций СТО зависимость E = mc2 несостоятельна, т.к Е не может иметь конечного значения или, наоборот, СТО несостоятельна, но тем не менее общепризнанна зависимость:

________ Е = mc2 = m0c2/√1 – V2/Cc

2 (82) где: m0 т.н. масса покоя.

- 142 -

Из этой зависимости также видно, что при V = Сс , E стремится к бесконечности, что не имеет физического смысла.

С другой стороны с массой еще не все ясно, приведем цитату из статьи Смородинского в [18] посвященной массе – «Природа массы одна из важнейших, еще не решенных задач физики. Принято считать, что масса элементарной частицы определяется полями, которые с ней связаны (электромагнитными, ядерными и др.). Однако, количественная теория массы еще не создана. Не существует также теории, объясняющей, почему массы элементарных частиц образуют дискретный спектр значений, и тем более позволяющей определить этот спектр».

Но масса – это мера, принятая характеристика материи, а о ней говорится, как о материальной субстанции, природа которой еще не ясна.

Это положение приводит к мысли о том, что в определении самой материи и массы просматривается путаница. Не разобравшись в процессах взаимодействий различных видов материи – физических тел и полей наука приняла гипотезу о изменении величины массы тела в зависимости от величины скорости этого тела в какой-то непонятной среде – то ли магнитном поле, то ли гравитационном или еще каком-то.

Это все проистекает от незнания механизма взаимодействия физических тел, сред и полей.

Размеры, форма и плотность магнетонов, а также их разновидности нам пока неизвестны, по-видимому, это целый мир, так же как мир атомов и молекул, равно как и электрических частиц.

Магнитную оболочку ядра и электроны около ядра удерживает поток гравитационных частиц, направленный в сторону ядра (гравитационное поле ядра атома). Высокая скорость гравитонов в сторону ядра и низкая скорость магнетонов от ядра.

Остается открытым вопрос – из чего состоят магнетоны? Можно предположить, что строительным материалом для магнетонов

является какая-то разновидность гравитационных частиц, которые так же на несколько порядков меньше, чем магнетоны.

Но мир гравитационных частиц нам пока не доступен, хотя можно предположить, что он также многообразен, как все остальное в природе.

Массу магнетона можно определить из условия Планка – Эйнштейна: E = hν = mc2

где: h – постоянная Планка, ( 6,62∙10-34 Дж∙с ) ν – частота испускания квантов (порций). h характеризуется энергией, которую нужно приложить к излучателю,

чтобы уже началось ступенчатое излучение самой маленькой величины – кванта (порции излучения).

- 143 -

По Планку h = 6,62·10-34Дж∙с, т.е 1 квант обладает энергией равной h. Для единичного кванта при ν = 1:

h = mм Cc

2; из чего: mм = h / Cc2; (83)

где: mм - масса магнетона, mм = 6,62·10-34Дж / 3000000002 м/с2 = 7,35·10-51кг; Пологая, что самой маленькой излучаемой частичкой является магнетон.

Тогда масса магнетона равна mм = 7,35·10-51кг (по классике фотон). Поскольку электрон состоит из магнетонов, а масса электрона (по

справочным данным) составляет me = 9,11·10 -31кг, а масса магнетона у нас получилась mм = 7,35·10-51кг; то поделив массу электрона на массу магнетона найдем количество магнетонов в электроне – Nm :

Nm = me/mm = 9,11·10-31/7,35·10-51кг = 1,2∙1020 шт. (84)

Фактически это облако, содержащее огромное количество магнетонов.

Если, например, электрон будет терять (излучать) один миллиард магнетонов в секунду, то он будет распадаться в течение 1300 лет.

Если 1 магнетон обладает энергией 6,62·10-34Дж, то чтобы получить энергию в 1 Дж надо излучить 1,5·1033 магнетонов.

Очевидно, что электрон – это облако магнетонов низкой энергии (облако электрических частиц), которое вращается около протона и прижимается к ядру протона гравитационным ветром. Скорость вращения нам не известна.

Еще один важный момент, касающийся материального обмена. Почему при синтезе ядер обнаруживается дефект массы и при распаде

тяжелых ядер также обнаруживается дефект, это объясняется тем, что при синтезе сбрасывается только магнетонная составляющая массы, а при распаде тяжелых ядер сбрасывается и магнетонная и ядерная массы, которые были получены тяжелыми ядрами в условиях высоких давлений и высоко интенсивного гравитационного ветра во внутренних слоях астрономических объектов.

А выйдя на поверхность, в область низких давлений и слабого ветра, тяжелые перенасыщенные ядра распадаются (дезинтегрируется), выбрасывая излишки и магнетонной и ядерной составляющих.

Следует рассмотреть другую сторону – реакции с поглощением тепла, т.е эндотермические реакции. Что они проходят без массообмена или с массообменном?

Если, например, реакция восстановления требует затрат тепла, то это обратный процесс реакции с выделением тепла. Например, при горении водорода в кислороде при получении одного кг воды выделяется 3190,3 ккал

- 144 -

тепла. Но, чтобы восстановить водород надо затратить такое же количество тепла, т.е. по сути, вернуть водороду и кислороду ту массу магнетонов, которую они сбросили при горении (объединении).

Утраченные магнетоны надо вернуть водороду и кислороду. Другое дело, кто теряет массы больше при горении? – видимо водород,

потому что кислород, например, при горении углерода до окиси СО выделяется тепла 970 ккал, а до СО2 – 2147 ккал, второй кислород в двуокиси углерода дает тепла 2147 – 970 = 1177 ккал.

Получается, что не каждый элемент сбрасывает равное количество массы магнетонов. Из этого можно сделать вывод, что количество сброшенной массы – это индивидуальная характеристика каждого элемента.

И, вообще говоря, надо посмотреть в связи с этим стабильна ли масса электрона на орбиталях атомов и молекул – очень может быть, что электроны, находящиеся во внутренних электронных оболочках имеют массу, значительно меньшую, чем на внешних оболочках или наоборот, все может зависеть от строения атома конкретного элемента.

Это лишний раз доказывает, что электрон – не частица, имеющая конкретные границы и форму, а сгусток магнетонов и его масса плотность и структура зависят от того, в каком положении он находится в структуре атома.

Это объясняет тот факт, что невозможно определить радиус электрона непротиворечиво.

Главный вывод при анализе явления дефекта массы, состоит в том, что все тепловые процессы это обмен материей в виде обмена частицами магнитного поля и что оболочка ядра атома (конденсат) и электрон состоят из магнетонов различной энергии, а магнитное поле состоит из магнетонов максимальной энергии .

Что означает – теплород это магнетоны. А масса магнетона составляет : mm = 7,35·10-51кг; Чтобы получить энергию в 1 Дж надо излучить 1,5 ·10 33 магнитных

частиц. Чтобы получить энергию в 1 кал. надо излучить 6,3·1033 магнитных частиц.

При объединении частиц (электронов или ядер) происходит сброс (излучение) массы магнетонов, а при разъединении – потребление массы магнетонов.

Или, иными словами, - интеграция – это освобождение части магнетонов, а дезинтеграция – это потребление части магнетонов.

Или, чем плотнее материя, тем меньше она требует магнетонов в электронах и ядрах для своей жизни.

Таким образом, «дефектная масса материи», не превращается в энергию, а характеризуется этой энергией в соответствие с зависимостью:

E = mdCc2; или E = md·Vm

2/2; где Vm ≈ 424000 км/с – средняя скорость магнетонов в магнитном поле.

- 145 -

А масса магнетонов md не меняет своей величины в зависимости от скорости, как трактует СТО, в противном случае плотность магнитного поля, состоящего из магнетонов, было бы бесконечной, что лишает природу всякого материального обмена и соответственно жизни.

Необходимо, в этой связи, объяснить «превращение энергии в тепло», с чего собственно и началась современная теплофизика (наблюдение Бенджамина Томсона - Графа Румфорда за сверлением стволов орудий, при которым выделялось большое количество тепла, начало 19 века).

Все физические процессы, связанные с трением, резаньем или в общем случае с механическим воздействием на физическое тело приводит к местному разрушению внутренней структуры вещества, с передачей частицам вещества импульса и в итоге к выделению (высвобождению) свободных магнетонов, которые в первую очередь воздействуют на среду, в которой протекает процесс т.е в этой среде появляется , за счет разрушения структуры молекул, избыток магнитных частиц (обменной материи), которые излучаются в пространство.

Разрыв внутренних связей в кристаллах приводит к пульсации молекул т.к разрыв связей может происходить только в ударном режиме. Это значит, что энергия приложенная к физическому телу не переходит в обменную материю, а количественно характеризует массообменные процессы.

Таким образом, рассмотрение явления дефекта массы с позиции ударного взаимодействия и материального обмена приводит к необходимости существования высокоскоростного потока гравитонов к ядру и низкоскоростного потока магнетонов от ядра через промежуточные фазы магнитного конденсата и магнитного тумана. Это является причиной тяготения в сфере ядра и причиной формирования предельно плотного ядра из гравитонов и магнетонов из гравитонов, а также на поверхности магнитного конденсата - низкоплотной оболочки из магнитного тумана (электрона).

Поток гравитонов к ядру и магнетонов от ядра в динамике уравновешивает взаимосвязь атома с гравитационным и магнитным полями и обеспечивает стабильность в некотором диапазоне скоростей взаимодействия между атомами.

Взаимодействие атомов с высокими скоростями приводит к формированию ядерных структур, а с низкими скоростями – молекулярных структур.

При скорости взаимодействия близкой к средней скорости магнетонов в магнитном поле молекулярные структуры существовать не могут, т.к. магнитные структуры испаряются до магнетонов.

При скорости взаимодействия ядерных структур, близкой к средней скорости движения гравитонов предельно плотные ядра испаряются до гравитонов.

- 146 -

3. О теплофизике

Тепло, холод, огонь, свет, ветер, осадки – это первое, что начал изучать

человек, потому что это определяло в значительной степени условия жизни и безопасность.

Но систематические исследования тепла и света были проведены в последние 400 лет, в особенности в 19 веке, когда были созданы тепловые машины и потребовалось их теоретическое обоснование с целью повышения КПД. Результаты этих исследований явились основой современных знаний об окружающем мире и была создана термодинамика, основа современной теплофизики.

Термодинамика оперирует макроскопическими параметрами – температура, давление, объем, плотность, внутренняя энергия, энтальпия и энтропия, и микроскопическими параметрами – величина и масса частиц, скорость движения, величина свободного пробега и число взаимодействий (ударов) частиц. Под частицами подразумеваются – атомы, молекулы, ионы и стабильные элементарные частицы.

Система знаний о тепловых процессах была создана на основе применения модели Ньютона – «материальная точка», «мгновенный ударный импульс» «идеальное твердое тело», на этой основе была создана модель идеального газа, где атомы и молекулы рассматривались как материальные точки, а время взаимодействия принималось равным нулю или пренебрежимо малой величине. Это время никак не учитывалось в расчетных зависимостях термодинамической системы, как и механизмы взаимодействия частиц в целом.

Применение модели идеального газа позволило выстроить молекулярно-кинетическую теория газов и создать основы термодинамики в рамках которой были сформированы: понятие внутренней энергии – первое начало термодинамики, понятие энтропии – второе начало термодинамики и понятие энтальпии (теплосодержания системы).

В термодинамике не нашлось места «теплороду», идею которого пропагандировали в течении многих столетий от Аристотеля и не нашлось места явлению натяжения в газах.

Остановимся подробнее на энтропии и натяжении в газах. Энтропия (превращение), открыта теоретически Клаузиусом в 1865 году, а

как параметр термодинамической системы до настоящего времени не имеет физического толкования.

При подводе тепла Q к системе, температура T системы росла непропорционально подведенному теплу, т.е между ними имелся какой-то непостоянный коэффициент, который увеличивался при увеличении температуры. В результате этого, Клаузиус ввел понятие энтропии S:

Q = S·T; или прирост тепла ∆Q равен температуре Т помноженной на прирост

энтропии ∆S:

- 147 -

∆Q = ∆S·T (85) иными словами, подводя тепло линейно, температура системы растет

нелинейно. Энтропию определили как меру необратимого рассеяния энергии.

Широкое распространение получили следующие эквивалентные формулировки энтропии:

«Энтропия всякой изолированной системы стремится к максимуму». (Л. Больцман).

«Невозможен процесс, имеющий единственным своим результатом превращения тепла в работу» (В.Томсон, М.Планк).

«Теплота не может переходить от холодного к горячему источнику сама собой, без компенсации» (Клаузиус).

«Осуществление вечного двигателя второго рода невозможно». (когда КПД = 1) [21]. К энтропии привыкли, экспериментально определили ее величины для

всех газов во всем диапазоне рабочих температур, составили таблицы и диаграммы для замкнутых тепловых циклов. Но объяснения энтропии до сих пор нет и не могло быть, потому что, когда открывали законы термодинамики не рассматривали влияния самого процесса ударного взаимодействия атомов и молекул и не рассматривали натяжение в газах, которое с повышением температуры уменьшается, а также не рассматривали материальный обмен при передаче тепла.

Если смотреть с позиции ударно-импульсной теории, то выясняется, что за энтропией скрывается характер взаимодействия атомов и молекул и передача при этом массы магнетонов в виде излучений, которую не всегда можно измерить.

При увеличении температуры скорость частиц, число и время взаимодействий увеличивается, за счет этого газ становится, как бы, разреженнее, потому что все большая часть молекул находится во взаимодействующем состоянии по две и более штук в группах взаимодействия и частица в среднем становится крупнее. За время взаимодействия, группы взаимодействующих частиц аккумулируют энергию.

Взаимодействующих частиц становится больше чем движущихся. Количество связанных частиц (находящихся во взаимодействии) с повышением температуры увеличивается (больше становится взаимодействующих и меньше движущихся).

Поскольку взаимодействующие частицы тоже не стоят на месте, а взаимодействие возможно только при разнице векторов скоростей, то, в разной мере, на период удара, часть кинетической энергии частиц переходит в энергию потенциальную взаимодействующих частиц, суммарную величину потенциальной энергии определяет суммарное время действия удара частиц между собой. И параллельно часть обменной материи тратится на восстановление самостоятельности молекул – устранения натяжения в газах.

- 148 -

Излучательная способность частиц и систем в целом увеличивается, потому что взаимодействующие частицы пульсируют, и чем выше поднимается температура, тем выше становится самостоятельность молекул и атомов.

Время удара, а также параметры ударного взаимодействия и затраты обменной материи (магнетонов) на снижение натяжения создатели термодинамики не рассматривали и не исследовали, принимая эти величины пренебрежимо малыми, но время взаимодействия оказалось настолько существенным, что пришлось открывать и вводить понятие энтропии. А натяжение в газах современная физика вообще не рассматривает, которое также меняется с изменением температуры и требует затрат тепла (магнетонов).

Таким образом, энтропия – это есть запас потенциальной энергии системы, зависящей от суммарной величины времени ударного взаимодействия частиц системы и расхода энергии на снижение сил натяжения между частицами системы – затрат обменной массы на восстановление самостоятельности частиц системы.

Термодинамическая система имеет три основных потребителя энергии: - частицы, двигающиеся поступательно и вращательно – это основная

составляющая кинетической энергии; - частицы в группах ударного взаимодействия – это основная

составляющая потенциальной энергии; - частицы в группах слабого натяжения – имеют в своем движении и

взаимосвязи запас и кинетической и потенциальной энергии. Движущиеся частицы излучают составляющие света за счет пульсаций

элементов структуры частиц. А также возмущают окружающее магнитное поле, преодолевая его сопротивление и сопротивление гравитационного поля.

Соударяющиеся частицы излучают магнетонные сгустки с поверхности электронов и импульсы сжатия и растяжения, а частицы в группах натяжения поглощают часть магнетонов, восстанавливая свою самостоятельность, в условиях более высокой насыщенности среды магнетонами.

Таким образом, теплообменные процессы протекают как с внешним источником обменной материи (тепла), так и внутри между собой от излучателей к потребителю.

С повышением температуры все больше надо тратить обменной материи на повышение кинетической и потенциальной энергии системы и на нейтрализацию натяжения в газах.

Излучательная способность системы будет увеличиваться, главным образом, за счет ударных импульсов сжатия и растяжения. Синусоидальные волны, по сравнению с ударными импульсами могут уносить незначительное количество энергии, как менее интенсивные и уравновешенные по сжатию и растяжению. Задачу ударного взаимодействия молекул и их возмущенного состояния следует рассмотреть подробно во всех деталях, эта задача ждет своих исследователей.

Рассматривая процесс теплообмена с позиций массообмена для газов, выясняется совершенно другая картина внутренней динамики системы.

- 149 -

Особенность этой картины, состоит в том, что она частично отрицает молекулярно-кинетическую теорию газов, как основу термодинамики, т.е атомы и молекулы не свободно летают и не ударяются друг о друга как упругие шары и нет свободного пробега в свободном пространстве – они всегда находятся в слабом натяжении и имеют некоторую вязкость.

Удобно было рассчитывать внутреннюю энергию системы по ее суммарной кинетической энергии. Но если сравнить тепловые процессы в газах, жидкостях и твердых телах, где нет свободного пробега и ударного взаимодействия и тем не менее все процессы по теплообмену протекают, то можно предположить, что в газах происходит тоже самое, что и в твердых телах.

Находясь в составе больших молекул (кристаллов), атомы и воспринимают излучение извне и излучают в пространство, т.е идет теплообмен, по сути массообмен.

Если посмотреть на газ, как на упорядоченную структуру, у которой имеется натяжение, как, например, у жидкости, то он может так же как жидкость воспринимать излучения и излучать не обязательно за счет соударений, а за счет возбужденного состояния электронов, которое определяет теплообменные процессы.

Особенно, если учесть, что возбужденные электроны содержат большее количество магнетонов, то они либо их сбрасывают, либо их воспринимают от соседа или окружающей среды (источника тепла), т.е. повышение температуры можно рассматривать, с этих позиций, как повышение давления в межмолекулярном состоянии за счет повышения массы обменной материи (магнетонов).

Это положение хорошо объясняет низкую скорость теплопроводности в газах, существовании ламинарных потоков в газах и существование аэровзвесий.

Теплопроводность в газах, согласно кинетической теории, должна иметь скорость близкую к скорости звука, но газ, как известно, плохой проводник тепла. Ведь температура газа по классике зависит от скорости свободного движения молекул и если в одном месте образовался скоростной поток, то он, со скоростью звука, должен распространиться по среде за счет хаотичного движения молекул, которые имеют скорость С3· √2, но этого не происходит.

Ламинарные потоки в газах – при малых скоростях течения газа по трубам, отсутствует турбулизация потока, это говорит о существовании натяжения в газах, очень малой величины, но оно есть.

И еще одно доказательство существования натяжения в газах – это существование аэровзвесей. Тонкие частицы (пылинки) зависают в газах, оставаясь в этом положении длительное время. Если бы не было натяжения, то как бы могла зависать частица, в сотни раз больше и тяжелее атомов газа, она бы осела за короткий промежуток времени с ускорением близким к 9,8 м/с. Газ от горячей стенки не нагревается без конвективного обмена, а ведь он должен

- 150 -

бы нагреваться со скоростью звука, согласно классике, за счет ударного взаимодействия молекул газа и их высокоскоростного движения.

В этой связи сразу возникает вопрос – почему победила молекулярно-кинетическая теория, а не идея теплорода?

По видимому потому, что: - атом считался в 18-19 веках тем кирпичиком, из которого состоит все

остальное; - материя находится в непрерывном движении, эта мысль была

революционной в 18 веке; - очень удобно было считать внутреннюю энергию по средней скорости

движения молекул; - нагрев физических тел от трения и деформаций, что доказывает

эквивалентность тепла и энергии; - теплород в ту пору считался какой-то запредельной субстанцией не от

материального мира. От теплорода (массообмена) отказались где-то в конце 18 века.

Кинетическая теория за это время была хорошо проработана, подкорректирована всякого рода постоянными и коэффициентами и исправно служит свою службу и никому в голову не приходит, что она не состоятельна, что она построена на ложных посылках.

Если мы возьмем за основу предположенный подход, то что будет? Надо пересматривать всю термодинамику и газовую динамику и вообще

весь тепловой мир? Нет, не обязательно, зачем пересматривать, надо параллельно создавать

другую систему знаний о тепловых процессах, используя при этом огромный фактический материал, наработанный теплофизиками за две сотни лет.

Все тепловые характеристики всех материалов, включая горючие и окислители, совершенно объективны: температура плавления и испарения, теплопроводность, теплоемкость, теплотворная способность, внутренняя энергия, энтропия, энтальпия и другие параметры будут те же и фактически все расчетные зависимости останутся в силе, только их надо будет немного подкорректировать.

С другой стороны, здесь в данной работе, все положения и расчеты рассматриваются на основе кинетической теории газов, но это вовсе не значит, что их надо все пересматривать. В настоящем разделе, также и внутренняя энергия и энтальпия и энтропия – все рассматривается с позиций кинетической теории.

Для ударно-импульсной теории, которая является главной темой настоящей работы, если так можно сказать, очень выгодна кинетическая теория газов – она хорошо вписывается в систему ударно-импульсных процессов или, наоборот, ударно-импульсные процессы в микромире удобно рассматривать с позиций молекулярно-кинетической теории.

Похоже на то, что с помощью ударно-импульсной теории можно будет описать тепловые процессы в газовой среде как в ее колебательной части, так и

- 151 -

в ударно-поступательной (кинетической) части, хотя в соответствии с этим многое придется пересмотреть.

В сущности не обязательно пересматривать кинетическую теорию, можно жить и с ней, она настолько вылизана в практическом приложении, что лучшего желать не надо.

А вот для исследовательских целей, надо иметь ввиду, что на самом деле в термодинамической системе все не так, как построено на основе молекулярно-кинетической теории газов, потому что она не учитывает натяжения в газах и вообще физика почему-то не рассматривала натяжение в газах.

В холодных газах натяжение выше, а при повышении температуры и интенсификации массообмена натяжение слабеет (атомы и молекулы становятся более самостоятельными, несвязанными, при наличии необходимой массы магнетонов в межмолекулярном пространстве) и молекулы отталкиваются друг от друга с помощью избыточной массы магнетонов, получая при этом соответствующие скорости.

В плазмах элементы взаимосвязи отсутствуют полностью. Поэтому для плазмы кинетическая теория имеет определенный смысл как бы чистом виде, только уже не молекулярно-кинетическая теория, а «плазмо-кинетическая» теория.

Для холодных газов натяжение достаточно сильно влияет на динамику системы, здесь в большей степени имеют значение пульсации молекул-атомов и поступающее тепло (массы магнетонов и их конгломераций) раскачивают систему, нейтрализуют связи, увеличивают интенсивность колебаний и пульсаций и снижают влияние натяжения на колебательное движение молекул.

С увеличением температуры колебательное движение и взаимодействие постепенно переходит в поступательно-ударное и вращательное, и при полной ионизации газ полностью переходит в фазу ударного взаимодействия частиц газа, т.е. в газах работает два механизма взаимодействия: первый – массообмен через возбужденное состояние атомов и второй - колебательно-ударный, через обмен импульсами, которые так же несут массу магнетонов.

В твердых телах главным образом работает массообмен, колебание и пульсации частиц, полностью сохраняя свои связи.

В газах и плазмах за счет насыщения системы обменной материей, доминируют колебательное и ударное взаимодействие, а в горячих плазмах только поступательно-ударное взаимодействие. Поэтому в плазмах большая часть энергии системы заключена в ее кинетической части (скорости частиц), включая поступательное и вращательное движение.

Затраты тепла на ослабление натяжения в газах, также является составной частью энтропии. Таким образом вещество переходит от твердого состояния до плазмы, постепенно теряет натяжение и соответственно на этот процесс расходуется определенное количество тепла (по сути массы магнетонов) и кинетической энергии поступательного движения, что так же обеспечивают высокоскоростные, по сравнению с тепловыми скоростями, магнетоны и их конгломерации.

- 152 -

Плавление и испарение, когда в узкой полосе температуры, скачком разрушается натяжение, требуется большое количество массы магнетонов чтобы восстановить массу электронов, освобождающихся от связей в твердых или жидких кристаллах.

А газ теряет полностью натяжение при его полной ионизации. Что такое натяжение в газах, почему оно простирается на относительно

большие расстояния между молекулами и какие его величины – этот вопрос ждет своих исследователей.

В итоге, можно сказать, что энтропия – это сумма приращений массы магнетонов и их сгустков, необходимых для устранения влияния натяжения в газах и для компенсации затрат на потенциальную энергию ударного взаимодействия.

А фазовые превращения – плавление, испарение и ионизация требуют больших затрат массы магнетонов для обеспечения полной самостоятельности атомов и электронов, которые в свободном состоянии могут существовать при определенных скоростях движения и обладать достаточным уровнем кинетической энергии.

Обратный процесс – охлаждение – происходит за счет излучения (потери) магнетонов и восстановлении атомной и молекулярной структур через газификацию, конденсацию и кристаллизацию.

Прямой и обратный процессы протекают за счет поступающей или излучаемой массы магнетонов, которые приносят или уносят одновременно и массу и импульс (количество движения). При полном насыщении магнетонами системы, сверх поступающая масса и ее импульс расходуется на кинетическую энергию частиц и более ни на что.

Главный вывод этих соображений состоит в том, что процессы в термодинамической системе многофакторные в широком диапазоне температур, но все эти процессы сводятся к обмену массой магнетонов и их импульсов. При этом магнетоны имеют среднюю скорость 424000 км/с, а ударный импульс переносит массу (порцию магнетонов) со скоростью света, поэтому количество обменной материи, которая определяет температуру, составляет очень малую величину по массе.

И главным образом доминируют два фактора в термодинамической системе:

- соотношение потенциальной и кинетической энергии частиц системы (атомов и молекул);

- наличие необходимого количества обменной материи (теплорода) для поддержания уровня энтропии (уровня самостоятельности частиц);

У твердых тел состояние системы определяет потенциальная энергия при минимуме обменной массы.

Иными словами – уровень энтропии системы определяет количество обменной материи (массы магнетонов) в термодинамической системе как собственно и температуру.

- 153 -

4. О частицах с нулевой массой покоя Если у частицы нет массы, то это не частица, а динамическая субстанция,

которая может существовать только в движении. Такой динамической субстанцией может быть только ударный импульс, потому что главной характеристикой ударного импульса является величина переносимой массы за счет деформации среды, в которой он распространяется.

Уплотнение в импульсе тем больше, чем больше скорость смещения в импульсе.

Масса материи, которую переносит импульс, равна величине объемной деформации среды помноженной на ее исходную плотность:

mu = 2∆l·S·ρ; для сжатия. (86)

где: mu – масса, переносимая импульсом, кг; ∆l – величина деформации среды, м; S – сечение фронта импульсом, м2; ρ – плотность среды, кг/м3; В импульсе сжатия среда будет более плотной, а в импульсе растяжения

менее плотной, чем в окружающем пространстве. Отклонение по плотности ударный импульс получает за счет части пространства, равного величине деформации (смотрите главу 1, задача 4).

Волна тоже динамическая формация, но она уравновешена, у нее уплотненная и разреженная части уравновешены - равны между собой.

Скорость распространения импульсов сжатия равна С + Vc, а импульсов растяжении С - Vc, т.е равна алгебраической сумме скоростей возмущений и скоростей смещения в импульсе.

Любое пульсирующее плотное тело излучает в одну сторону импульсы сжатия, а в другую импульсы растяжения.

Не надо путать пульсации с колебаниями, которые излучают волны, колебаться может элемент упругой системы или взаимоуравновешенные элементы системы, например камертона.

Поведение ударного импульса главным образом определяет величина скорости смещения Vc. Например, при скорости смещения 124000 км/с, скорость ударного импульса составит 424000 км/с, которая равна средней скорости магнетонов, должны начинаться ядерные реакции, т.к при такой скорости взаимодействия сбрасывается излишняя масса магнетонов при синтезе ядер гелия.

При скорости Vc = 0,5Сс т.е Vф = Cc+Vc = 300000 + 150000 = 450000 км/с, плотность в импульсе будет вдвое выше, чем в окружающем

- 154 -

магнитном поле и при такой скорости возможно вытеснение магнитного поля из объема действия этих скоростей смещения.

При скорости Vc → Cc, плотность среды в импульсе будет стремиться к плотности магнетонов, т.е. к максимально возможной для магнетонов, а длина импульса (ударного фронта) – предельно короткой в несколько магнетонов. при этой скорости возможно образование магнитного вакуума. Это положение вытекает из задачи 4 глава 1.

Но, учитывая, что любой импульс трансформируется в единичный импульс (в ударный фронт), это состояние является наиболее долгоживущим и устойчивым, поскольку практически отсутствует увеличение поверхности, занимаемой импульсом.

При длинном импульсе, за счет внутреннего давления он увеличивает фронтальную поверхность, поэтому , достигнув своего жизнеспособного состояния, он долго сохраняет свои параметры, распространяясь в магнитном поле.

Именно в виде импульсов сжатия мы получаем излучения от далеких астрономических объектов, когда время жизни импульса длится миллиарды лет.

Импульс растяжения, наоборот, старается, за счет внутреннего разрежения втянуть в себя частицы среды. Но поскольку частицы среды не имеют вектора скорости смещения, то, заполняя пространство импульса, они затормаживают, уменьшают скорость смещения внутри импульса. И в результате сужают сечение импульса и в первую очередь нейтрализуют разрежение на заднем фронте импульса.

Постепенно среда зауживает задний фронт разрежения до плотности среды и фактически задний фронт исчезает, принимая форму хвоста. Импульс разрежения, как формация, вырождается во фронт растяжения с конусовидной зоной растяжения и в этом состоянии он может жить долгое время, перенося в своей устойчивой структуре недостаток массы материи, постепенно рассеивая его в пространстве прохождения.

Импульс растяжения за счет взаимодействия с окружающей средой трансформируется в устойчивую форму с овальным выпуклым передним фронтом и овальной задней поверхностью в виде конуса, потеряв при этом большую часть своего объема.

В итоге при излучении импульсов сжатия и растяжения от плотного тела в газообразной или магнитной среде формируется два вида возмущения среды – плоский единичный ударный фронт от импульса сжатия, который уплотняется в процессе трансформации и медузообразный выпуклый импульс разрежения от импульса растяжения, который в основном рассеивается в пространстве, потому что большего разрежения, чем исходное, он получить не может, а может только уменьшать разрежение (уплотняться).

Именно эти импульсы представляют собой прототип частиц с нулевой массой покоя, причем одна несет избыток массы, а другая – недостаток массы, которые можно рассматривать как частицу и античастицу.

- 155 -

Частота излучения импульсов будет зависеть от величины излучаемого объекта, а исходная длина импульса от величины инициирующего объекта (меньшего по сравнению с излучающим).

Самой главной особенностью импульса является его способность переносить массу, которую вытесняет пульсирующий объект, двигающийся ступенчато – рывками, каждый раз на величину деформации в исходном ударном импульсе - 2∆l.

Скорость смещения и величина смещения при ударе играют определяющую роль в формировании величины переносимой массы материи.

Явление переноса массы материи ударным импульсом – есть причина давления света, а также нагревания тел излучением, вливая в тело материю в виде магнетонов, имеющую скорость смещения Vc и соответственно скорости распространения Сс + Vc и Cc - Vc .

Мы, Земля, получаем массу переносимую ударными импульсами от всех объектов способных излучать и одновременно какую-то часть этой массы излучаем в пространство. Это, разумеется, касается излучений за счет возмущений в магнитном поле.

Надо полагать, что лазеры в своей основе, излучают не цуг волны (череда волн), а импульсы сжатия, в следствие чего обеспечивается кучность луча и его давление на облучаемый объект. Хотя цуг волны это тоже трансформируемый ударный импульс.

Рассмотрим вопрос, почему мы видим звезды на расстояниях в миллионы и миллиарды световых лет.

Если бы звезды излучали только волновую составляющую света, то мы бы звезд не видели, потому что волна, имея сферическую направленность, рассеивалась бы до неразличимости на относительно небольших расстояниях от звезд, за несколько световых лет.

Другое дело импульсы, во-первых, они собирают и поглощают ослабевшие импульсы впереди себя, тем самым обеспечивая себе дальнейшее распространение; во-вторых, они имеют ограниченную несферическую форму переднего фронта и в значительно меньшей степени рассеиваются в пространстве.

Таким образом, становится очевидным, что частицы с нулевой массой покоя – это ударные импульсы сжатия и растяжения, в форме которых мы в основном получаем излучения от световых источников, в том числе от звезд.

Напрашивается мысль о том, что мы и видим то далекие объекты потому, что они либо излучают, либо отражают ударные импульсы, а волновые уравновешенные возмущения мы видеть не можем, потому что по сути своей, они не могут влиять на среду, после их прохождения ничего не меняется. Нужны какие-то остаточные явления, которые может создать только ударный импульс.

Можно сделать вывод о том, что распространение света – это многофакторный процесс, в котором доминируют три основные составляющие:

- 156 -

- ударно-импульсная - волновая - корпускулярная При этом волна частью рассеивается, частью трансформируется в слабые

ударные импульсы, которые в основном поглощаются более сильными импульсами т.к скорость смещения у них значительно ниже, чем у изначальных ударных импульсах. Т.е распространение света – это не есть какой-то неизменный процесс. Свет можно рассматривать как процесс преобразования возмущенной части среды в его наиболее устойчивую жизнеспособную ударно-импульсную составляющую. И, соответственно, основным носителем света будет единичный ударный импульс, ныне рассматриваемый как частица с нулевой массой покоя (или фотон).

Корпускулярная составляющая света, в отличие от ударно-импульсной, несет связанную материю, которая в случае потери скорости остается частицей и соответственно может иметь скорости от 0 до средней скорости магнитных частиц.

Волновая составляющая света частично рассеивается в пространстве в близи источника, частично трансформируется в единичные ударные импульсы и по причине относительно низкой скорости поглощаются более сильными единичными импульсами, становятся питающей средой для дальнейшего распространения света на огромных расстояниях пространства.

Т.е за счет поглощения ослабевших импульсов более сильными, свет, преодолевает большие расстояния, подпитывая друг друга обменной материей и ее энергией.

Таким образом частицы с «нулевой массой покоя» это единичные ударные импульсы сжатия и растяжения, которые являются основным видом излучения и основным переносчиком тепла в виде уплотнений из магнетонов.

- 157 -

5. О волновых свойствах электрона Электрон - это сгусток магнетонов низкой энергии в виде магнитного

тумана (электрических частиц), с определенной внутренней динамикой и внутреннем натяжением.

Электрон в магнитном поле ведет себя как физическое тело, взаимодействующее с магнитном полем на основе обмена магнитными частицами.

Электрон при высоких скоростях взаимодействия атомов может выбиваться из структуры атома и становиться свободным.

В свободном состоянии, электроны движутся со скоростями близкими к скоростям теплового движения атомов, это сотни и тысячи м/с.

Но поскольку электрон имеет магнитную природу, то при взаимодействии с магнитным полем, он либо отдает магнетоны среде, либо отнимает их у среды поля.

Если магнитное поле имеет векторную составляющую, иначе, если электрон попадает в магнитный поток, то он стремится получить скорость близкую к скорости магнитного потока, или наоборот, магнитный поток разгоняет электрон до величины своей скорости.

Если учесть, что магнитный поток можно разогнать до скоростей, близких к средней скорости магнетонов, то электроны, как впрочем, и другие элементарные частицы, можно разогнать до этой скорости.

При входе электрона с высокими скоростями в скалярное магнитное поле или в более плотную среду, он взаимодействуя со средой, излучает магнетоны в виде конуса (излучение Черенкова), как бы сгорает, излучая магнетоны, а при скоростях меньше световых – он формирует впереди себя ударный импульс сжатия среды (магнитного поля), затрачивая на это, то количество движения, которое получил при разгоне в магнитном потоке.

Длина импульса сжатия будет соответствовать, так называемой, длине волны де Бройля, а точнее длине ударного импульса де Бройля.

Здесь речь идет о том, что волновые свойства электрона будут проявляться при условии движения его в магнитном поле, собственно это не волновые свойства электрона, а результат взаимодействия электрона с магнитной средой.

Аналог – движение твердых или жидких тел в воздухе, при которых образуется импульс сжатия перед движущимся телом.

Например, при движении самолета в воздухе со скоростью близкой к скорости звука и выше перед ним имеется импульс сжатия, который, стекая под некоторым углом к вектору скорости самолета, создает конический скачок уплотнения (единичный импульс сжатия). Или, например, при движении лодки по воде образуется волна или импульс возмущения, так же конической формы, это очевидно, поэтому мы не говорим о волновых свойствах самолета или лодки. Это просто результат взаимодействия движущегося тела со средой, в которой оно движется.

- 158 -

При движении любого тела в любой среде возникают возмущения – протекают ударно-импульсные процессы, равно как и при движении электрона в магнитном поле или в любой, более плотной среде.

Поэтому говорить о волновых свойствах электрона надо не с позиции дуализма волна-частица, а с позиций взаимодействия плотной частицы с менее плотной средой одинаковой природы.

Надо изучать это взаимодействие, изучать уровень и характер возмущения среды, а также сопутствующие взаимодействию обменные процессы материей и импульсом, движущейся в этой среде частицы (электрона) и соответственно не надо приписывать электрону свойства, которых у него, как у физического тела, быть не может.

Двойственность в трактовке физических явлений приводит к размыванию главной сути ударного взаимодействия, которое состоит в возбуждении обменных процессов электрона со средой (магнитным полем) или, наоборот, возмущенной среды с электроном, равно как и с любым физическим телом.

Опыт показывает, что если есть двойственность в оценке явления природы, то это, скорее всего, параллельные процессы, протекающие в этом явлении. Например, корпускулярная, волновая и импульсная природа света в итоге привела к выводу, что и то и другое и третье есть и волны есть и корпускулы (частицы), и импульсы, по своей сути – параллельные процессы.

Так и с электроном – да, есть волна (точнее ударный импульс) при движении электрона, но это параллельный процесс, сопутствующий электрону при движении в магнитном поле.

По-видимому, этот процесс должен быть пульсирующим, потому что взаимодействие неравновесных систем сопровождается пульсациями среды и соответственно излучением импульсов в пространство. Состояние сжатой среды перед движущимся электроном ждет своих исследователей.

- 159 -

6. О планетарной модели атома Э. Резерфорда Планетарная модель атома сыграла свою роль и постепенно

трансформировалась в свою противоположность – из планетарной превратилась в оболочковую.

Что это все значит? По соображениям Э. Резерфорда, подобно планетам вокруг солнца,

электроны вращаются вокруг ядра атома каждый по своей орбите. Модель приняли и начали исследовать, но тут же выяснилось, что

невозможно определить место положения электрона на его орбите, т.е. он может одновременно находиться в любом месте в объеме занимаемого им пространства с равной долей вероятности.

По этому поводу ввели понятие принципа неопределенности и затем понятия орбиталей s, p, d и f.

Определив массу электрона не смогли определить его радиус, т.е размер электрона не удается сформулировать не противоречиво, хотя величину r0 = e2/mcC2 км/с, ≈ 2,82∙10 -15 м принято считать классическим радиусом электрона.

Затем выявили волновые свойства электрона, длина волны которого соразмерна с величиной атома, точнее той орбитали, которую занимает электрон в атоме и в итоге пришли к выводу о том, что электроны – это волна-частица.

Так что же все таки такое электрон? По соображениям, изложенным в настоящей работе, это сгусток

магнитных частиц в виде магнитного тумана, в количестве примерно 1020шт., который занимает свой объем в сфере тяготения ядра в соответствие с орбиталями s, p, d и f.

Этот сгусток имеет свою внутреннюю динамику, связанную с оболочкой ядра на основе обмена магнитными частицами и придавливается к ядру спирально гравитационным ветром.

При достаточно высоких скоростях ударного взаимодействия атомов (скоростях ионизации) электрон может покидать свое место и двигаться в пространстве физического тела или в магнитном поле в виде частицы (облака) различной конфигурации и при этом взаимодействовать с магнитным полем, излучая скоростные магнитные частицы в пространство магнитного поля.

Электрон в виде тороида – это, по-видимому, его основная стабильная форма.

Тороидальный электрон может иметь самые разнообразные конфигурации – круглые, плоские, вытянутые, симметричные, несимметричные и т.п., со своей внутренней динамикой в зависимости от того, в каком положении он находится в структуре атома. А свободный электрон, пульсируя и колеблясь, стремится трансформироваться в наиболее устойчивую форму – симметричный круглый тор (рис. 25),

- 160 -

- 161 -

со своей системой вращений, скорости которых определяет особенности исходной спиральной структуры материнского атома.

Либо магнетоны движутся изнутри наружу тороида, либо снаружи внутрь относительно вектора скорости. Можно предположить, что один из них электрон, а другой позитрон.

Кроме того, тороид может вращаться по часовой стрелке или против нее. Тороиды в структуре атома – это орбитали s, p, d и f и их форму и

динамику в стабильном состоянии определяет строение ядра атома, равно как и строение атома характеризует внутреннюю динамику ядра.

Свободные электроны, на грани распада, могут иметь форму сгустка с неопределенной структурой так же со своей внутренней динамикой движения магнитных частиц наиболее рациональной для условий интенсивного испарения (распада).

Что удерживает сгустки магнетонов в сфере притяжения ядра атома? Первое и главное это гравитационный ветер в сторону ядра, т.е.

гравитационной поле ядра и второе – это конденсатная оболочка протона, с поверхности которой происходит подпитка электронов магнитными частицами, а электроны излучают магнетоны в окружающее пространство.

При получении импульса (массы магнитных частиц извне) активность оболочки ядра повышается и магнитные частицы от поверхности ядра увеличивают сферу действия электронов.

При недостатке магнитных частиц в оболочке электроны сужают свою сферу (энергетические уровни). Электрон при испускании магнитных частиц сужают свою сферу, а при потреблении увеличивает свою сферу и свой объем.

Электроны могут иметь разную величину и достаточно большой радиус действия, который главным образом зависит от величины скорости магнитных частиц внутри электронов.

При скорости, близкой к средней скорости магнетонов в магнитном поле 424000 км/с внутри электронов, электрон существовать не может, т.к магнитные частицы беспрепятственно рассеиваются в магнитном поле, излучая, в том числе, достаточно длинные волны и интенсивные импульсы. Т.е размер электрона зависит от их суммарного импульса.

Это, по-видимому, и является причиной относительно больших радиусов взаимодействия атомов в газах и наличие слабого натяжения в газах.

Какую главную роль сыграла модель атома Э. Резерфорда? Она обосновала наличие у ядер атомов гравитационного поля, т.е. в

сторону ядра дует гравитационный ветер спирально, как в планетарных и галактических структурах. А это значит, что протон – субстанция, формирующаяся, т.е. на поверхности ядра протона, по плотности сравнимой с плотностью гравитационных частиц и непрозрачной для гравитационных частиц, формируется слой конденсата из магнитных частиц, который «кипит» и испускает магнитные частицы, формируя вокруг себя вращающееся облако магнитных частиц.

- 162 -

Т.е. массообмен на поверхности протона осуществляется через гравитонно-магнетонную фазу – к ядру протона высокоскоростные гравитационные частицы, от него низкоскоростные магнитные частицы.

В этом случае деятельность протона надо рассматривать как фабрику по производству магнитных частиц из гравитационных частиц (магнетонов из гравитонов).

Гравитоны могут несвязанно жить, при своих скоростях самостоятельности (средняя скорость оценивается в 9,24 триллионов км/с, что будет показано далее), а попав на поверхность протона в вязкую для него среду они теряют скорость, передавая импульс среде и выйти из этой среды уже не могут, становятся частью того слоя (или как говорит классика – заряда), а слой «кипит» испуская магнитные частицы с низкой скоростью, которые также не могут самостоятельно жить как часть магнитного поля и образуют «холодные», с низкими скоростями сгустки, которые, имея свою внутреннюю динамику в спиральной структуре атома, окружают протон, уравновешивая обмен материей протона со средой магнитным полем и гравитационным полем.

При много протонных ядрах каждый сгусток – электрон занимает в сфере ядра свое пространство, соответствующее известным нам орбиталям.

Меняет ли свою массу протон? Судя потому, что он потребляет гравитационные частицы, то какая-то их

часть остается на ядре протона, то так или иначе, он увеличивает свою массу за счет гравитационных частиц.

Это медленный процесс, который может протекать длительное время и когда протон дорастет до массы нейтрона, то он перестанет формировать магнетоны.

Это значит, что ядро протона полупрозрачно для гравитационных частиц, его среда может задерживать, замедлять гравитационные частицы до скорости, при которой они не могут жить самостоятельно и объединяются в сгустки, в магнетоны.

Некоторая часть гравитационных частиц остается в среде ядра протона, доводя его среду до полной непрозрачности, т.е. протон превращается в нейтрон, а нейтрон полностью отражает поступающее на него гравитационные частицы и из-за этого перестает быть активным (заряженным).

Находясь в оболочке, он остается стабильным, без нее распадается на протон и электрон, излучая гравитационные частицы и магнитные частицы в пространство, образуя вокруг себя оболочку из магнитных частиц и облако из магнитных частиц (электрон) и снова начинает жить как протон.

Нейтрон в чистом виде удерживать магнитную оболочку не может, но в паре с протоном, попав под оболочку протона, он сохраняет стабильность.

Похоже, что оболочка ядра протона по сравнению с нейтроном и по сравнению с ядром протона, в тысячи раз больше, чем ядро протона.

Электрон тоже больше протона почти в две тысячи раз. Отсюда можно предположить, что ядро протона по величине равно

нейтрону.

- 163 -

Известно, что на нейтронных звездах нейтроны стабильны, но это уже не нейтроны, как частицы, а нейтронная среда, сжатая интенсивным потоком гравитационных частиц и магнитной оболочкой, до плотности, соразмерной (близкой) к плотности гравитационных частиц.

В итоге можно сделать вывод о том, что модель Э. Резерфорда, независимо от того, что планетарная структура атома претерпела полную перестройку, обосновала идею тяготения в структуре атома и сыграла решающую роль в понимании процессов, протекающих в атоме – в основе которых лежит массообмен.

Именно за счет массообмена гравитационных и магнитных частиц с окружающей средой атом стабилен в достаточно широком диапазоне скоростей ударного взаимодействия что и обусловило формирование огромного многообразия форм живой и неживой материи в этом диапазоне скоростей взаимодействия.

С другой стороны – именно модель Резерфорда обосновала наличие электронов и их орбиталей в структуре атома, которые в последствии трансформировались в сгустки магнетонных сред, динамически связанных

через массообменные процессы с оболочкой ядра и окружающим магнитным полем.

Модель Резерфорда также позволила понять работу ядра атома – как фабрику магнетонов из поступающих высокоскоростных гравитонов, которые удерживают атом в устойчивом состоянии и подпитывая его структуру магнетонами, компенсируя постоянное излучение магнетонов в окружающее пространство.

А реактивные силы от излучения магнетонов свободными электронами (не в структуре атома) удерживают электрон в связанном состоянии и делают его стабильным в течение длительного времени за счет потери некоторой части магнетонов.

Таким образом, атом представляет собой динамическую структуру в которой высокоскоростные гравитоны стекающие в ядро атома, формируют в нем предельно плотное ядро, в среде жидкой магнетонной оболочки и слой низкоскоростной туманообразной магнетонной оболочки – электрона, который является промежуточной фазой взаимодействия ядра с окружающим магнитным полем.

- 164 -

7. О температурной шкале Кельвина Считая, что температура это мера излучательной способности физического

тела, можно представить температурную шкалу в границах от предельного минимума излучения материи (гравитационных частиц, магнитных частиц и других более крупных образований) до предельного максимума.

Так называемый «абсолютный ноль» по Кельвину принят для условия отсутствия теплового движения, когда работает только гравитонно-магнетонный процесс без накопления магнетонов в структуре молекул, т.е. в условиях отсутствия взаимодействия с соседями (предельно низкое давление).

В этом случае высокоскоростные гравитоны движутся в сторону ядер (~ 9,24 триллионов км/с) формируется на протонах в магнетоны и излучаются низкоскоростные (424 тысяч км/с) магнетоны молекулами в пространство для условий определенной напряженности магнитного поля и гравитационного поля, например в объеме солнечной системы, т.е в той среде, относительно которой мы оцениваем физические процессы, взаимодействия материи.

В разряженной среде космического пространства при весьма низкой плотности материи (несколько атомов на см3) излучательная способность среды стремится к нулю Кельвина.

Но это не значит, что излучения нет, излучения не будет только тогда, когда напряженность гравитационного поля и магнитного поля стремится к нулю, т.е. фактически абсолютный ноль может быть при гравитационном и магнитном вакуумах.

По классике для нуля термодинамической системы Кельвина теплообменных процессов не происходит, все орбитали атомов находятся на самом низком энергетическом уровне. Все атомы упорядочены и связаны между собой в большие молекулы – кристаллы. Но они находятся в связанном состоянии.

Это состояние обеспечивается гравитонно-магнетонными процессами в структуре атомов, т.е. абсолютный ноль Кельвина – но это не абсолютный ноль, а это так же, как и ноль Цельсия, имеет определенный уровень теплообменных процессов, характерный для данных параметров гравитационного и магнитного полей.

Из чего следует, что абсолютный ноль мы не знаем, потому что мы не знаем что такое гравитационный и магнитный вакуумы.

А для нуля Кельвина большие молекулы в виде кристаллов находятся на минимуме обменных процессов для условий солнечной системы.

Магнитное поле, в среде которого находятся тела, остается в своем динамическом равновесии со средней скоростью магнетонов 424 тыс. км/с и оно не дает магнетонам электронов потерять свой суммарный импульс даже если не будет никаких поступлений материи со стороны, в виде импульсов сжатия и всевозможных частиц.

- 165 -

Скоростной уровень взаимоотношения магнетонов магнитного поля и магнетонов в электронах останется стабильным.

Гравитонно-магнетонный процесс на протонах будет протекать в условиях того гравитационного поля и магнитного поля, в которых находится физическое тело.

Этот процесс будет подпитывать атомы физического тела на уровне минимального обмена магнетонами.

Если параметры полей изменятся, то изменится и обменный процесс. А если гравитационное поле и магнитное поле исчезнут (достигнут какого-то минимума плотности), то физическое тело испарится до гравитонной и магнетонной составляющих. Это и будет абсолютный ноль.

Это означает, что «абсолютный ноль» может быть при полном отсутствии обменных процессов, при дезинтеграции материальных образований до уровня самой тонкой материеобразующей субстанции. Если это гравитоны, то до уровня гравитонов, если есть еще что-то, из чего состоит гравитон, то до уровня той частицы.

Взаимодействие гравитационного и магнитного полей надо исследовать на предмет их равновесия, т.е. как влияет плотность гравитационного поля на плотность магнитного поля в том смысле, что при снижении плотности гравитационного поля магнетоны магнитного поля должны отдавать свои гравитоны гравитационному полю, чтобы установить равновесие.

Температурную шкалу можно разграничить на ряд уровней, при которых происходят скачкообразные процессы – изменение состояния физических тел за счет накопления обменной материи.

Первый уровень – абсолютный ноль, характеризуется отсутствием материи за исключением материеобразующей субстанции минимально возможных тонких частиц предельно низкой плотности, при которой не могут формироваться связанные структуры.

Второй уровень – наличие интегрированных структур и наличие обменных процессов предельно низкого уровня (абсолютный ноль по Кельвину).

Третий уровень – разрушение жестких кристаллических структур (температура плавления), к температуре плавления воды Цельсий привязал ноль своей шкалы для нормальных физических условий.

Четвертый уровень – испарение, разрушение натяжения в жидкостях. Для этой точки воды Цельсий определил уровень 100о.

Пятый уровень – разрушение связей в газах, ионизация, когда атомы ведут самостоятельный образ жизни (тысячи радиусов).

Шестой уровень – плазмообразование, когда электроны покидают свои ядра и образуется электронно-ядерный газ (миллионы градусов) условия для прохождения ядерных реакций при определенных давлениях.

Седьмой уровень – образование общей оболочковой материи, вырожденный протонно-нейтронный газ в среде магнетонного конденсата.

Условие образования тяжелых ядер (сотни миллионов градусов) – образование звезды.

- 166 -

Восьмой уровень – испарение оболочковой материи – взрыв сверх новой звезды (миллиарды градусов), образование нейтронной звезды (белых карликов или черных дыр).

Девятый уровень – испарение ядерной массы черной дыры (ядра галактики) до гравитонов и магнетонов (взрыв галактики), образование максимально плотного гравитационного поля и магнитного поля.

Это все означает, что температурная шкала укладывается в диапазон от предельно слабого гравитационного поля, когда еще нет материи в ее интегрированном состоянии до предельно сильного гравитационного поля, когда уже нет интегрированной материи.

Все остальные процессы протекают между этими двумя состояниями. Верхний уровень температуры, по-видимому, может быть определен из

соотношения плотности гравитационного поля первого и девятого уровней температуры, т.е. самая высокая температура достигается при взрыве черной дыры (ядра галактики).

До шестого уровня, до возникновения ядерных реакций мы в каком- то приближении знаем величины температур, а выше – это в значительной степени догадки.

Накопление обменной материи, в основном магнетонов, происходит в замкнутых объемах плотной среды на поверхности ядер планет и звезд и черных дыр, в основном, за счет гравитонно-магнетонного процесса и вместе с тем за счет уплотнения при синтезе тяжелых элементов.

Чем плотнее материя, тем больше она накапливает обменного материала, тем мощнее будет излучение при переходе от одного состояния к другому и самое мощное при испарении черной дыры, которое сопровождается колоссальным взрывом, мощность которого пока не поддается описанию и достоверной оценке.

В этой связи можно в грубом приближении представить круговорот материи в природе – взрыв черной дыры пополняет запасы гравитонов в гравитационном поле, увеличивая его потенциал и обеспечивая тем самым накопление материи в других объектах.

А взрыв сверхновой обеспечивает пополнение магнитного поля магнетонами, также повышая его потенциал, а магнетоны являются основным обменным материалом в тепловых процессах.

Взрывы больших планет и образование звезд способствуют насыщению космического пространства молекулярным материалом от атома до крупных конгломераций типа метеоритов и астероидов.

Таким образом, температура, т.е. уровень излучений или уровень обменных процессов, протекающих в материальном мире, от появления материи в связанном состоянии, при минимально возможных обменных процессах, до формирования материальных объектов максимальной плотности максимального накопления материи, приводящим к максимально возможным обменным процессам.

- 167 -

8. Об эфирном ветре и теории относительности Идею эфирного ветра, рождающего тяготение, в свое время (начало 17

века) выдвинул Рене Декарт. Она прослужила науке 300 лет и была отвергнута в результате опытов

Майкельсона и Морли по определению скорости эфирного ветра. Не получив изменения интерференционной картины при вращении

интерферометра в разные стороны по отношению к движению Земли, Майкельсон развел руками, а физика, как наука, в конце 19 века зашла в тупик.

Результат – Лоренц, Пуанкаре, Эйнштейн, Минковский, и их теория относительности и пространственно-временной континуум.

Каким образом следовало интерпретировать результат опытов Майкельсона:

1. Эфир и эфирный ветер – это не та среда, в которой распространяется свет. К тому времени уже была сформирована волновая теория Герца-Сен-Венана и электродинамика Максвелла, казалось бы, достаточная база для понимания того, что световые волны и импульсы распространяются в магнитном поле, которое не есть причина тяготения. В дальнейшем это и получило развитие, что все излучения от γ-квантов до километровых волн – это процессы в магнитном поле.

2. Магнитное поле и гравитационное поле движутся вместе с Землей, являясь ее составной частью и характеристики магнитного поля на поверхности Земли по всем направлениям одинаковы, поэтому Майкельсон и не обнаружил изменение интерференционной картины.

Не рассматривая эти варианты Лоренц и независимо Фицджеральд предположили, что интерферометр сжимается в направлении эфирного ветра и поэтому Майкельсон не обнаружил изменений (Лоренцово сжатие). Лоренц дал формулу величины этого сжатия.

Эйнштейн предложил эфир сделать неподвижным, как в его гравитационной, так и в магнитной части и использовал Лоренцово сжатие для массы, времени и пространства.

В результате получилась система, в которой масса, длина и время изменяются в зависимости от скорости, а эфир стабилен, т.е. принятые нематериальные величины меняются, а материальная среда - гравитационное поле и магнитное поле – неизменны.

Но поскольку параметры полей отражают динамику их взаимодействия с астрономическими объектами (в частности с Землей) и имеют разные значения в наблюдаемом объеме, эти явления надо было как-то объяснить, вот поэтому и была создана теория искривленного пространства.

Это означает, что не поля - материальная субстанция, меняют свои параметры, а пространство (принятая система мер) изменяет свои параметры.

В результате получилась правдоподобная картина, только перевернутая с ног на голову – поля стабильны, а система отсчета изменяется, причем изменяются все исходные величины – пространство, длина, масса и время, а

- 168 -

характер их изменения зависит от производной этих же величин – скорости, т.е изменения зависит само от себя (масло масленое).

Что в итоге? А в итоге оказалось, что магнитное поле земли – это некая динамическая

структура, которая, относительно спокойная на поверхности земли, имеющая в верхних слоях более выраженную динамику вплоть до магнитных бурь.

И что не у всех объектов аналогичное магнитное поле и что оно никак не влияет на земное и межпланетное тяготение, т.е. это не эфирный ветер по Декарту.

В результате должны были пересмотреть интерпретацию опытов Майкельсона, однако этого не произошло. Почему?

Зато стало приемлемо, что магнитное поле – это одно, а гравитационное поле – это совсем другое и предприняли серьезные попытки по изучению гравитационного поля.

Главное было заметить хоть какие-нибудь возмущения в гравитационном поле, иными словами, инициировать или поймать «гравитационные волны», как будто бы тяготения и аномалий гравитационного поля недостаточно для понимания роли гравитационного поля в природе. По последним данным, вроде бы удалось обнаружить гравитационные возмущения.

В настоящее время уже всем ясно, что гравитационное поле – это материальная среда, состоящая из гравитационных частиц, у которого свои параметры во всех точках пространства. И что?

Надо было пересмотреть отказ от эфирного ветра, чего, так же, не последовало. Почему?

По-видимому, потому, что привыкли к деформированному пространству, привыкли стоять на голове.

Но существенная разница оказалась в том, что Эйнштейн характеристики магнитного поля пристроил к гравитационному полю, но у гравитационного поля характеристики другие и отличаются от характеристик магнитного поля в миллионы раз т.е кривизна пространства – это кривизна гравитационного поля, а она то и не соответствует тем допущениям, которые принял Эйнштейн.

Гравитационное воздействие протекает со своими скоростями примерно в 20 миллионов раз выше, чем скорость света.

Средняя скорость магнетонов равна 424000 км/с – максимальная может достигать ~ 1000000 км/с и они движутся с такими скоростями, не возмущая гравитационное поле (по крайней мере, это не обнаружено), значит, скорость в 1000000 км/с – это очень маленькая величина по сравнению со скоростью гравитационных частиц, которая приближенно оценивается в 9,24 триллионов км/с.

Например, скорость звука С3 в газах при нормальных условиях составляет примерно 300 м/с, а скорость света в этой среде в миллион раз больше – 300000 км/с, а скорость гравитационного возмущения в этой среде составляет 6,5∙1012км/с, в двадцать млн. раз выше скорости света.

- 169 -

Мы пока достаточно точно не знаем скорость возмущений в гравитационном поле, но это не меняет существенно, в нашем понимании, картины взаимодействия гравитационного поля и материальных объектов от атомов до черных дыр.

Зато мы достаточно точно знаем, как воздействует гравитационное поле

(эфирный ветер) на астрономические объекты, а также на любые материальные тела, в том числе на элементарные частицы в рамках законов тяготения (Галилея, Гюйгенса, Кеплера). А также, мы знаем о колоссальной проникающей способности гравитационных частиц.

У нейтрино, например, проникающая способность при энергии в 1 МэВ составляет в свинце 1018м = 1015км. У гравитационной частицы

эта способность должна быть еще выше т.к. их размеры и скорости на много порядков отличается от элементарных частиц.

Можно утверждать, что эфирный ветер как материальное выражение

тяготения есть, только он не магнитный, а гравитационный и гравитационные частицы, из которых состоят магнитные частицы, на несколько порядков раз меньше, чем магнитные частицы и имеют среднюю скорость хаотического движения ~ 9,24∙1012 км/с и, по видимому, являются строительным материалом для ядер атомов и магнетонов, из которых состоят атомы и др. элементарные частицы.

Надо полагать, что гравитационные частицы имеют свои разновидности и так же многообразны в своих проявлениях как, например, атомы и молекулы со своей сложной структурой.

В итоге получается, что Декарт был прав, разглядев невидимый эфирный ветер, а Эйнштейн поспешил отказаться от эфирного ветра Декарта, создав свою необоснованную, надуманную теорию относительности, как специальную, так и общую.

Основные постулаты специальной теории относительности (СТО): 1. Все физические явления в инерциальных системах отсчета при

одинаковых начальных условиях протекают одинаково; 2. Скорость света в пустоте во всех инерциальных системах отсчета

одинакова, причем одинакова по всем направлениям и не зависит ни от скорости источника, ни от скорости наблюдателя;

3. Постулат ОТО. В гравитационных полях световые лучи распространяются по криволинейному пути.

Первый постулат сомнений не вызывает, все правильно, хотя надо

уточнить начальные условия т.е. в какой среде происходят события и как они связаны со средой.

- 170 -

Второй постулат не соответствует наблюдаемой картине и противоречит третьему, т.е если гравитационное поле действует на свет, то второй постулат несправедлив.

Рассмотрим подробнее исходные позиции второго постулата: - Скорость света в пустоте – что это такое? В пустоте не могут распространяться возмущения, да и пустоты в природе

нет (пока не обнаружено). Предположим, что он имел в виду под пустотой магнитное поле или

гравитационное поле. В гравитационном поле свет распространяться не может, это не та

субстанция, в которой могут происходить магнитные возмущения, равно как и звук не может распространяться в магнитном поле, в так называемом физическом вакууме.

Магнитные возмущения, световые волны и импульсы, могут проходить только в магнитном поле.

- Скорость света, как впрочем, и любого другого возмущения среды,

проходит со скоростью Сс+Vс где: Сс – скорость света, при исчезающе малых возмущениях; Vс – скорость смещения в световом импульсе, которая может иметь любые значения и зависит от скорости инициирующего возмущения.

- Скорость света в магнитном поле естественно зависит от скорости

магнитного потока. Например, магнитный поток под действием гравитационного ветра стекает в крупные астрономические тела с разными скоростями, в том числе, выше световых, например - из черной дыры не могут вырваться никакие лучи.

Исходя из этого второй постулат оказывается не состоятельным и именно

он привел к необходимости деформировать систему измерения – пространство, массу и время по соответствующим зависимостям.

Например о массе: _______

m = m0 / √1-V2/C0 2 ; (87)

частица, с так называемой начальной массой или массой покоя m0, имеет

массу m в зависимости от скорости V. При V → Cc масса m стремится к бесконечности, т.е если электрон с массой 9,1∙10-31кг разогнать до скорости света, то его масса будет стремиться к бесконечности.

- 171 -

Как это рационально можно объяснить? Никакая частица не живет сама по себе, она всегда и везде есть часть

какой-то динамической системы, в данном случае магнитного поля, и двигаясь в поле, испытывает его сопротивление и соответственно она не может двигаться со скоростями, значительно превышающими среднюю скорость движения частиц магнитного поля, но это вовсе не значит, что она не может двигаться со скоростью, выше скорости света, не масса частицы меняется, а сопротивление среды.

Если частицу разгонять в магнитном потоке, то ее скорость всегда будет

меньше скорости магнитного потока, поэтому каким бы мощным ни был поток, скорость частицы не будет равной или выше скорости потока, но это вовсе не значит, что масса частицы растет бесконечно, просто поток исчерпал свои возможности по скорости для данного опыта (не может ветер разогнать снежинку выше собственной скорости, каким бы мощным он ни был), а частица, как она имела массу 9,1∙10-31 кг, так она ее и имеет.

Т.е авторы теории в своих выводах не учли особенности взаимодействия

физического тела и среды (магнитного поля) и сделали ложные выводы, приписав частице какую-то сверх массу, не разобравшись в логике взаимодействия.

Кроме того, в указанной зависимости, нет параметров, характеризующих

среду – плотность, скорость частиц, направленную скорость, а сделан упор только на скорость возмущения (света), поэтому ее нельзя считать справедливой.

И еще, если учесть скорость смещения Vс , то эту зависимость следует записать:

__________ m = m0 / √1-V2/(C+Vc)2 (88)

потому, что скорость светового импульса всегда и везде выше Сс на

величину Vс. Но это ни в коей мере не будет справедливая зависимость, т.к она не

учитывает параметров среды, с которой взаимодействует исследуемая частица – электрон.

Аналогично следует рассматривать зависимости для пространства и времени.

В итоге, можно констатировать, что основные зависимости теории

относительности и не могут рассматриваться как законы природы.

- 172 -

Следует также отметить, что третий постулат о криволинейном движении, распространения лучей света в гравитационных полях, так же не учитывает особенностей взаимодействия физических тел и сред, ведь луч света распространяется не в гравитационном поле, а в магнитном поле, которое под воздействием гравитационного поля так же стекает в крупные астрономические тела.

А луч света, проходящий, например около солнца, естественно меняет свое

направление на какую-то величину, по действием магнитного поля. Самое удивительное, что это явление, изменение направления луча света,

считают доказательством справедливости СТО, но ведь все наоборот – это, как раз доказывает несостоятельность второго постулата о неизменности скорости и направления света во все стороны.

С другой стороны – световые импульсы переносят массу материи в

уплотненном участке импульса со скоростью Сс+Vc и в каком-то смысле импульс сжатия представляет собой некоторою массу, переносимую в пространстве магнитного поля, но гравитационное поле воздействует на частицы магнитного поля и тем более воздействует в большей степени на уплотненную в импульсе часть магнитного поля, отклоняя луч на какую-то величину.

Этот тоже один из факторов, влияющих на отклонение луча света в поле

тяготения астрономических объектов. Но ни квантовая механика, ни релятивистская механика не рассматривали

перенос массы материи световым импульсом, и вообще, массообмен на основе выводов ударно-импульсной теории. Как впрочем, этого не рассматривала и остальная физика.

Это также доказывает, что положения теории относительности надо

пересматривать, но уже в новых условиях, не на основе скорости света, а на основе скорости возмущений в гравитационном поле и с учетом параметров гравитационного поля – плотности, скорости частиц, направленной скорости и скорости смещения и с учетом влияния этих параметров на состояние исследуемого объекта.

Какую роль сыграла теория относительности в науке? Это фантастический вариант мироздания, когда все наоборот, что

собственно и породило множество всяких научных небылиц в течение последних 100 лет.

- 173 -

9. О гравитации и мироздании Почему материальные объекты, характеризующиеся массой и объемом,

притягиваются друг к другу по законам тяготения: По закону Галилея:

F = mq; (89) По закону Гюйгенса, для взаимодействующих астрономических тел:

q = V2/R; (90) По обобщенному закону Кеплера для солнечной системы:

R3/T2 = K; (91) По закону Ньютона:

F = G·m1m2/R2; (92) где: F – сила притяжения; m – масса тела; q – ускорение силы тяжести; V – орбитальная скорость; R – радиус орбиты тела, расстояние между телами; Т – период обращения планеты; K – постоянная Кеплера = 3,354·1018м3/с2; G – гравитационная постоянная G = 6,672·10-11н∙м2/кг2; m1 и m2 – массы двух взаимодействующих тел. Закон тяготения Ньютона выведен с использованием законов Галилея,

Гюйгенса и Кеплера. При m1= m2; F = G·m2/R2; а при R → 0, F → ∞. Это чисто геометрическая задача. Возможно ли, что силы тяготения могут достичь бесконечности? Нет, потому что R не может быть равным нулю. Если рассматривать природу этих сил, как проявление взаимодействий

различных форм материи (поля и физического тела), то величина силы F будет иметь какое-то предельное значение, зависящее от свойств поля и его динамических возможностей – плотности поля и величины средней скорости хаотического движения частиц поля и скорости поля.

- 174 -

Сила не может возникнуть без передачи импульса и массы физическому телу, поэтому элементы поля (частицы, из которых оно состоит), должны обладать и величиной массы и скоростью, а также иметь способность проникать в среду физического тела во всем его объеме.

Это возможно только в том случае, если гравитационное поле состоит из

хаотически движущихся гравитационных частиц, величина которых намного порядков меньше частиц, из которых состоят физические тела, включая и магнитные частицы (частицы магнитного поля - магнетоны).

А также, гравитационные частицы должны обладать высокой средней

скоростью, величина которой значительно превышает среднюю скорость магнетонов.

Любое тело не может не находиться во взаимодействии с гравитационным полем, потому что частицы гравитационного поля являются «строительным материалом» любого физического тела и любое физическое тело (от магнетона до черной дыры) – это есть определенное динамическое проявление гравитационного поля.

Физическое тело характеризуется более высокой, чем гравитационное поле

плотностью и ниже, чем в гравитационном поле скоростью частиц. Проходя через физическое тело, гравитационные частицы теряют часть

своего импульса или вообще остаются в физическом теле, остаются в частицах, в основном в протонах, а в крупных телах – в предельно плотных ядрах.

В любом случае интенсивность потока гравитационных частиц в сторону тела всегда выше, чем от него, что и порождает тяготение, а также связанное состояние тел, которые могут существовать только при наличии гравитационного поля и его гравитационного ветра (потока частиц гравитационного поля - гравитонов).

Например, если в теплый влажный воздух ввести холодное плотное тело

(металлический шар), то в сторону шара сформируется поток молекул более сильный, чем от него, т.к. часть молекул воды будет конденсироваться на шаре, в результате чего на его поверхности возникнет определенное давление, большее, чем в среде газа, пропорциональное скорости и массе поступающих молекул.

А если рядом поместить два шара, то симметричная сферическая

динамическая картина нарушится, и между шарами возникнут силы притяжения за счет того, что в зоне между шарами меньше будет конденсироваться молекул воды.

Аналогичная картина наблюдается в полях – гравитационном поле,

магнитном поле, электрическом поле.

- 175 -

В общем случае можно сделать главный вывод, что силы тяготения без передачи импульса и массы во взаимодействующих средах поля и тела возникнуть не могут.

Имея какое-то стабильное состояние в рассматриваемом объеме

пространства, гравитационное поле стекает в массивные среды – планеты, звезды и черные дыры, равно как и в ядра атомов, за счет чего удерживает их в связанном состоянии, создавая в них и вокруг них скоростное поле тяготения.

Но, поскольку, потоки гравитационных частиц, направленные в одно

место, не могут стекать строго радиально, потому что это состояние всегда нарушается с образованием спирального вихря, т.е. поток гравитационных частиц будет иметь тангенциальную составляющую скорости.

Модель спирального стекания эфира в астрономические тела предложил

Рене Декарт, как собственно и идею мирового эфира, в начале 17 века. Взаимодействие направленных потоков гравитационных частиц с

физическими телами рождает сложную систему тяготения в планетных, звездных и галактических структурах в соответствии с законами тяготения в каком-то приближении.

Такое рассмотрение приводит также к выводу, о том, что за счет

гравитационного ветра массивные тела увеличивают свою массу и суммарный импульс. И чем массивнее тело, тем больше в него поступает гравитационных частиц и тем интенсивнее оно увеличивает свою массу и тем выше тяготение в сфере его жизнедеятельности.

Интенсивность гравитационного ветра обратно пропорциональна радиусу

для плоской задачи, и квадрату радиуса для сферической задачи, где радиус – это расстояние от центра масс физического тела до рассматриваемой точки (центра масс другого тела).

Почему мы здесь коснулись плоской задачи? Это связанно с тем, что в настоящее время расчет давлений внутри

сферических астрономических объектов производится как в плоской гидростатической задаче, что будет подробно рассмотрено далее.

Сильное поле, т.е. высокой интенсивности гравитационный ветер,

позволяет увеличивать массу крупных тел за счет поглощения не только гравитационных частиц, но и более крупных образований – от частиц магнитного поля до планетных систем.

Такой подход не противоречит наблюдаемым фактам в астрофизике, например, сверхкритическое разбухание ядер галактик («черных дыр») и их испарение (взрыв).

- 176 -

При этом, силы от гравитационного ветра в сторону ядра галактики ослабевают за счет сверхкритического потребления гравитационных частиц черной дырой и окружающими звездами, потому что плотность гравитационного ветра снижается и он не в состоянии удерживать необходимое давление на поверхности черной дыры, не в состоянии удерживать его в сжатом состоянии.

Из этого следует, что гравитационное поле в любых соразмерных объемах

Вселенной имеет свои параметры по плотности, хаотической (средней) скорости частиц и направленной скорости частиц (гравитационного ветра) относительно ближайших массивных объектов.

Надо полагать, что это и привело создателей СТО к мысли об

искривленном пространстве для условий неподвижного и стабильного гравитационного поля.

Но пространство – это не гравитационное поле, а это система отсчета

гравитационного поля или иначе – это место, где находится гравитационное поле со своими параметрами и поэтому не надо искривлять пространство – это принятая система отсчета.

А вот гравитационное поле – это динамическая среда, состоящая из тонких

частиц, весьма неоднородна во вселенной и которая является родоначальником всех видов известной и неизвестной нам материи, начиная от магнитных частиц и кончая черными дырами.

Что это за частицы и какие их разновидности? И как они устроены – нам

пока неведомо, но то, что они во много порядков раз меньше магнетонов, электронов и протонов, неоспоримо, потому что протоны в гравитационном поле ведут себя как в сплошной среде и также подчиняются законам всемирного тяготения.

Существует какая-либо другая субстанция, которая является строительным

материалом для гравитационных частиц – это уже вопрос философский, потому что мы еще толком не знаем как устроены атомы и элементарные частицы и совсем ничего не знаем о гравитационных частицах, потому что и мы, и все наши средства наблюдения, субстанция молекулярная и дальше молекул-атомов и их осколков мы заглянуть не можем, не овладев методами воздействия на гравитационные частицы.

Особый интерес представляют спиралевидные вращающиеся структуры,

где гравитационный ветер, направленный к центру объектов, имеет тангенциальную составляющую, которая близка или равна орбитальным скоростям звезд или планет, движущимся вокруг центра тяготения, поэтому,

- 177 -

собственно, и формируются спиралевидные структуры и поэтому объекты долго живут на своих орбитах, т.к. они движутся вместе с полем, а вокруг себя также имеют спиралевидное поле.

Если объект движется против вектора скорости поля, то он достаточно

быстро потеряет свою скорость и будет поглощен центром тяготения системы. Например, планета, которая вращается «против шерсти» навстречу

тангенциальной составляющей гравитационного ветра, достаточно быстро потеряет свою скорость и постепенно, приблизившись к своей звезде, будет ею поглощена. Это относится к космическим пришельцам, которые залетают в спиралевидную систему не с той стороны. Это также объясняет тот факт, что и звезды в галактике и планеты вокруг звезд вращаются в одну сторону, потому, что все то, что вращаясь против ветра, оно давно уже стало частью ядра тяготения.

На орбитах остаются только те объекты, которые движутся по ветру. Что такое тангенциальная составляющая и как она формируется? Любая система тяготения может находиться только в двух состояниях –

либо шаровидном, либо спиралевидном. При определенных условиях астрономическое тело, например звезда,

может находиться в строго центрированном состоянии взаимодействия с гравитационным полем, т.е гравитационный ветер имеет векторы скорости, совпадающие с направлением к центру тяготения – к центру звезды. Это состояние неустойчивого равновесия (рис.26-а).

Такое состояние, по-видимому, характеризует шаровые звездные

скопления, которые есть в большом количестве во вселенной, в том числе, в нашей галактике. Они характеризуются сложной структурой динамики вращения гравитационного поля вокруг центра тяготения шарового скопления в нескольких плоскостях, это явление ждет своих исследователей.

Но тела всегда находятся во взаимодействии со средой и среда, так или

иначе, толкнет поле вокруг центра тяготения, и оно, поле, пойдет к центру по спиральным линиям тока, как показано на (рис.26-б), а полный вектор скорости VГ будет направлен по касательной к линии тока.

С течением времени объекты, которые летят по ветру, сравняют свою

скорость с тангенциальной составляющей – VT, а центробежные силы будут уравновешивать радиальную составляющую скорости гравитационного поля – VR, при этом чем круче спираль, тем меньше VT и тем выше и устойчивее может быть орбита тела около центра тяготения.

- 178 -

При условии VT = Vо – тангенциальная составляющая гравитационного ветра равна орбитальной скорости, например планета, будет находиться в устойчивом положении, ей не надо преодолевать сопротивление гравитационного поля при своем вращении вокруг звезды.

Середина - равновесная часть спирали, характеризуется тем, что VT и VR могут быть равны между собой, т.е в каком –то месте спирали:

VT = VR = VО. (93)

Поэтому на орбитах остаются те планеты, которые летят по ветру, имея

при этом свое спиралевидное вращающееся поле и она, планета, вращаясь вместе с ним, как бы катится по гравитационному ветру звезды, а гравитационный ветер звезды, соответственно, по гравитационному ветру галактики, создавая сложную динамическую картину гравитационного поля.

Исходя из этого положения, можно, в каком-то приближении, определить

скорость гравитационного ветра в срединной части спирали и затем для всего объема тяготения (для всей сферы).

Зная тангенциальные составляющие нескольких планет системы можно

определить скорость гравитационного ветра системы. Поступающий гравитационный ветер, по спиральным линиям тока, на

звезду способствует ее раскручиванию с круговой скоростью, равной тангенциальной составляющей на уровне верхних слоев звезды.

Тангенциальная скорость VT настолько велика на поверхности «черных дыр», что вокруг полюсов дыры образуются вихри в виде торнадо, внутри которых радиальный гравитационный ветер ослаблен и через эти зоны, как через трубы, выжимается легкая составляющая «черной дыры», главным образом магнетоны, а давление на поверхности дыры настолько велико,

- 179 -

- 180 -

что струи магнетонов выдавливаются с около световыми скоростями. Это явление недавно обнаружили американские астрономы. Какие скорости гравитационного поля вблизи поверхности черной дыры

могут быть, можно только гадать. Если провести аналогию между истечением газа в вакуум и истечением

гравитационных частиц в гравитационный вакуум, то с какой-то долей вероятности, можно принять, что эта скорость будет равна средней скорости хаотического движения гравитационных частиц.

Иначе говоря, если мы сможем определить скорость гравитационных частиц вблизи дыры, то мы фактически получим величину средней скорости гравитационных частиц в гравитационном поле. А, по средней скорости определить скорость распространения возмущений в гравитационном поле – СГ., понятно, что эти скорости могут иметь отклонения от истинных в разы, но тем не менее, они, в грубом приближении, будут характеризовать гравитационное поле и его скоростной режим.

Спирально-вихревая структура объектов дает нам возможность приближенной оценки направленной скорости гравитационного ветра и средней скорости гравитационных частиц в гравитационном поле, в пространстве объектов.

Это наиболее достоверно можно сделать на примере нашей солнечной системы и нашей галактики – ГМП, как наиболее изученных структур вселенной.

В структуре Солнечной системы, стекание гравитационного поля в центр солнца на поверхность предельно плотного ядра непрозрачного для гравитационных частиц, происходит по спирали. Наличие предельно плотного ядра будет обоснованно далее.

Полагая, что средняя скорость хаотического движения гравитационных частиц в стабильном межгалактическом гравитационном поле близка к скорости потока частиц гравитационного поля вблизи предельно плотного ядра, где нет обратного потока гравитационных частиц, равнозначно истечению в гравитационный вакуум - это и будет максимально возможная скорость, которая существует в природе для гравитационного поля, и которая не может быть выше средней скорости гравитационных частиц в стабильном гравитационном поле.

Скорость потока (гравитационного ветра) вблизи плотного ядра Солнца можно определить исходя из параметров движения планет Солнечной системы вокруг центра по своим орбитам.

В таблице 3 приведены данные по движению планет по своим орбитам: - радиус орбиты – Ro; - период обращения вокруг солнца – То; - ускорение силы тяжести на орбите – qo; - скорость на орбите – Vo; - отношение ускорений между орбитами – q01/q02; q02/q03; и т.д.

- 181 -

- 182 -

- отношения радиусов орбит - R01 / R02; R02 / R03; и т.д. - произведение отношений ускорений и радиусов орбит. (Табл. 3) В спирали Солнечной системы существует эталонная орбита, где:

VT = VR = VО , когда равнодействующая гравитационного ветра направлена под 45о к

радиусу солнца, исходя из чего можно определить величину радиальной составляющей гравитационного ветра в сфере тяготения Солнца, а так же определить предельную скорость гравитационного ветра – VГmax (предельная скорость поля).

Скорость поля на всех орбитах Солнечной системы определим из условия (приближенно):

VГO = VОЭ · R2ОЭ / R2

O ; (94) т.е скорость гравитационного ветра VГO в любой сфере Солнца равна

произведению скорости на эталонной орбите – VОЭ на отношение поверхностей сфер эталонной орбиты R2

ОЭ к сфере с радиусом R2О (что тоже, что и

отношение квадратов радиусов). Предельную скорость поля определим из условия:

VГmax = VОЭ · R2ОЭ / R2

ПЯ (95) где: RПЯ – радиус предельно плотного ядра солнца, откуда: _________

RПЯ = RОЭ √VОЭ / VГ max ; (96) Весь вопрос состоит в том, чтобы определить RОЭ – радиус эталонной

орбиты на которой VT = VR = Vo . Это можно сделать, в каком-то приближении, из условия произведения

отношений радиусов орбит и отношений ускорений силы тяжести на орбитах планет (таблица 3) из чего получается кривая, характеризующая поле тяготения в районе жизни планет (рис.27).

Экстремальная точка этой кривой дает нам орбиту, на которой: VT = VR = V0 Такая орбита находится примерно посередине между Юпитером и

Сатурном с RОЭ = 1100·106км и VОЭ = 11 км/с. Доказательство этого положения основывается на том, что силы тяжести

характеризующие поле тяготения создает гравитационный ветер и ускорение силы тяжести это фактически причина и следствие,

тогда: q1 / q2 = VГ1 / VГ2 (97)

- 183 -

- 184 -

т.е отношение скорости гравитационного ветра двух планет равно отношению ускорений, откуда:

VГ2 = VГ1 · q2 / q1; или q2 = q1VГ2 / VГ1 . (98)

Но поскольку отношение ускорений для орбит планет в начале растут (не

считая аномалии для Меркурия), а затем снижается, то наивысшая точка, точка перегиба кривой это и есть та орбита, у которой VО = VT = VR , где вектор равнодействующей скорости гравитационного ветра наклонен к радиусу под 45о.

Такая орбита имеет параметры: Rоэ = 1100∙106км – радиус эталонной орбиты; Vоэ = 11 км/с – скорость на орбите (расчетная); qоэ = 0,11∙10-3 м/с2 – ускорение на орбите; VRэ = 11 км/с – радиальная скорость гравитационного ветра. Эта орбита находится между Юпитером и Сатурном, в том месте,

где группируются наибольшие массы материи планет. Это весьма приближенная оценка VR , но тем не менее, она характеризует

поле тяготения солнца, т.е. это константа для Солнечной системы, которая характеризует всю систему. Это положение требует серьезных исследований и уточнений, мы же здесь ограничимся полученными величинами.

Планеты группируются в области пространства, где скорость гравитационного ветра обеспечивает необходимые скорости планет на их орбитах. Ближе к солнцу VT снижается и там будет торможение планет, как например Меркурий уже находится в зоне, где его скорость больше скорости RT и он подтормаживается и скоро упадет на солнце, несмотря на то, что ему помогает солнечный ветер удерживаться на своей орбите. Отсюда и аномальное значение отношения ускорения для Меркурия.

А за Плутоном также нет планет, все, что там было, все постепенно скатилось в зону соответствующих скоростей RT – гравитационного ветра. Поэтому не случайно эталонная орбита находится в середине масс планет.

Уменьшение тангенциальной составляющей гравитационного ветра вблизи солнца связано с поступлением гравитационного ветра из приполярных областей спирали, где скорость VT – значительно меньше и эти массы гравитационного поля притормаживают тангенциальную составляющую – VT. (рис.28).

Задача формирования спирали в одной плоскости вокруг астрономического объекта ждет своих исследователей.

- 185 -

- 186 -

Определим удельную скорость гравитационного ветра из условия: VГУ = VОЭ · qуд / qоэ . Зная скорость, VОЭ = 11 км/с и qоэ = 11·10 -5м/с2 , которая создает

ускорение равное 1 м/с2, т.е. qуд = 1 м/с2, тогда: VГУ = 11·1/11·10-5 = 100000 км/с. Т.е. удельная скорость гравитационного поля для условий Солнечной

системы составит 100000 км/с, при такой скорости гравитационного ветра возникает ускорение силы тяжести в 1 м/с2.

Эта же удельная скорость справедлива для условий солнечной орбиты в галактике.

Радиальную скорость гравитационного ветра на поверхности солнца

определим используя удельную скорость, из условия:

VГO = qO · VГУ ; (99) где: VГO – скорость гравитационного ветра на поверхности солнца; qO – ускорение силы тяжести на поверхности солнца, qO = 273 м/с; VГУ – удельная скорость гравитационного ветра равная 100000 км/с. VГO = 273·100000 = 27,3 ·106км/с . Скорость гравитационного ветра на галактической орбите солнца

соответственно будет:

VГГO = qГO · VГУ (100)

где: VГГO - радиальная скорость гравитационного ветра на галактической орбите солнца; VГУ - удельная скорость гравитационного ветра – 100000 км/с ; qГO - ускорение силы тяжести на галактической орбите; qГO определим из условия: qГO = V2

OC / ROC

- 187 -

(VOC – орбитальная скорость солнца – 220 км/с; ROC – радиус орбиты солнца 2,65∙1020м)

qГO = 2200002 : 2,65 ∙ 1020 = 1,82 ∙ 10-10 м/с2 . тогда: VГO = 1,82·10-10∙100000 км/с = 0,182 м/с , т.е. скорость гравитационного ветра на галактической орбите солнца

составляет 18,2 см/с . Определим параметры на предельно плотном ядре: Для определения предельных параметров гравитационного ветра важно

знать размер либо «черной дыры» в центре галактики, либо предельно плотного ядра в центре Солнца, полагая при этом, что их плотность равна плотности ядерной материи, т.е ρя = 3·1018 кг/м3 (плотность нейрона).

Учитывая то обстоятельство, что при взрыве сверхновой звезды, после сбрасывания легкой оболочки, остается нейтронная звезда величиной примерно равной величине луны.

Солнце уже близко к той массе при которой происходит взрыв сверхновой, согласно Чандрасекаровского предела для этого нужна масса 1,4 солнечных.

Исходя из этого можно допустить, что внутри солнца находится нейтронное ядро величиной в 1,4 раза меньше, чем луна по радиусу т.е. :

RПЯ = 1739 / 1,4 = 1242 км. Радиус RПЯ – предельно плотного ядро солнца, можно принять – 1200 км. На поверхности этого ядра будут предельные параметры VГmax , qmax и

Pmax – скорость гравитационного ветра, ускорение и давление. Предельную скорость VГmax , найдем из условия (95):

VГmax = VОЭ · R2ОЭ / R2

ПЯ = 11·(1100·106)2/ 12002 = 9,24·1012км/с; (101) Т.е. предельная скорость частиц гравитационного поля на поверхности

ядра будет составлять 9,24∙1012км/с (девять триллионов двести сорок миллиардов км/с). Эта же скорость характеризует среднюю скорость движения гравитационных частиц в гравитационном поле.

- 188 -

Определим предельное ускорение qmax из условий (98):

qmax = qоэ·VГmax / VГОЭ = 11·10-5 · 9,24 · 1012/11 = 0,924·108м/с2, (102) или qmax можно принять равную 9,2∙107м/с2, т.е. максимальное ускорение

в природе равно девяносто двум миллионам м/с2. Это ускорение силы тяжести, которое сжимает материю до ядерной

(предельной) плотности - 3∙1018кг/м3. Аналогичное ускорение возникает на поверхностях ядер галактик, черных дыр, нейтронных звезд и ядер атомов.

Определим радиус ядра галактики, зная предельную скорость из условия (96) : _________ RД = RОЭ √VОЭ / VГ max ; _____________ RД = 2,65·1020√0,182 / 9,24·1015 = 11,76·1011м ; т.е. радиус черной дыры в центре галактики ГМП, составляет 1176

миллионов километров. Масса ядра галактики будет: МГ = 4/3 πRД

3∙ρд = 4,19 (11,76 · 1011)3 · 3 · 1018 = 2·1055кг. Определим скорость возмущения в гравитационном поле СГ (вогра –

возмущение гравитации) из условия (22): __ __ СГ = VГmax∙ / √2 = 9,24∙1012/ √2 = 6,53∙1012 км/с; т.е. скорость распространения возмущения в гравитационном поле будет

равна 6,5 триллионов км/с, в 21,8 миллионов раз больше скорости света. Если учесть, что скорость света Сс больше скорости С3 (звука) в газах

примерно в один миллион раз, то результат получиться вполне сопоставимым со скоростью возмущений в гравитационном поле.

Если, например, взорвется ядро нашей галактики, то мы получим сведения

об этом событии не через 28 тысяч световых лет за счет радиационного излучения, а через – 28000:21800000 = 0,0013 года т.е через ~ 0,5 дня (через 12 часов) за счет гравитационного возмущения.

- 189 -

Определим массу ядра солнца из условия: МЯО = 4/3 πRЯО

3∙ ρmax = 4,19·12000003·3·1018 = 1,5·1037кг. Зная удельную скорость гравитационного ветра - VГmax = 9,24·1012км/с, и ускорения на поверхностях всех планет, определим скорости

гравитационного ветра на поверхностях планет, радиусы предельно плотных ядер планет и их массы.

Например, для Земли: VГ = VГУ ∙ qП = 100000∙9,81 = 981000 км/с. и соответственно радиус и масса предельно плотного ядра: ________ ______________ RПЯ = RП √VГО / VГmax = 6,378·106∙√981000/9,24∙1012 = 2077м. MПЯ = 4/3 πRПЯ

3 ∙ ρmax = 4,19·20773·3·1018 = 1,13·1029кг. Аналогично эти параметры вычислены для всех планет и Луны, данные

представлены в таблице 4.

- 190 -

- 191 -

Таким образом, мы приближенно оценили скорость гравитационного ветра в окрестностях Солнца и планет системы, а также внутри Солнца и планет.

Эти данные позволили оценить радиусы предельно плотных ядер планет и солнца.

Массы плотных ядер, радиусы которых определяют гравитационную ситуацию в сфере астрономических объектов, оказались значительно, на 4-6 порядков больше, чем классическая масса объектов.

Естественно возникает вопрос, откуда такие массы и почему они не были определены, не выявлены ранее?

Это, по-видимому, объясняется тем, что не было понимания того, что гравитационную ситуацию определяют не собственно массы, а сфера с предельными параметрами – RПЯ, VГmax, qmax, т.е эти исходные параметры определяют все остальное в сфере астрономических объектов и в соответствии с этим у планет имеется абсолютная характеристика – постоянная планеты (А. объекта) Пп:

Пп = qmax· RПЯ 2 ; (103)

Значения этих величин представлены в таблице 4. Тяготения в сфере астрономического объекта зависят от величины Пп. Для

определения Пп не обязательно использовать предельные значения, достаточно знать q на любом расстоянии от центра тяготения, точнее, от центра сферы тяготения, что подтверждается законом тяготения Кеплера для солнечной системы.

Пп = qR·R2 это универсальная величина тяготения для всех А. объектов. Пп связано с обобщенным законом Кеплера следующим соотношением: Пп = К · 4π2 = qR·R2. Из этой зависимости видно, что тяготение не зависит от массы

напрямую, а опосредованно, т.е. главные параметры тяготения это q и соответственно гравитационный ветер, который определяет величину q, а интенсивность гравитационного ветра определяет радиус предельно плотного ядра RПЯ – исходная величина для всех расчетов.

Самый важный вывод состоит в том, что все сферические астрономические объекты имеют предельно плотное непроницаемое для гравитационных частиц ядро, в оболочке которого происходят гравитационные реакции, превращение гравитационных частиц в магнетоны и в ядерную массу.

Предельно плотное ядро – это последняя инстанция во взаимодействии материи объектов с гравитационным ветром.

Аналогичные процессы происходят на ядрах атомов и молекул.

- 192 -

Вообще говоря, классика обидела А. объекты, лишив их предельно плотного ядра, получилось так, что наночастица имеет предельно плотное ядро, а огромные массы материи, сформированные в мощные центры тяготения, такого ядра не имеют.

Ядро атома, например, протон, имея массу 1,67∙10-27кг, тяжелее электрона примерно в 2000 раз, масса которого 9,1∙10-31кг, и в общем, это нормальное состояние для системы тяготения любой величины, в том числе и для планет, и звезд, и черных дыр, где все определяет предельно плотная ячейка, которая находится внутри системы.

Возникает вопрос, как в этих условиях относиться к закону всемирного тяготения Ньютона?

Наверное, как к эпизоду в развитии представлений о мироздании. Закон Ньютона характерен тем, что в нем имеется главная составляющая –

квадрат радиуса, потому что в сфере тяготения основной характеристикой является квадрат радиуса, т.е. фактически отношение поверхности сфер. Это и определило его приемлемость.

В сущности, если в законе Ньютона: F = G · m1 · m2 / R2, G сделать сколько угодно больше или меньше, то F и массы для всех

случаев так же будут больше или меньше, но дело не в величине F, а в характере ее изменения в зависимости от R2.

А что касается G, она определена, что называется, для тепличных условий Земли и даже не в поле тяготения, а нормально к нему, а если эту величину определить на Солнце или на «Черной дыре», естественно величина G будет иметь совсем другие значения, в сотни и миллионы раз будет отличаться от земного варианта.

С другой стороны, Ньютон ввел какую-то эталонную массу и в итоге получил в числителе произведение масс, что называется, подогнал ответ. Но силы тяготения зависят не от произведения масс объектов тяготения, а от их суммы, что означает – поле тяготение одного и поле тяготения другого тела суммируются при их взаимодействии. Это положение предусмотрено законом тяготения Кеплера, который выражается зависимостью:

T1

2(m0 + m1) / T22(m0 + m2) = a1

3 / a23; (104)

где: Т1 и Т2 – периоды обращения двух объектов вокруг солнца; m0, m1 и m2 – соответственно масса солнца и массы объектов; a1 и а2 – полуоси орбит объектов (планет).

- 193 -

Произведение квадратов периодов на суммы масс центральной и движущихся точек относятся как кубы больших полуосей их орбит (радиусов орбит).

Закон Ньютона можно рассматривать как своеобразную интерпретацию истинных законов тяготения Галилея , Гюйгенса и Кеплера и этот закон в общем устраивает науку, потому что все параметры А. объектов посчитаны с помощью этого же закона, т.е относительно полей тяготения он справедлив, а относительно масс – нет.

Истинные законы тяготения это: F = mq (Галилей), q = V0

2/R0 (Гюйгенс), R3/T2 = 3,354·1018 (Кеплер). С точки зрения практической космонавтики эти зависимости являются

определяющими. А есть внутри планет сверх плотные ядра или нет – это вопрос чисто научный. Для практического приложения, важно то, что поле тяготения есть и параметры его известны, поэтому закон Ньютона и приняли к употреблению, потому что в относительных величинах он приближенно соответствует реалиям. Несмотря на то, что облегчил вселенную, примерно на четыре – шесть порядков, но удовлетворительно работает для малых масс, вращающихся в поле тяготения крупных объектов.

В пользу того положения, что не массы, а поверхность ядер определяют ситуацию в поле тяготения можно привести соотношение масс и соотношение поверхностей и сравнить их с соотношением постоянных Пп, например, для галактики и солнца:

Отношение масс ядер галактики и солнца:

MЯГ / MЯО = 2·1055 / 1,5·1037 = 1,3·1018. (105) Отношение поверхностей ядер галактики и солнца:

RЯГ2 / RЯО

2 = (11,8·1011)2 / (1,2·106)2 = 9,6·1010; (106) Отношение постоянных галактик и солнца:

ПпГ / ПпС = 12,8·1030 / 13,4·1019 = 9,6·1010; (107) Это значит, что по массе ядро галактики больше ядра солнца в 1,3∙1018

раз, а по соотношению поверхностей и постоянных в 9,6 ∙ 1010 раз больше и равны между собой. Аналогично для всех объектов любой системы.

- 194 -

По классике известно, что ядро галактики тяжелее солнца в 95 миллиардов раз, что практически совпадает с классической оценкой в относительной части.

Отношение постоянных характеризующих систему (ее поле тяготения) равно отношению поверхностей предельно плотных ядер, которые в итоге и определяют параметры тяготения (гравитационного поля), так называемый гравитационный радиус.

Поверхности ядер мы можем только рассчитывать, мы их никогда не увидим и не пощупаем, пока не научимся влиять на возмущения в гравитационном поле.

Внешние поля тяготения – это наш мир, мы в нем живем, а параметры этого мира – это есть результат взаимодействия предельно плотных ядер и их гравитационных полей.

Истинные массы объектов мы не узнаем до тех пор, пока не научимся воздействовать на гравитационное поле, потому что только с помощью гравитационных импульсов мы сможем исследовать А. объекты и понять их истинную структуру и соответственно массу.

Следует обратить внимание еще на одну закономерность, которая вытекает из представленной картины.

Скорость гравитационного ветра VR и соответственно ускорение q0 зависят от квадрата радиуса – R0

2. А произведение R02· q0 для всех объектов

– величина постоянная для всех значений R0, т.е R02·q0 = const ;

Предложенная схема расчета параметров объектов это, в какой-то мере, идеализированный вариант, на самом деле все значительно сложнее в полях тяготения объектов, в особенности вблизи ядер галактик, где сосредоточены огромные, в том числе невидимые, вращающиеся вокруг ядра массы в виде черных дыр, звезд, нейтронных звезд и прочих карликов.

Там естественно, другие условия, где протекают интенсивные динамические процессы и где разобраться в системе взаимоотношений миллиардов массивных густонаселенных объектов весьма и весьма затруднительно и вряд ли возможно.

Поскольку Солнечная система находится в малозаселенном пространстве галактики, то у нас сложились хорошие условия для оценки системы тяготения, практически без влияния соседних звезд и других объектов.

Поэтому нам и удалось, как-то, в грубом приближении, оценить как внешние поля, так и внутренний механизм работы солнца и планет во взаимодействии с гравитационным полем солнечной системы и галактики ГМП.

По результатам анализа гравитационного поля Солнечной системы и галактики можно сделать ряд обобщенных выводов:

- Скорость гравитационных частиц в гравитационном поле составляет ~ 9,24·1012 км/с, а скорость возмущений в гравитационном поле ~ 6,5·10 12 км/с, что в двадцать два миллиона раз выше, чем средняя

скорость магнетонов (магнитных частиц в магнитном поле) и чем скорость

- 195 -

света, эта скорость – необходимое условие существование гравитационных частиц в несвязанном состоянии.

- Сферические астрономические объекты состоят из 2-х субстанций – непрозрачного для гравитационных частиц предельно плотного ядра, предположительно с плотностью 3·1018кг/м3 и прозрачной для гравитационных частиц относительно легкой оболочки ядра, при этом в оболочке сосредоточена материя, которая участвует в гравитационных реакциях, а материя ядра в гравитационных реакциях не участвует, в реакциях участвует его поверхность.

- Величина радиуса ядра (поверхность ядра) в основном определяет параметры поля тяготения. Масса оболочки, по сравнению с массой ядра, примерно в 100000 раз меньше, для крупных объектов, но зато весь объем оболочки участвует в гравитационных реакциях.

- Давление, создаваемое гравитационным ветром на поверхности ядра, формируется частично за счет оболочки и частично за счет непосредственного воздействия гравитационных частиц на поверхность плотного ядра, а внутри ядра оно одинаково во всем его объеме.

- Гравитационное поле несет материю и импульс астрономическим объектам за счет гравитонов и более крупных материальных тел, которые захватывает гравитационный ветер в свою сферу действия.

Гравитоны частично трансформируются в элементарные частицы (магнетоны, электроны, протоны и.т.п.), частично пронизывают объект, не касаясь плотного ядра, частично отражаются от элементов прозрачной среды, сохраняя свой потенциал и частично покидают астрономический объект, т.е. в гравитационное поле объектов имеются прямые и обратные потоки частиц.

- В сфере черных дыр, в непосредственной близости, обратный поток, отсутствует, а на окраине, за пределами галактики, отсутствует прямой поток и соответственно тяготение.

- В зависимости от скорости гравитационного поля внутри объектов формируются слои материи от предельно низкой до предельно максимальной плотности, причем от слоя к слою, предельная плотность достигается в ядре, а минимальная – на краю магнитного поля объекта.

На примере Земли подробнее рассмотрим взаимодействия

гравитационного ветра с элементами внутренней структуры объектов. Приближенная структура земли, в представлении современной геофизики,

показана на (рис.29). Структура построена на основании сейсмических исследований и в общем достоверно отражает границы слоев внутри земли ( в оболочке земли ) и состояние коры и мантии [14].

Достаточно хорошо исследована земная кора в ее статических и динамических проявлениях и, в общем, убедительно сформировано представление о мантии и влияние ее на состояние коры.

- 196 -

- 197 -

Внешнее ядро и внутреннее ядро описаны предположительно, а предельно плотное ядро вообще не рассматривалось, видимо по двум причинам: сейсмическими методами выделить (высветить) относительно малый объем ядра практически невозможно, а других методов зондирования глубины планеты пока не существует, и второе – сама научная концепция о строении астрономических объектов не предусматривала наличие предельно плотных ядер (ППЯ).

Между мантией и внешним ядром и между внешним и внутренним ядром отмечены переходные слои, в которых протекают процессы по переходу материи из одного состояния в другое со скачком плотности.

(фазовые переходы материи в зависимости от величины давления в этих слоях).

По видимому, между предельно плотным ядром и внутренним ядром также имеется переходный слой, поэтому можно говорить о трех изменениях структуры материи внутри земли.

Основным параметром, воздействующим на структуру материи, наряду с усиливающимся гравитационным ветром к центру земли, является давление вышележащих слоев материи, которое является результатом действия гравитационного ветра на оболочку земли, и в которой гравитационный ветер разгружает часть своего импульса.

Определим давление на поверхности внешнего ядра из условия, что на его поверхность давит вся расчетная масса мантии и коры (давление атмосферы пренебрежимо мало, поэтому о нем мы здесь не говорим).

;вя

срмвя S

qМP

⋅= (108)

где: Мм – масса мантии и коры; qср – среднее земное ускорение в мантии; Sвя – поверхность внешнего ядра, 4π R2

вя . В этом уравнении неизвестны Мм – масса мантии и qср – среднее

ускорение силы тяжести в мантии.

мвям RRМ ρππ

−= 33

34

34

где: ρм - плотность мантии можно принять 4,5 кг/л или ρм = 4500 кг/м3; R - радиус Земли = 6371000м; Rвя – радиус внешнего ядра = 3470000 м. Тогда: Мм = 4500 (4,19∙63710003-4,19∙34700003) = 4,08∙1024 кг

- 198 -

qср - среднее ускорение в мантии определим из условия:

;7,07,0 2

2

вявяср R

RqSSqq +

++

+ ⋅=⋅⋅= (109)

(зависимость для qср будет обоснована далее) где: q+ - земное ускорение 9,81 м/с2; R+ - радиус земли, 6371 км; Rвя - радиус внешнего ядра, 3470 км. Тогда :

2

2

2

/15,233470000637100081,97,0 смqср =⋅⋅= .

Давление на поверхности внешнего ядра будет:

атммнРвя6211

2

24

102,6/102,6347000014,34

15,231008,4⋅=⋅=

⋅⋅⋅⋅

= ,

т.е. давление на поверхности внешнего ядра составляет 6,2 млн. атмосфер

(по классике 1,37 млн. атм.) Возможно, что это давление значительно выше, потому что плотность

материи мантии при давлении в миллионы атмосфер должно быть выше. Аналогично определим давление на поверхности внутреннего ядра:

приняв плотность вышележащих слоев ~7000кг/м3 , при qср=187м/с2 и поверхности ядра 1,8∙1016м2; массе оболочки 5,3∙1024кг.

атммнРя6211

13

24

10550/10550108.1

187103,5⋅=⋅=

⋅⋅⋅

=

т.е. давление на внутреннем ядре 550 млн. атмосфер (по классике 3,12

млн. атм.) Учитывая, что плотность вещества во внешнем ядре значительно выше при

давлениях в сотни миллионов атмосфер в толще внешнего ядра, давление на внутреннем ядре может быть намного выше.

Определим давление на поверхности предельно плотного ядра из расчета, что на его поверхность давит вся Ньютоновская масса земли 6∙1024 кг со средним ускорением, равным для половины радиуса Земли :

qср = ~1000м/с2

- 199 -

220

24

2

724

max /101,1207714,341000106

42000105106 мн

RqМ

Рпя

ср ⋅=⋅⋅⋅⋅

=⋅

=⋅⋅⋅

= +

π ;

То есть Рmax - 1,1·1014 МПа = 1,1·10 15 атмосфер, примерно тысячу

триллионов атмосфер. Давление на поверхности плотного ядра – это максимальное давление в

природе, которое удерживает ядерную материю в связанном состоянии. Плотность гравитационного поля можно определить зная давление на

плотном ядре земли и максимальную скорость гравитационного ветра :

2maxГ

ягп V

SP ⋅=ρ ; Ря = Рmax ; (110)

где: Ря – давление на плотном ядре, S – площадь сечения потока, м2 , S = 1м2

VГmax – максимальная скорость гравитационного ветра на поверхности ядра. VГmax = 9,241015 м/с

( )12

215

20

103,11024,9

1101.1 −⋅=⋅

⋅⋅=гпρ кг/м3.

Массу гравитонов, получаемую землей от гравитационного ветра,

можно определить, зная плотность гравитационного поля и его скорость на поверхности земли, в одну секунду:

МГЗ = S+· VГ+∙ ρ гп.; где: S+ - поверхность земли S = 5,1·1014м2; VГ+ - скорость Г.поля на поверхности земли Vг+= 9,8·108 м/с; ρг.п. – плотность Г.поля Рг.п=1,1·10-12 кг/м3; МГЗ = 5,1·1014 · 9,81 · 10 8· 1,1 · 10-12 = 5,5·1010 кг/с. За год Земля получает массу (за 3,15∙107секунд) Мг.год = МГЗ · 3,15·107 = 5,5·1010·3,15·107 ≈ 1,73∙1018 кг. Т.е. за год Земля получит массу 1,73∙1018 кг,

- 200 -

а за миллиард лет получит массу 1,73∙1027 кг. Но не вся полученная масса останется на земле, часть уходит на нагрев

планеты и часть уходит на образование магнитного поля земли, которое сдувается солнечным ветром в космос.

Масса материи получаемая солнцем: Солнце в 3,4∙105 раз больше Земли и соответственно будет получать: 1,73 · 1018·340000 = 5,9·1023кг/год и соответственно за миллиард лет - 5,9 · 1032 кг. За год Солнце теряет, за счет излучений примерно 200 триллионов тонн -

2∙1017 кг это примерно в 3 миллиона раз меньше, чем приобретает за счет гравитационного поля.

Таким образом, в центральной части планеты мы наблюдаем три главных

границы смены состояния материи, это, считая от центра: поверхность предельно плотного ядра, поверхность внутреннего ядра и поверхность внешнего ядра.

Предельно плотное ядро – это предположительно ядерная материя непрозрачная для гравитонов.

Внутреннее ядро – это, по-видимому, оболочковая материя (магнетонный конденсат), в смеси с ядрами элементов.

Внешнее ядро – это электронно-протонная материя, т.н. вырожденный газ. Мантия находится в до критическом состоянии, сохраняет атомную и

молекулярную структуры и претерпевает только фазовые переходы. В переходных слоях на границах скачков уплотнения, происходит

формирование тех сред, которые лежат ближе к центру Земли. Плотность этих сред, по-видимому, значительно выше, чем предполагает

классика и соответственно масса Земли (как и других объектов) значительно больше, чем сейчас считается, не только за счёт предельно плотного ядра, но и за счёт более высокой плотности ядер – внутреннего и внешнего.

Расчёты давления с приемлемой достоверностью проведены для поверхности внешнего ядра, остальное не более как схема, результаты могут отличаться на порядки.

Понятно, что для исследования внутренних структур объектов необходимо использовать проникающую способность гравитационного поля,

в любом другом случае мы не сможем заглянуть во внутренние слои объектов.

- 201 -

Исходя из полученных данных, можно сделать ряд далеко идущих выводов:

- Все крупные сферические астрономические объекты в своей структуре уже содержат все предпосылки для перехода из одного состояния в другое.

- Ядро предельно плотной материи можно рассматривать как начало, зародыш нейтронной звезды или чёрной дыры, которое наращивает свой объём и массу с помощью гравитационного ветра и за счёт массы гравитонов;

- внутренние ядро - это зародыш протонной звезды; - внешние ядро - это начало звезды. - Переходы от одного состояния к другому происходят путём сбрасывания

легкой оболочки поочередно при достижении объектом определённой (критической) массы, за счет определённого количества обменной материи, в основном магнетонов на поверхности ядер.

- Термоядерные процессы, происходящие внутри астрономических объектов (планет, звёзд, галактик), протекают непрерывно за счёт энергии гравитационного поля и за счёт гравитационного ветра.

- Основной источник энергии звёзд – это энергия приносимая гравитационным ветром, которая компенсирует постепенное сбрасывание запасов обменной материи.

- Термоядерный синтез гелия на звёздах это параллельный процесс и далеко не доминирующий.

Главный процесс на всех астрономических объектах – это переработка высокоскоростных гравитонов в низкоскоростные магнетоны и формирование ядерной материи на поверхности предельно плотных ядер.

При достижении ядер критических диаметров и соответственно критического уровня обменной материи в переходных слоях приводит к газификации и сбрасыванию верхлежащих оболочек.

Обоснование методики расчёта давления на поверхности ядра,

сводится к пониманию сферической гидростатической модели сферических астрономических объектов (рис.30).

Плоская гидростатическая модель Астросфер перекочевала в астрофизику из гидравлики, где давление определяют по высоте столба жидкости и её плотности.

Считается, что среда в сферах ведёт себя как жидкость, это подтверждено геофизиками на основании сейсмических исследований.

Но особенность сферических объектов состоит в том, что все силы тяжести направлены к центру, точнее нормально к поверхности ядра. Поскольку задача симметричная, то на всех изоуровнях давление уравновешенно, потому что рядом точно – такие же условия.

В этом случае давление на поверхности внутренней сферы (ядра) надо рассматривать не как столба, а как усечённого конуса, стоящего на меньшем основании или в общем случае давление всей массы оболочки на поверхность ядра (в общем случае на любом изоуровне внутри сферы) т.е.:

- 202 -

;я

ср

SqМ

Р ++= (111)

Но, q0 – земное ускорение, определено для поверхности Земли (R0), все

остальные значения будут зависеть от отношения площадей сферы Земли к исследуемой сфере, что соответствует отношению квадратов радиусов сфер.

Вдали от Земли ускорение будет уменьшаться, а в нутрии увеличивается и достигнет своего максимума на уровне сферы плотного ядра, где оно составит:

2

2

00пяя

я RRq

SSqq ++ == ; (112)

а среднее значение по оболочке составит:

;7,0 2

2

0пя

cр RRqq +⋅= (113)

т.е. ориентировочно где-то между средней линией оболочки и ядром.

- 203 -

- 204 -

Но оболочка неоднородна, её плотность существенно растёт с глубиной – в сторону центра Земли, поэтому коэффициент и принимается равным 0,7 весьма приближённо .

Определение qср – это очень важный вопрос, который требует специальных исследований.

Поскольку давление в материальной среде не может быть бесконечным (это чисто теоретический случай - если конус поставить на вершину в точку тогда в этой точке давление стремится к бесконечности), поэтому, при некотором конечном давлении, материя сжимаясь, становится непрозрачной для гравитационных частиц и приобретает сжатое, до плотности гравитационных частиц, жёсткое однородное состояние и покоится в этом состоянии.

На предельно плотное ядро давит вся оболочка, которую сжимает гравитационный ветер и часть гравитационного ветра, который достиг предельно плотного ядра и разгружается в его переходном слое.

Это тоже гидростатическая модель оболочки, но с одной существенной поправкой - не плоская, а сферическая гидростатическая модель.

Результаты расчета давления по сферической модели показали, что для земли давление на поверхности внутреннего ядра примерно в 180 раз выше, чем предполагается по классике.

Очевидно, что при давлении 550∙106 атмосфер материя сжимается до уровня полупрозрачности для гравитационных частиц и получает плотность на несколько порядков выше, чем плотность химических элементов в нормальных условиях.

Плотность внутреннего ядра Земли по классике предположительно от 12500 до 14000 кг/м3 (12,5 – 14,0 кг/л), но на Земле есть ряд элементов, весьма устойчивых в нормальных условиях, которые имеют плотность около 20 кг/л: вольфрам и золото – 19,3 кг/л, рений и платина – 21 и 21,4 кг/л; осмий и иридий – 22,6 и 22,5 кг/л; и др. Как же может быть, что элементы, находясь в нормальных условиях, могут быть плотнее ядра земли, которое находится под давлением 550 миллионов атмосфер?

Это также говорит о том, что существующие оценки плотности Земли и ее общей массы не соответствуют действительности.

Возникает вопрос, какова же все-таки т.н. средняя плотность Земли или иными словами истинная масса земли и в соответствие с этим массы других объектов. Получается, что закон тяготения Ньютона, на основе которого вычислили массы объектов, не соответствует реалиям.

Рассмотрим систему доказательства закона тяготения Ньютона:

;221

RmmGF ⋅

= где: G = 6,67·10-11 м3/кгс2 (Нм/кг2)

- 205 -

В уравнении силы по Гюйгенсу:

0

20

RmV

F = ;

где: F - сила взаимодействия, m - масса тела, Vo - орбитальная скорость тела, Ro - радиус орбиты. Подставим значение орбитальной скорости Vo = 2πR0/Т (T - период), получим:

;4

02

20

2

RTRm

Fπ

=

но, Т2 = R3/ К (по Кеплеру), тогда :

;420

2

RКmF π

= (114)

где константа Кеплера К=3,354·1018 м3/с2 для Солнца. Ньютон предположил, что постоянная величина 4π2К характеризующая

поле тяготения объекта пропорциональна массе:

4π2К = Gm; или G = 4π2К/m; (115) где G - гравитационная постоянная характеризующая тяготение во

вселенной и равная - 6,67·10-11м3/кг с2, или для двух взаимодействующих тел с массами m1 и m2 : 4π2К1 = G1m1 ; и 4π2К2 = G2m2. Тогда сила F1, с которой тело с массой m1 , действует на тело с массой m2

на расстоянии R, должно быть:

;4 22

1122

12

1 RmmG

RmKF ⋅=⋅= π (116)

а сила F2 , с которой тело с массой m2 , действует на тело с массой m1 на расстоянии R, должно быть:

- 206 -

21

2221

22

2 4RmmG

RmKF ⋅=⋅= π (117)

Ньютон также предположил что F1= F2 и G1 = G2, тогда:

221

RmmGF ⋅

= ;

т.е ключ к закону тяготения Ньютона – это 4π2К = Gm. При известных постоянных масса Солнца будет:

30

11

1822

1098.11067.6

10354.314.344⋅=

⋅⋅⋅⋅

== −GKM c

Cπ

кг

т.е масса Солнца по Ньютону равна 1,98·1030кг. Для Земли величина 4π2К3=4·1014 м3/с2. Тогда масса Земли - MЗ будет:

24

11

14

1061067.6

104⋅≈

⋅⋅

= −ЗM кг

В предположении Ньютона, что F1= F2; G1 = G2 и 4π2К = Gm,

скрыты три ошибочных предпосылки: 1. Радиусы вращения r1 и r2 двух тел, с массами m1 и m2, не равны

расстоянию между этими телами, потому что они вращаются относительно центра масс этих тел (рис.31).

Поскольку Ньютон за основу взял уравнение силы содержащее центростремительное ускорение по Гюйгенсу, а оно справедливо только для вращающихся тел относительно центра масс этих тел, а не относительно расстоянию между телами, то для двух уравнений F1 и F2 , радиус R не может быть одинаковым и соответственно силы F1 и F2 не равны между собой. Поэтому Земля и «крутится» по большему радиусу и с большей скоростью чем Солнце, чтобы за счет центробежной силы уравновесить это неравенство.

То есть Ньютон рассмотрел динамику взаимодействия тел как статическую задачу, используя при этом уравнение динамики Кеплера и Гюйгенса, что совершенно неправомерно (рис.31).

2. Коэффициент G взят одинаковым для разных тел имеющих разные поля, что не может быть справедливым, т.к. G на Солнце не может быть равным G на Земле на таком же радиусе.

- 207 -

- 208 -

Через коэффициент G, Ньютон сделал гравитационное поле однородным во Вселенной, что в результате, в дальнейшем, привело к понятию «однородного пространства» и к необходимости его «искривления» чтобы описать динамику гравитационного поля.

3. Ньютон ввел (априори) среднюю плотность Земли равную 5кг/л., через известный объем Земли определил ее массу и по массе Земли с использованием своего закона определил величину G.

То есть, по сути, схоластически ввел эталонную массу, относительно которой определил массы всех объектов Солнечной системы.

Из условия: К=R3/T2; q0 = V2/ R ; T=2πR/V, 4π2К = q0R0

2 = qmax· Rпя = Пп, т.е. 4π2К пропорционально квадрату радиуса предельно плотного ядра

(ППЯ) и предельному ускорению на этом ядре. Что и характеризует поле тяготения в сфере конкретного объекта, тяготение определяет величина поверхности плотного ядра или его квадрат радиуса. То есть 4π2К , по сути приводит к необходимости существования предельных параметров поля внутри астрономических объектов, но внутренние процессы в телах Ньютон не рассмотрел, приняв это все, опять же за «материальную точку».

Если предположить, что ППЯ нет, т.е. R→0 , то qmax→∞, ρmax→∞ и

Vгmax→∞, но на пути к бесконечности все равно наступит момент, когда образуется какое-то конечное значение R величина которого будет опорной величиной, от которой пойдет отсчет параметров поля и предельных величин.

У атома этой величиной является ядро протона (протон состоит из оболочки и ядра) предельно плотная материя ρ = 3∙1018 кг/м3.

Но поскольку масса объекта зависит от куба радиуса, то допущение Ньютона что 4π2К = Gm также нельзя считать справедливым.

Например, для нейтронной звезды радиусом 1200 км – 1,2∙106 м гравитационного поле будет примерно такое же как у Солнца, тогда по Ньютону масса нейтронной звезды будет:

30

11

20

1098.11067.61032.1

⋅=⋅⋅

= −m кг

Но поскольку плотность нейтронной звезды равна примерно 3∙1018 кг/м3,

тогда при радиусе 1,2∙106 м.

- 209 -

( ) 3718262 1017,2103102,119,434

⋅=⋅⋅⋅=⋅=⋅= ρπρ ннн RVm

т.е. разница составляет в десять миллионов раз. Это также говорит о несправедливости допущений Ньютона, для объектов, имеющих ППЯ, где гравитационную ситуацию определяет его величина (радиус ППЯ).

Зависимость Ньютона правильно характеризует поле тяготения (ослабление при увеличении R и усиление при уменьшении R) и его основную характеристику ускорение силы тяжести, которая также обратно пропорциональна квадрату радиуса, т.е. от 1/R2. В итоге получилась правдоподобная картина, которая в относительных величинах правильно характеризует взаимоотношение объектов.

А, поскольку, массы всех объектов определены с использованием

зависимости 21

RmmGF = ; то получилась вполне приемлемая картина, тем

более что G определили для условий Земли. Но G, так же как и К, имеет свою величину для каждого объекта, не может

быть, чтобы G нейтронной звезды был равен G Земли т.е. 6,67∙10-11 , то же самое для Солнца, т.е. G на Солнце, по идее, должна быть в 330000 раз больше, чем на Земле, для одного и того же радиуса, потому что поле тяготения Солнца в 330000 раз больше земного, тогда масса Солнца должна быть:

24

3

2

106330000

4⋅=

⋅=

GK

m cπкг

т.е. получается, что Солнце имеет массу Земли, это говорит о том, что

зависимость: 4π2К = Gm нельзя считать справедливой и, тем более,

221

RmmGF ⋅

= ,

потому что Ньютон принял G одинаковой для всех объектов, что тоже,

сделал гравитационное поле стабильным во всей Вселенной, исключив этим любые динамические проявления гравитационного поля, что также нельзя считать справедливым.

Логика взаимодействия астрономических объектов сводится в взаимодействию их полей и соотношению гравитационно активных масс и пассивных масс (инертных масс предельно плотных ядер). Когда будет полная ясность в этих взаимодействиях, тогда возможно будет, в каком- то приближении определить собственно массы объектов и силы взаимодействия друг на друга.

- 210 -

Кроме того, если вычислить силы действия в зависимости от вращения тел

с m1 и m2 относительно радиусов r1 и r2 , т.е. относительно центра масс этих тел (рис. 31), то получим следующие зависимости:

( )21221

24 mmRT

rrF +⋅

=π

. (118) Это общий случай для любых тел. Для солнечной системы будет (с учетом закона Кеплера):

( )21421

218 410354.3 mmR

rrF +⋅⋅⋅

=π

; (119)

или: ( )

42121

201032.1R

rrmmF ⋅⋅+⋅= . (120)

Эти зависимости показывают, что сила тяготения зависит от суммы масс, а

не от их произведения, как это показано у Ньютона. Ньютон за счет произведения масс занизил сами величины масс на несколько порядков для наблюдаемых астрономических объектов.

Вопрос определения величины масс объектов пока остается открытым, нерешенным.

Кроме того, произведение масс m1· m2 не имеет физического толкования, что это такое произведение масс?

Массы материи могут только суммироваться. Например, массы двух объектов имеют по 10 кг в сумме 20 кг, а их

произведение дает 100 кг2, что это такое 100 кг2 ? Это математическая абстракция и не более. Таким образом закон тяготения Ньютона нельзя считать справедливым и

соответственно не справедливы все параметры астрономических объектов посчитанных на основании этого закона.

- 211 -

10. Об электричестве Теория электричества достаточно полно и глубоко проработана в научном

и практическом аспектах и что либо добавить к тому, что известно, очень трудно.

Это как раз тот случай когда не важно на каких началах выстроена теория, а важен результат, а результат весьма впечатляющий.

Поэтому возникает вопрос, надо или нет пересматривать теорию электричества в связи с тем, что в ее основе заложены сомнительные начала.

Похоже, что особой нужды нет в пересмотре всей теории, но выявить недостатки в исходных посылках необходимо по причине того, что возможно там скрыты неизвестные явления, которые могут оказаться полезны людям.

Теория электричества основанная на положительных и отрицательных электрических зарядах не раскрывает физическую сущность самих зарядов.

То есть, современная теория электричества «не знает» что такое электричество в материальном выражении и так же «не знает» что такое электрический ток.

Классика говорит, что электрический ток это направленное движение электронов от минуса к плюсу.

Но электроны не могут двигаться внутри кристалла физического тела, являясь его структурной составляющей. Электроны могут покидать свое место в структуре атома только при высоких скоростях взаимодействия атомов, но это уже плазма.

Что бы выйти из этого противоречия, классика использует понятие – «свободные электроны», которые могут свободно перемещаться в проводниках, то есть получается, что заряд это облако свободных электронов.

Исходя из новых соображений выстраивается несколько иной подход в понимании электрических явлений.

Электрон как динамическая тороидальная формация состоит из электрических частиц (магнитный туман), которые находятся в динамическом взаимодействии с конденсатной оболочкой ядра атома и с магнитным полем.

Внутренняя динамика электрона зависит от внешних факторов – в основном от температуры, давления и от интенсивности обменных процессов магнетонами с окружающей средой.

Электрон может быть меньше или больше по величине и по массе в зависимости от обменных процессов.

Такие процессы, как трение, деформация, нагревание физического тела, влияют на электроны и они могут, либо терять часть своей массы (электрических частиц и магнетонов), либо получать дополнительную массу, за счет обменных процессов не покидая своего места в структуре атома.

Этим можно объяснить появление зарядов на поверхности физического тела, но не с позиции (+) и (-) , а с позиции «больше» и «меньше» или «избыток» и «недостаток».

- 212 -

Там, где недостаток электрических частиц, магнитная среда стремится пополнить и уравновесить этот недостаток за счет потока магнетонов в зону недостаточности, а там где избыток, среда стремиться забрать лишнее, то есть, возникают электрические поля (заряды) разных потенциалов с избытком или недостатком частиц.

При взаимодействии двух заряженных тел – одного с избытком, а другого с недостатком частиц, тела в стремлении уравновесить свои потенциалы, притягиваются друг к другу, за счет магнетонных потоков от избыточного к недостаточному.

При взаимодействии двух тел с избыточными зарядами, они отталкиваются друг от друга, за счет встречных потоков магнетонов излучаемых в окружающую среду.

При взаимодействии двух тел с недостаточными зарядами, они притягиваются друг к другу, за счет потоков магнетонов от среды в сторону зарядов, (по классике отталкиваются).

Вся суть электричества в его физическом выражении это динамика обмена электрона частью своих частиц с магнитным полем или с другими электронами, которые находятся в структуре физического тела.

Электрический ток это движение электрических частиц, из которых состоят электроны, от избыточного к недостаточному, то есть за счет разницы потенциалов.

Электроны, имея определенную пространственную направленность вращения, разную для разных кристаллов, либо способствуют прохождению зарядов, либо препятствуют. Именно структура кристаллов физического тела (взаимосвязь расположения в них электронов) определяет возможность прохождения зарядов.

Например, углерод в структуре графита – проводник, а в структуре алмаза – изолятор или вода, в жидкости – проводник, в твердом состоянии – изолятор.

Этот подход хорошо объясняет связь электрических и тепловых процессов (нагревание током), электрохимические процессы, образование электромагнитного поля около проводника с током, электромагнитную индукцию, проводимость в зависимости от структуры молекул проводника, сверхпроводимость, полупроводимость и многое другое.

Исходя из предложенных позиций, можно утверждать, что электроника, это фактически «магнетоника».

Электроны, в зависимости от условий меняют свои параметры, либо сбрасывают часть своей электрической массы, либо стремятся получить ее и переходят в неравновесное состояние со средой. Например – пьезоэффект.

Это положение также хорошо согласуется с электрическими процессами в атмосфере, когда за счет изменения температуры происходит конденсация паров воды с образованием жидких кристаллов, электроны, объединяясь, сбрасывают часть своей массы (дефект массы), то есть образуются избыточные электрические заряды и происходит выделение тепла, а при испарении водяного тумана, образуется недостаточность зарядов и поглощения тепла.

- 213 -

Из этих зарядов формируются электрические поля с высокими потенциалами, как в сторону избытка, так и в сторону недостатка зарядов.

Эти поля разряжаются между собой – от большего к меньшему, либо с нейтральной средой – землей.

Перетекание зарядов может происходить в ударно-импульсном режиме, с ионизацией среды, где часть заряда поля разрушает молекулы воздуха, насыщая среду электрическими частицами и образует через это плазменный канал проводимости.

Или эти поля разряжаются медленно в виде коронного разряда, постепенно излучая избыточные заряды в виде потоков магнетонов.

Рассматривая таким путем электрические процессы следует пересмотреть закон Кулона, который является следствием применения закона тяготения Ньютона к взаимодействию электрических зарядов и предусматривает произведение зарядов, тем самым искажает истинную картину силового взаимодействия зарядов.

Эта задача ждет своих Кулонов двадцать первого века. Таким образом, электричество и тепло имеют общую магнетонную

природу и отличаются тем, что тепло это излучение магнетонов, а электричество это связанные частицы из магнетонов и при обменных процессах могут переходить друг в друга. Либо магнетоны формируют электрические частицы, либо частицы распадаются до магнетонов, в зависимости от внешних условий.

Задачу преобразования электричества в тепло мы решили хорошо, практически во всех его проявлениях, а вот задачу преобразования тепла в электричество напрямую мы не решили и вынуждены применять для этой цели громоздкие и сложные генераторы с низким КПД.

Решение задачи прямого преобразования тепла в электричество даст людям определенное преимущество в практическом приложении, а в процессе ее решения, неизбежно будет раскрыта материальная и физическая сущность магнетонов, электрических частиц и электронов.

Эта задача давно ждет своих Ломоносовых и Столетовых. М.В. Ломоносов – первый российский электрик, он исследовал

атмосферное электричество. А.Г. Столетов открыл фотоэффект, по сути процесс преобразования света в

электричество, это открытие настолько важное, что только за следствие фотоэффекта (так называемый второй закон фотоэффекта)

А. Эйнштейну дали нобелевскую премию.

- 214 -

11. О взрыве звезд и галактик. Звезды поочередно сбрасывают легкую оболочку при достижении

определенного предела по величине радиуса плотного ядра, через сверхкритическое накопление обменной материи, в виде магнетонов.

За счет насыщения легкой оболочки магнетонной массой, происходит плавление и газификация оболочки.

Первая фаза – рождение звезды, это плавление и газификация мантии и с ней коры (атомно-молекулярного материала мантии) и этот цикл не носит глобально-взрывной характер, он проходит медленно по мере увеличения радиусов ядер объектов.

Мантийное вещество, получая тепло (магнетонную массу) плавится и затем приходит в газообразное состояние и расслаивается по плотностям – сверху водород и гелий, внизу тяжелые металлы.

Внешнее проявление – это повышение вулканической деятельности до полного плавления оболочки и затем ее газификация.

Доказательство этого положения – горячие недра планет и их тепловой поток на поверхность объектов. У земли этот поток не велик, у Юпитера значительно больше, у Солнца дошло до предела.

Можно полагать, что Юпитер постепенно, через несколько миллиардов лет войдет в звездную фазу – как коричневая звезда, и со временем будет светить.

На Земле в это время станет теплее, она станет горячей, если ее к тому времени не поглотит либо Юпитер, либо Солнце.

Юпитер уже сейчас ведет себя как центр планетной системы, собрав вокруг себя 16 спутников, и активно собирает кометный, астероидный, метеоритный материал, а также часть того, что сбрасывает солнце в виде солнечного ветра, что так же объясняет его мощное магнитное поле и его мощную атмосферу, достаточно горячую с большим содержанием водорода. Со временем Солнце и Юпитер станут двойной звездой.

Вторая фаза эволюции звезд – это сбрасывание материи внешнего ядра. В этой фазе предположительно находится Солнце. Расширение оболочки идет медленно и закончится через многие миллиарды лет в результате останется т.н. белый карлик, т.е. плотное ядро в окружении материи внутреннего ядра, а материя внешнего ядра будет унесена в космос в результате расширения, образуя огромную сферу раскаленных газов.

Третья фаза – это взрыв сверхновой звезды – сброс материи внутреннего ядра. Этот процесс протекает лавинообразно при увеличении плотного ядра до критического размера. В результате остается плотное ядро в оболочке генерируемого им на его поверхности магнетонного конденсата. Плотное ядро представляет собой нейтронную звезду, которая есть начало «черной дыры».

Оболочка, состоящая из мантии внешнего и внутреннего ядер, это необходимое условие рождения предельно плотного ядра (ППЯ). Когда ППЯ вырастет до размеров достаточных для самостоятельной жизни, то оболочка

- 215 -

будет сброшена в три фазы. То есть, оболочка объектов, является колыбелью для рождения черной дыры.

Считается, что нейтронная звезда остывает и покоится в этом состоянии. Но она не остывает, она, наращивая свой радиус за счет гравитонного ветра, постепенно переходит в состояние «черной дыры», которая отличается от нейтронной звезды тем, что при определенном радиусе поток гравитационнных частиц (гравитонный ветер) не выпускает магнетонную материю в виде всевозможных излучений. Этот процесс происходит медленно и внешне проявляется как покраснение и дальнейшее потемнение нейтронной звезды. Что приводит исследователей к мысли о том, что нейтронная звезда остывает, но она не остывает, она все меньше излучает, она превращается в «черную дыру», не выпуская за счет интенсификации гравитонного ветра излучений в окружающую среду.

Этот подход не противоречит наблюдаемым и исследуемым процессам в астрофизике и более того, такое рассмотрение процессов многое объясняет в наблюдаемом мире.

Необходимо отметить еще одну особенность космических структур – баланс (равенство) кинетической и потенциальной энергии, характеризующих эти структуры. Если потенциальной энергии больше в структуре, то она неустойчива и, наоборот, если меньше, то устойчива.

Основной концентратор потенциальной энергии – это плотные ядра, а кинетическая энергия в основном сосредоточена в массе свободных гравитационных частиц.

Например, для Солнечной системы с ее радиусом R = 2·1016м и плотностью гравитационного поля ρ = 1,7·10-12кг/м3, масса свободных частиц составит:

( ) 37123163 107,5107,110219,434 ⋅=⋅⋅⋅⋅=⋅= −

гпгсkc RM ρπ кг (121) Масса плотного ядра Солнца Мя = 1,5·1037кг (табл. 4.) Если учесть, что в системе сосредоточены несколько масс солнца

связанной материи от элементарных частиц до планет, то результат получился, вполне приемлем, т.е. Мкс ≥ Мne, что говорит об устойчивости системы.

Для галактики с ее размером по радиусу в 2000000 световых лет (включая ее спутники – Магеллановы облака), тогда:

( ) 55123163 107,5107,110200000019,434 ⋅=⋅⋅⋅=⋅= −

гпгскг RМ ρπ кг (122) Масса плотного ядра галактики равна ~2·1055кг (табл. 4). Соотношение примерно такое же, как и для Солнечной системы, что

говорит о том, что мы живем в устойчивых структурах.

- 216 -

«Черная дыра», как ядро звездной системы будет прирастать в основном за счет гравитонного ветра, потому что все прочие материальные объекты будут поглощаться, главным образом, окружающими ядро звездами и «черными дырами».

Стекая в «черную дыру» в ядро галактики , гравитационные частицы на каком то этапе достигнут своего максимума по количеству приносимой материи. Плотность потока не может расти беспредельно, истощается окружающая среда – гравитационное поле, нарушается баланс кинетической и потенциальной энергии системы.

И чем больше становится дыра, тем больше она потребляет материи извне, вовлекая в свою жизнедеятельность все большие объемы гравитационного поля, отсасывая из него, за счет гравитонного ветра, все материальное, включая магнитное поле.

Наступает период, когда гравитонного ветра не хватает для удержания материи дыры в сжатом состоянии. В окружающей среде падает плотность гравитационного поля. Сжатая гравитонным ветром дыра начинает расширяться, давление от гравитонного ветра становится меньше, чем необходимо для устойчивости дыры, в результате чего происходит лавинообразный процесс расширения и испарения ядерной материи в пространство, от ядра возникает поток гравитонов в пространство.

Фронт разгрузки напряжения пойдет внутрь дыры, т.е. начнется обычная картина взрыва в пульсирующем режиме, с возникновением ударных гравитационных фронтов, создавая в пространстве высокий уровень плотности гравитационного поля.

Через определенный период распад ядра прекратиться, за счет высокой плотности гравитационного поля сформируется поток гравитационных частиц в сторону остатков дыры, обеспечив тем самым нормальную жизнь небольшой нейтронной звездочке.

Обратный поток от ядра при взрыве изменит картину тяготения в пространстве галактики. Звезды начнут разбегаться, более активно взаимодействовать между собой за счет получения огромной массы материи в условиях повышения плотности полей и в первую очередь гравитационного поля. Пространство галактики превратиться в туманность, в космическую среду поступит большое количество гравитонных, магнетонных и других более крупных частиц. Процесс испарения черных дыр – ядер галактик, ждет своих исследователей.

В объеме галактики сформируются скопления звезд и «черных дыр» со своими центрами тяготения, которые со временем сформируют новый центр тяготения и превратятся опять в большую галактику, при этом большая часть материи уйдет в межгалактическое пространство и в другие галактики.

Чрезмерное поглощение материи полей приводит галактику, как целое, в нестабильное состояние, а ядро к дезинтеграции, это естественный процесс и он периодически повторяется во всех галактиках.

- 217 -

Сверхкритическое разбухание звезд и ядер галактик приводит к их дезинтеграции, чем обеспечивается кругооборот материи в природе в условиях баланса кинетической и потенциальной энергий .

Мощные взрывы звезд и ядер галактик могут, так же, происходить и за счет объединения (соударения) крупных объектов, которые при этом выбрасывают в космос огромное количество материи разных видов от гравитонных частиц до тел типа астероидов и метеоритов.

Применение сферической гидростатической модели и модели спирального стекания гравитонных частиц в астрономические объекты вскрыло для нас совершенно другое состояние материи внутри объектов, наличие у них легкой оболочки и предельно плотного ядра, которое, главным образом, определяет динамическую ситуацию в окрестностях объектов и характеризует материальный обмен и тяготение.

Эволюцию астрономических структур и объектов можно представить как три основных характерных фазы:

- Дозвездные темные объекты от малых тел до загорающихся звезд; - Звездные светящиеся объекты от загорающихся звезд до угасающих

нейтронных звезд; - Темные объекты после звездного состояния – от угасающих нейтронных

звезд до черных дыр мощных центров тяготения в структурах. Основная масса материи сосредоточена в невидимых объектах – «черных

дырах», а планетная и звездная часть материи составляет весьма малую величину от общей материи Вселенной, как в атоме все определяет ядро, так и во вселенной все определяют ядра – «черные дыры».

- 218 -

12. О Большом взрыве и расширении Вселенной. Был ли Большой взрыв, в результате которого образовалась наша

Вселенная? Доказательством того, что 14 миллиардов лет тому назад произошел

Большой взрыв – является красное смещение спектральных линий в излучении водорода, поступающего к нам от галактик. Это явление открыл американский астроном Хаббл в 1929 году и интерпретировал его (на основании эффекта Доплера), как удаление галактик от нас, а также друг от друга и всех от всех. При этом установил зависимость скорости удаления от величины расстояния между галактиками. Эту зависимость называют законом Хаббла:

VГ = 73 Мпк (123)

где: Vг – скорость удаления наблюдаемой галактики, 73 км/с – постоянная Хаббла; Мпк – Мегапарсек, 1 миллион парсек, 3,09·1016м. На каждый миллион парсек расстояния до наблюдаемой галактики

скорость удаления составит 73 км/с, если расстояние 10∙106 Пк, то Vг = 10∙73 = 730 км/с. Ставить под сомнение закон, полученный на основании наблюдаемых и

проверенных факторов, дело конечно, щекотливое. Но, если учесть, что факт состоит в красном смещении и это неопровержимо, тогда зададимся вопросом – почему у всех галактик наблюдается красное смещение?

Напрашивается два основных ответа: - первый, это удаление галактик друг от друга, на чем и остановился

Хаббл, - второй ответ прячется в структуре самой галактики. Похоже, что они оба работают в разной степени. Галактика состоит из ядра – гигантской черной дыры, на поверхность

которой стекает гравитационное поле, магнитное поле и все, что близко с малым моментом и массой, а скорость стекания такова, что из «черной дыры» не может вырваться излучение в виде волн и импульсов. Вокруг дыры балдж диаметром около 20 тысяч световых лет (на примере нашей галактики ГМП), который состоит из вращающихся вокруг дыры, так называемых старых звезд, в большинстве своем сверх гигантов.

Вокруг балджа в виде диска расположены спиральные крылья, заселенные в основном молодыми звездами типа нашего Солнца и их планетными системами. Наибольшее излучение исходит от балджа. Но в зоне жизни звезд балджа скорость стекания гравитационного и магнитного полей в сторону ядра галактики составляет многие сотни и тысячи километров в секунду, при этом, гравитационного поля - больше, магнитного поля меньше, на величину скольжения.

- 219 -

Излучение от ярких звезд центральной части галактики должно пройти через встречный поток магнитного поля, скорость которого постепенно снижается до нуля за пределами галактики. Встречный поток, с уменьшающейся скоростью, увеличивает длину волны и снижает частоту излучения на величину, зависящую от начальной скорости магнитного поля, т.е. на величину красного смещения, которое и открыл Хаббл.

И чем мощнее галактика, тем больше будет смещение, обусловленное большей скоростью магнитного поля в центр галактики. Это значит, что не только галактика убегает от нас, а и магнитное поле, в наиболее яркой части галактики убегает от нас.

Это положение подтверждается тем, что красное смещение у галактик повернутых к нам ребром, меньше чем у галактик расположенных в фас.

А галактика летит себе по своей траектории с неизвестной нам скоростью и не обязательно от нас, а может быть мимо нас, а может и на нас. В мире галактик такой же хаос, как и в любой термодинамической системе.

Поэтому можно говорить о двух факторах - скорости галактики и скорости магнитного поля внутри галактики, и какой из них главный – неизвестно.

Почему Хаббл не рассмотрел второй вариант ответа? Потому что в то время, когда он открывал свой закон, уже господствовала

мысль о том, что гравитационное поле и магнитное поле – это искривленное пространство.

Приняв идею Хаббла о том, что галактики разбегаются все от всех, а так же предложенную ранее Фридманом (1922г.) модель расширяющейся вселенной (на основе ОТО), Г. Гамов и др. создали весьма занятную, теорию Большого взрыва, который является причиной расширения Вселенной, и который произошел 14-15 миллиардов лет тому назад и до сих пор во Вселенной все убегает друг от друга.

Особенность этого взрыва заключается в том, что его параметры весьма показательны, можно сказать, фантастические.

Материя, находящаяся в сингулярном состоянии (с бесконечной плотностью и температурой), величиной с протон (по некоторым данным еще меньше), взорвалась и из нее, через некоторое время, получилась наблюдаемая нами Вселенная с ее сотнями миллиардов галактик, в каждой из которых содержится сотни миллиардов звезд и миллионы «черных дыр», а каждая звезда содержит свою планетную систему с тысячами больших и малых тел – всего крупных объектов около 1025 шт. и все это из тела величиной с протон.

А скорость разлета продуктов взрыва в начальный момент составляла 3∙1048 км/с, примерно в 1043 раз больше, чем скорость света, но это не материя разлеталась с такой скоростью (по Энштейну она не может быть выше 3∙105 км/с), а это пространство разверзлось с такой скоростью, как будто материя не летела вслед за расширяющимся пространством, или вместе с ним.

- 220 -

Температура в начале взрыва, через 10-32секунды, была равна 1032 0С, т.е. десять с тридцатью двумя нулями, а плотность материи составляла 1097 кг/м3.

О величине давления данных нет, о величине ускорения тоже, хотя должно быть - 3·1080 км/с.2 И все это до сих пор расширяется.

Вот что значит интерпретировать наблюдаемые факты и не учитывать параллельно действующие процессы.

Такого рода интерпретации пошли от материальной точки и стимулировались в связи с появлением релятивисткой механики Эйнштейна, откуда и пошли бесконечная плотность материи, расширяющееся пространство с фантастической скоростью и ускорением, близкой к бесконечности и другие бесконечно малые и большие величины, что для материальной точки может быть и справедливо, потому что материальная точка – это ничто.

В этой связи интересно будет отметить одну особенность в развитии научной мысли. Как только появляется новое открытие, сразу появляются великие теоретики, которые на этой основе создают свои оригинальные теории, которые в последствии выдаются и принимаются за научные истины, особенно, если эти теории будоражат воображение своей неординарностью.

Например, после того как Кеплер опубликовал свои законы небесной механики, основанные на фактических наблюдениях, Ньютон, используя законы Кеплера, Галилея и Гюйгенса, создал закон всемирного тяготения и на его основе посчитал массы астрономических объектов, которые мы до сей поры считаем истинными. В итоге более трех сот лет заблуждений и исканий потерянной массы материи (темной материи).

Майкельсон не обнаружил эфирный ветер, Эйнштейн на этой основе создал свою релятивистскую механику, которая поставила физику с ног на голову и породила хаос в науке и уже сто лет мы не можем понять, что это значит и блуждаем в «трех соснах» - килограмм, метр, секунда.

После открытия Хабблом красного смещения в излучении галактик Гамов сочинил свою теорию Большого взрыва и расширяющейся Вселенной и уже 60 лет мы пытаемся реконструировать картину взрыва, которого не было.

Так же было и при открытии фотоэффекта, радиоактивности и другое. И что характерно, чем фантастичнее или экстравагантнее теория, тем она

быстрее становится научной истиной, иными словами - чем наглее ложь, тем быстрее в нее поверят.

Что бы это могло значить? Неужели наука так и будет морочить голову людям заумными теориями? Мы, например, совершенно спокойно говорим об аномалиях

гравитационного поля в том или ином районе, о магнитных бурях и.т.п. и наряду с этим изучаем теории, построенные на основе стабильных гравитационного и магнитного полей. Почему мы не пересматриваем эти теории или не отказываемся от них? Может быть, человечество находится в детском возрасте, что склонно верить в небылицы и принимать на веру необоснованные теории или это что- то другое? Но что?

- 221 -

13. О происхождении Вселенной. Существует две основные признанные теории происхождения Вселенной. Первая, примитивная, изложенная Моисеем в ветхом завете три с

половиной тысяч лет тому назад. Вторая, разработанная Г. Гамовым и др. (1948 г) на основе Большого

взрыва. Эти две крайности – первая для всех, вторая для гениальных людей имеют

общее начало, и в первом и во втором случае Вселенная произошла из ничего. Что Бог создал из ничего, что взрыв произошел из ничего, из какой – то

частицы величиной с протон. Но существенно отличаются тем, что в первом случае - божественное

начало, т.е. дядя пришел и создал Вселенную и нас в том числе, во втором – естественное начало, бесконечно плотная частица взорвалась и из нее все образовалось.

Наука признает и развивает теорию Г. Гамова, хотя совершенно неясно в каких условиях она, эта частица находилась, с чем находилось во взаимодействии, как образовалась, есть ли еще такие частицы, и почему она взорвалась – взорвалась и все тут, а что было до того «… никак ни сказалось на современном состоянии Вселенной», как говорят специалисты по происхождению Вселенной, то есть начальные условия не повлияли на результат.

Вопрос происхождения Вселенной и что в ней, мучает человечество всегда и если мыслить категориями крайностей, то человечество не ответит на этот вопрос никогда. Потому что нельзя ставить так вопрос – вот ее начало, а вот ее конец. Нет ни начала, ни конца, Вселенная просто есть всегда и живет по своим законам и эти законы надо изучать.

Достоверно замечено, что все процессы в природе циклические, а периоды этих циклов измеряются от триллионных долей секунды до многих миллиардов лет, и это только то, что нам известно, а что за рамками этих границ мы не знаем.

Циклы изменения состояния материальных объектов это следствие обменных процессов, порождающих кругооборот материи в природе.

Классика полагает, что вселенная образовалась главным образом из водорода и гелия, которые стали результатом Большого взрыва. Но водород и гелий всего лишь один из видов обменной материи, причем, весьма малая ее часть в ряду от гравитационных частиц до «черных дыр».

Обмен материей протекает по соответствующим циклам, включающим накопление материи до какого-то предела (интеграция) и затем ее излучение (дезинтеграция), т.е. именно динамика обменных процессов определяет длины циклов, а в характере протекания циклов скрыты закономерности кругооборота материи в природе, что подтверждается наблюдаемыми процессами эволюции звезд.

- 222 -

Цикл кругооборота нельзя считать рождением и смертью, это всего лишь переход материи из одного состояния в другое в границах ее предельных состояний, от минимальной плотности до предельной.

Главная задача науки состоит в изучении этих циклических процессов какими бы продолжительными или короткими они ни были.

Когда будут исчерпывающе исследованы гравитационное и магнитное поля и возможно более тонкие поля и вызванные ими обменные процессы и соответственно цикличность в кругообороте материи в природе, то вопрос происхождения Вселенной отпадет сам собой, как и вопрос ее божественного начала.

Людям свойственно замыкать свою систему знаний в какие- то рамки, оконтуривать свои представления, выдавать систему знаний в завершенном виде, не обозначать границы познанного и непознанного, не оставлять степеней свободы для развития, как будто все уже известно. Особенно это касается основополагающих вопросов мироздания – откуда и как произошла вселенная и мы в ней.

В этой части знаний сталкиваются интересы и не только и не столько научных школ, сколько интересы политических кругов при формировании общественной методологии и идеологии, которые являются стабилизирующим началом в жизни общества.

Отсюда и непримиримая борьба религии и науки, которая фактически только зародилась, отвоевала какие-то позиции и находится в развитии и несет в себе отпечаток догматического религиозного подхода.

На основе гипотез, которые глубоко не прорабатывают влияние совокупности факторов, влияющих на процессы взаимодействия в материальном мире, создаются неполноценные модели физических явлений, которые зачастую становятся научными истинами - основой для дальнейших исследований, что и порождает теории, построенные на сомнительных, а зачастую просто ложных началах.

Теория Большого взрыва это типичное следствие материальной точки, а идея сингулярности (бесконечной плотности и температуры), это следствие релятивисткой механики, т.е. ложные посылки классической механики и релятивисткой механики вылилась в сингулярность и большой взрыв, с их фантастическими параметрами и расширяющимся пространством, как будто пространство это материальная среда.

В природе все имеет свои пределы и по плотностям и соответственно по температуре, и одна из задач науки определение этих параметров и их предельных значений.

Вселенная – это результат возмущенного состояния полей и пока мы не изучим достаточно полно поля, мы не сможем сколько-нибудь правдоподобно описать процессы во вселенной, в такой, какой мы ее сейчас наблюдаем и возможных ее предельных состояний.

14-15 миллиардов лет, которые Г. Гамов определил как возраст вселенной слишком малый срок для формирования столь огромной и упорядоченной

- 223 -

структуры. Например, звезды на краю галактики делают оборот вокруг ядра галактики за миллиарды лет, т.е. за всю жизнь они сделали всего лишь 10-15 оборотов, сможет ли такая структура, как галактика сформироваться за такой короткий промежуток времени – по видимому, нет.

А если взять время вращения Магеллановых облаков, которые находятся в сфере тяготения ГМП, этот период вообще исчисляется десятки миллиардов лет, т.е. за всю свою жизнь эта система не сделала и одного оборота. Понятно, что это никак не втиснет в срок 14 миллиардов лет, т.е. и наша галактика, и Вселенная намного старше, чем предполагается ныне.

Если вообще уместно говорить о возрасте Вселенной, не зная всех механизмов ее бытия и всех циклических процессов.

Как произошла Вселенная, точнее как она стала такой, какой мы ее наблюдаем, и как сформировался тот мир, в котором мы живем, мы не узнаем до тех пор, пока не изучим достаточно подробно полевую составляющую материи и ее динамику, которая по всем признакам и является основой всех процессов в природе, включая формирование таких структур как Вселенная.

- 224 -

14. О скоростях и энергиях. Классика трактует, что скорость – «одна из основных характеристик

движения материальной точки» [18], т.е. если это не точка, то скорости уже нет. Скорость звука – «Скорость распространения в среде упругих волн

небольшой интенсивности» [18], а если чуть большей интенсивности, то это уже не скорость звука, а если не волны – то тем более.

Скорость света – «скорость распространения электромагнитных волн. Скорость света в вакууме – одна из основных физических констант» [18].

Сс – 299792,5 км/с – предельная скорость распространения любых воздействий [18], если это не волна, то это уже не свет или если это магнитная волна (не электромагнитная), то это тоже не свет.

Так что же все-таки такое скорость, если отойти от понятия – материальная точка и доминирующего значения волновой теории.

Поскольку мы имеем дело не только с материальными точками и не только с волнами, а с материальными объектами – физическими телами, взаимодействующими с полями и распространением в них возмущений самых разнообразных форм и интенсивностей, то выстраивается несколько иной подход не только в определениях, но и в понимании сути самих процессов.

Скорость - изменение положения физического тела в пространстве в единицу времени.

Эта формулировка справедлива для всех видов движения. Скорость звука - изменение положения динамических возмущений в

единицу времени в механических средах (плазма, газ, жидкость, твердое тело). Скорость света – изменение положения возмущения в магнитном поле. Скорость света далеко не предельная скорость распространения

физических взаимодействий и если она константа, то для каких-то определенных условий, потому что свет, как и звук, зависит от параметров сред, в которых они распространяются.

Но есть еще одна скорость, о которой наука умалчивает – скорость распространения возмущений в гравитационном поле (назовем их, эти возмущения «вогра» - возмущение гравитации), которая по предварительной оценке равна примерно 6,5∙1012 км/с – шесть с половиной триллионов км/с, примерно в 22 миллионов раз больше, чем скорость света.

Эта скорость определена приближенно для условий гравитационного поля Солнечной системы.

Если есть еще неизвестные нам поля, которые формируют гравитоны, то там скорость возмущений будет еще выше. В этом нет ничего удивительного, если учесть то, что расширение Вселенной, в начальный период Большого разрыва, происходило со скоростью 1048 км/с , т.е. в 1043 выше скорости света и в ~1036 раз выше скорости вогра.

Таким образом, по состоянию на сегодня, у нас выстраивается три скорости, которые характеризуют механические, магнитные и гравитационные

- 225 -

среды, как в части распространения возмущений, так и в части средней скорости движения частиц среды:

- скорость звука Сз ≈ 300-5000 м/с ; Vср = С· 2 ; - скорость света Сс ≈ 300000000м/с ; Vср = Сс· 4240002 = км/с; - скорость вогра Сг ≈ 6∙1015м/с Vср = Сг·

12106,82 ⋅= км/с.

Поскольку скорость, наряду с массой, определяет величину энергии, которой характеризуются материальные тела, то так же выстраиваются энергетические характеристики в их механической, магнитной и гравитационных частях:

Емex = m · c3

2 = m · V2ср /2 ;

Емаг = m · cс2 = m · V2

ср /2 ; Еграв = m · cг

2 = m · V2ср /2 .

Удельные величины этих энергий имеют следующие значения (для 1 килограмма): Емех = 1кг·3402м/с2 = 115600дж; (для воздуха); Емаг = 1кг· (3·108) 2м/с2 = 9·1016дж; Еграв = 1кг·(6,5·1015) 2м/с2 = 4,2 · 1031дж. Чтобы испарить один килограмм материи до уровня гравитонов надо

затратить энергии – 4,2 · 1031дж. Этой энергии хватит с избытком растопить все льды Земли и испарить всю воду Земли.

Энергия, заключенная в 1м3 гравитационного поля, составит: Еграв = ρ∙1м3·4,2·1031 = 1,7·10-12· 4,2·1031 = 7·1019дж/м3.

Энергия 1м3 гравитационного поля равна - 7 · 1019дж/м3. Этой энергии достаточно, чтобы нагреть примерно сто тысяч км3 воды от

0оС до кипения. Удельные импульсы для этих скоростей соответственно будут:

48021 3 =⋅= Cjmex кг/∙м/с; 81024,421 ⋅=⋅= смаг Сj кг∙м/с;

1510921 ⋅≈⋅= гграв Сj кг∙м/с.

- 226 -

Биологический мир крутиться, где-то в пределах от 0 до 500 м/с, что составляет исчезающее малую величину от скоростей, которые характеризуют магнитное и гравитационное поля.

Эти три скорости не являются постоянными, они могут меняться в достаточно широких пределах.

Скорость звука зависит от плотности, температуры давления и других параметров среды, а так же от скорости источника звука и является не мономерным - волна и только, а полимерным, как в видах возмущений, так и в их скоростях.

Ударно-импульсные процессы в средах это тоже звук и их скорость может достигать сотни и тысячи км/с, особенно в газах и плазмах.

Скорость света, так же, будет зависеть как от скорости источника, так и от параметров магнитного поля, в котором свет распространяется.

Например, в зоне действия ядерных реакций световые импульсы распространяются значительно быстрее, только мы не можем этого померить.

Аналогично скорость вогра не может быть строго постоянной, она так же будет зависеть от параметров гравитационного поля и от источника возмущений.

Общим для этих скоростей являются предельно низкие возмущения, которые мы считаем за физические константы для условий нашей солнечной системы

Мы достаточно много знаем о звуке, меньше о свете и совсем ничего о вогра.

Исследования вогра - это главная задача современности и получение любой информации о вогра, в буквальном смысле, будет менять наше представление об окружающей среде, и давать колоссальные возможности человеку в его диалоге с природой.

- 227 -

15. Выводы по главе 3.

Проведенный анализ ряда положений в физике с использованием закономерностей ударно-импульсной теории и с учетом материального и энергетического баланса при взаимодействии физических тел в гравитационном и магнитном полях позволил выработать обобщенные подходы в оценке природных явлений, отличные от классических.

К ним можно отнести наиболее значимые: 1. Единство сущности процессов, протекающих в природе во всем

многообразии материальных тел и сред. Материя имеет смысл, пока есть взаимодействие и обменные процессы.

2. Все физические тела находятся в известных нам гравитационном, магнитном и электрическом полях и являются их порождением, находятся во взаимодействии с ними и не могут без них существовать, без обмена элементами этих полей.

3. Все материальные объекты от элементарных частиц до «черных дыр», динамически взаимодействуя между собой, находятся в состоянии интеграции или дезинтеграции, либо они отдают элементы полей в окружающую среду, либо они их получают от окружающей среды - от полей и физических тел.

4. Материальный мир стремиться к балансу при обменных процессах в материальном и энергетическом выражении, через равенство кинетической и потенциальной энергии. Если тело получило материи больше, чем может обеспечить среда, такое тело дезинтегрируется, усиливая среду продуктами распада - гравитационные и более крупные элементарные частицы.

Чем массивнее интегрируемое тело, тем больше оно потребляет материи из окружающей среды, тем ближе оно к истощению среды и к собственной дезинтеграции.

На основе этих обобщенных подходов вытекает ряд новых положений и законов, а так же реабилитация ранее отвергнутых и забытых физических моделей и образов выведенных наукой из употребления.

1. Эфирный ветер. Под эфирным ветром ранее понималась среда, которая рождает тяготение и в нем распространяются световые импульсы, его отвергли после опытов Майкельсона. Сейчас под эфирным ветром понимается поток гравитационных частиц спирально к центру массивных тел, тяготение - это его работа.

2. Теплород (флогистон, тепловая жидкость). Теплород отвергли с развитием термодинамики. Но с открытием дефекта массы и обменных процессов в материальном мире, теплород приобретает совершенно конкретное выражение - это магнетоны, частицы магнитного поля, за счет обмена которыми протекают тепловые процессы и фазовые переходы в материальном мире.

3. Замена гидростатической плоской модели на сферическую модель взаимодействия гравитационного поля и астрономических объектов в корне меняет представление о строении и параметрах объектов.

- 228 -

Эта модель поможет астрофизикам выстроить новые представления о вселенной и процессах, протекающих в ней.

К ним можно отнести главное: - все сферические астрономические объекты имеют две граничные

субстанции непроницаемое для гравитонного ветра ядро, которое не участвует в гравитационных реакциях, размеры которого определяют параметры гравитационного поля;

- прозрачную для гравитонного ветра оболочку, которая участвует в гравитационных реакциях, создавая на поверхности ядра предельное давление. Между ядром и оболочкой находится переходный слой, в котором гравитоны передают свой импульс и массу на формирование ядра. Часть гравитонов остается в оболочке объекта, обеспечивая тяготение в сфере объекта.

4. Ядро атома окружено конденсированной магнитной оболочкой, находящимся под предельным давлением, а электрон представляет собой сгусток магнетонов, внутренняя динамика которого определяет его взаимодействие с оболочкой ядра с одной стороны и окружающей средой, с другой стороны, т.е. электрон это переходная субстанция взаимодействия ядра с магнитным полем. В связанном состоянии оболочку ядра и электроны удерживает гравитационный ветер в сторону ядра. На поверхности ядра в конденсированной оболочке высокоскоростные частицы гравитационного поля превращаются в низкоскоростные магнетоны. Разница этих скоростей определяет тяготение в сфере ядра атома.

5. Предложено понятие средней скорости магнетонов в спокойном магнитном поле - 424000 км/с;

6. Предложено понятие средней скорости гравитонов в спокойном гравитационном поле - 9,24∙1015м/с или 9,24∙1012км/с. И в соответствии с этим скорость распространения возмущений в гравитационном поле будет 9,24 ∙ 1012/ 2 = 6,5∙1015м/с - т.е. 6,5 триллионов км/с, примерно в 22 миллионов раз выше, чем скорость света.

7. Предложено понятие предельного давления, которое развивается на поверхности черной дыры, а так же на предельно плотных ядрах сферических астрономических объектов и на поверхности ядер атомов, оно равно 1,1∙1020н/м2 или 1,1∙1014МПа.

8. Приближенно оценена плотность гравитационного поля в околосолнечном пространстве оно равно 17∙10-12кл/м3.

9. Предложено понятие удельной скорости гравитационного поля, которое создает ускорение силы тяжести физических тел, прозрачных для гравитационных частиц в 1м/с2, она приближенно равна 100000 км/с, а также оценена скорость на поверхности Земли - 981000 км/с, на поверхности Солнца - 27,3∙106км/с и других планет.

10. Приближенно оценена масса магнетона из условия Планка- Эйнштейна, она равна 7,35∙10-51кг и соответственно оценено количество

- 229 -

магнетонов в электроне ~ 1,2∙1020 штук. А электрон - это сгусток магнетонов и электрических частиц, который может иметь самую разнообразную форму и объем, в зависимости от того, в какой динамической взаимосвязи он находится в структуре атома и под каким давлением в структуре среды.

11. Импульс сжатия переносит массу, равную величине деформации, помноженной на плотность среды, и является прообразом частицы, не имеющей массы покоя. Импульс растяжения переносит недостаток массы такой же величины. Импульсы сжатия и растяжения при длительном времени прохождения в среде трансформируется в наиболее устойчивые и жизнеспособные формы - единичный импульс сжатия и единичный импульс растяжения (скачки уплотнения и растяжения) и являют собой динамические квазичастицы, которые не имеют массы покоя, т.к. не могут находиться в статистическом состоянии и соответственно не могут быть частицами.

12. Отвергнуты положения релятивистской механики на основании того, что:

- нарушается закон сохранения материи; - не учитывается в полной мере взаимодействие физических тел и полей и

массообмен; - свойства магнитного поля приписываются гравитационному полю, а

свойства гравитационного поля нематериальному пространству; - постулируется стабильность гравитационного поля в пространстве

Вселенной; - материализуется принятая система мер - масса, время, пространство,

энергия; - не учитывается скорость смещения и перенос массы при взаимодействии

тел и сред, а так же другие параметры ударного взаимодействия. 13. Поставлена под сомнение теория Большого взрыва, поскольку она

построена на основе релятивистской механики, на понятиях бесконечной плотности и других бесконечностях и не учитывает динамики полей, как внутри звездных систем, так и во Вселенной.

14. Отмечено несоответствие закона тяготения Ньютона реальному состоянию взаимодействия физических тел и полей, что привело к облегчению астрономических объектов примерно на пять - шесть порядков. Силы тяготения астрономических объектов, зависит не от произведения масс объектов, а от их суммы и от величины предельно плотного ядра.

Несомненно, что все эти положения требуют более глубокого анализа особенностей взаимодействия материальных тел и полей, а так же их экспериментальной проверки и уточнения констант. Однако понимание процессов в природе, на основе предложенных подходов, является существенным шагом в приближении к истине.

- 230 -

Заключение

Представленный в настоящей работе материал показывает как меняется представление о природе при изучении влияния одного, казалось бы несущественного параметра - скорости смещения в ударном импульсе, который определяет основные закономерности ударного взаимодействия - перенос массы импульсом, трансформация импульсом и др.

Сколько еще таких параметров остается незамеченными, не оцененными, не выявленными, неизученными - неведомо. В этой связи хотелось бы обратить внимание исследователей на важность, а порой и определяющую роль тех незначительных несоответствий желаемого и действительного, которые, как правило, бывают при проведении экспериментов. Именно эти нестыковки являются ключом к открытию неизвестных человеку процессов и явлений.

С другой стороны, нужно внимательно относиться к трудам наших ученых предков, выводы которых мы зачастую отбрасываем, как устаревшие надуманные и необоснованные.

Соображения и достижения античных мыслителей в значительной степени стали базой развития наук, начиная с эпохи возрождения и до наших дней. Механика, созданная трудами Галилея, Декарта, Кеплера, Гука, Гюйгенса, Лейбница, Ньютона и другими (это в основном 17 век), остается фундаментом современной науки. Хотя, если бы Ньютон внимательнее относился к работам по теории упругости своего современника Гука и работам Юнга и не отбросил бы изучение процесса ударного взаимодействия и используя закон Гука, создал бы нормальную теорию удара, а не надуманную со своей «материальной точкой», «мгновенным ударным импульсом», и недеформируемым материальным телом - наука прошла бы совсем другой путь. Поспешил, отмахнулся от быстродействующего процесса, не предал значения процессам в соударяющихся телах.

В 18 - 19 веках отмахнулись от теплорода. В 20 веке отмахнулись от Эфира и Эфирного ветра. Чем заменили?

В случае удара, импульсным процессам приписывают волновые свойства, полностью упустили скорость смещения и перенос массы импульсом.

В случае теплорода, вынуждены были материю превращать в энергию, куда-то же надо было ее деть, когда открыли дефект массы, чем нарушили фундамент естествознания - закон сохранения материи.

В случае эфира (читай гравитационное поле), вынуждены были параметры гравитационного поля приписывать пространству, а параметры магнитного поля - гравитационному полю. В результате получили такую механику, которая вынужденно деформирует принятую систему мер - массу, пространство, время, энергию.

Критика теплорода и эфира была уничтожающей, даже писали юмористические стихи, а в итоге получили три механики.

Выходит античные мыслители и ученые 17 века, более сбалансировано смотрели на явления природы, если увидели невидимый эфир и теплород.

- 231 -

Какими категориями они мыслили, интересно было бы их послушать сейчас, через 400 лет.

По иронии судьбы через 300 лет Эйнштейн отбросил эфирный ветер Декарта и искривил Декартову систему отсчета - декартово пространство, а сейчас выясняется, что Декарт был прав.

Что будет завтра? Настоящая работа также будет подвергнута уничтожающей критики. Не

смогут поклонники Ньютона, Герца, лорда Кельвина, Эйнштейна и других гениев современной науки спокойно относиться к тому, что здание физики, выстроенное их трудами, оказалось не жизнеспособным «построенным на песке», что ученые мужи 17 века смотрели глубже в суть природных явлений, чем мужи 19 - 20 веков, формализовавших науку до неприступности. Видимо индустриализация науки не делает ученых проницательнее, логичнее и осмотрительнее.

Но волна критики пройдет и начнется обычная, нормальная, кропотливая работа по оценке новых положений на основе эксперимента и глубокой аналитики.

В итоге, что-то будет принято к употреблению, что-то отвергнуто как не обоснованное, но самое главное на этой базе будут сделаны новые открытия и технические изобретения и постепенно физику вытащат из современного тупика. Перестанут планировать строительство машин для путешествия во времени, переходить в другие миры или создавать устройства для телепортации человека, а начнут работать по изучению и освоению гравитационного поля. Какие возможности это даст человеку в области энергетики и передачи информации - сейчас трудно сказать, но учитывая, что возмущения в гравитационном поле проходят со скоростями на 7 - 8 порядков быстрее, чем в магнитном поле, нам не нужно будет ждать миллионы лет, чтобы получить информацию о процессах, происходящих у наших соседей, находящихся в других планетных и звездных системах. Для этого предстоит очень и очень много сделать по изучению гравитационного поля в его самых разнообразных проявлениях.

Настоящая работа охватывает большей объем знаний о природе, и понятно в рамках небольшой книжки подробно не изложишь многие вопросы. Однако в этой работе, на основе единства сущности процессов и новых положений ударно-импульсной теории, рассмотрены основы мироздания и выявлены противоречия в существующей системе знаний. Хотелось бы, что бы ударно-импульсная теория придала новый импульс развитию науки и то новое, что есть в этой работе, оказалось полезным для физиков и ученых других разделов науки.

Усть-Каменогорск – Новосибирск – Калуга. А.И. Мицук

- 232 -

Список литературы

1. Александров, Е.В. Прикладная теория соударения стержней с торцами произвольной формы [Текст] / Е.В. Александров, В.Б. Соколинский. // Научный доклад. - М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1964. - 32 с.

2. Александров, Е.В. Исследование процесса ударного взаимодействия горной породы и инструмента [Текст] / Е.В. Александров // Краткий научный отчет. - М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1965. - 245 с.

3. Александров, Е.В. Определение импульсов напряжения при продольном соударении упругих стержней произвольной геометрической формы [Текст] / Е.В. Александров // Краткий научный отчет. - М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1965. - 38 с.

4. Александров, Е.В. Исследование взаимодействия инструмента и горной породы при ударном разрушении [Текст] / Е.В. Александров, В.Б. Соколинский. // Краткий научный отчет. - М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1967. - 67 с.

5. Белл, Ф.Дж. Экспериментальные основы механики деформируемых твердых тел: В 2-х частях. Часть I. Малые деформации: Пер. с англ. / Под ред. А. П. Филина. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984. - 600 с.

6. Викторов, М.М. Методы вычисления физико-химических величин и прикладные расчеты [Текст] / М.М. Викторов. - Л.: Химия, 1977. - 360 с.

7. Дубнов, Л.В. Промышленные взрывчатые вещества. 3-е изд., перераб. и доп. [Текст] / Дубнов Л.В., Бахаревич Н.С., Романов А.И. Д79. - М.: Недра, 1988. - 358 с.

8. Друкованый, М.Ф. Справочник по буровзрывным работам [Текст] / М.Ф. Друкованый, Л.В. Дубнов, Э.О. Мендели, К.Н. Иванов, В.И. Ильин. - М.: Недра, 1976. - 631с.

9. Дубовик, А.В. Чувствительность жидких взрывчатых систем к удару [Текст] / А.В. Дубовик, В.К. Боболев. - М.: Наука, 1978. – 232 с

10. Есин Н.Н. Пневматические машины ударного действия для проходки скважин и шпуров [Текст] / Н.Н. Есин, А.Д. Костылев, К.С. Гурков, Б.Н. Смоляницкий. - Новосибирск: Наука, 1986. - 213 с.

11. Кутузов, Б.Н. Теория, техника и технология буровых работ [Текст] / Б.Н. Кутузов. - М.: Недра, 1972. - 312 с.

12. Кожевников, Б.Н. Анализ эффективности лезвийного и штыревого пневмоударного бурового инструмента [Текст] / Б.Н. Кожевников // Повышение эффективности пневмоударных буровых машин. -Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1987. С. 84 - 90.

13. Кук, М.А. Наука о промышленных взрывчатых веществах. Пер. с англ. Пер. изд. США, 1974г. [Текст] / Под ред. Г.П. Демидюка и Н.С. Бахаревича. - М.: Недра, 1980. - 453 с.

- 233 -

14. Короновский, Н.В. Общая геология: Учебник [Текст] / Н.В. Короновский. - М.: изд- во МГУ, 2002. - 448 с.

15. Ландау, Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля .- 7-е изд., испр. [Текст] / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. // Теоретическая Физика: Учеб. пособие в 10 т. 1.2. - М.: Наука Гл. ред. физ. мат. лит., 1988. - 512 с.

16. Пановко, Я. Г. Введение в теорию механического удара [Текст] / Я.Г. Пановко. - М.: Наука, 1977. - 224 с.

17. Поздняков, З.Г. Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания. Изд.2. перераб. и доп. [Текст] / З.Г. Поздняков, Б.Д. Росси. - М.: Недра, 1977. - 253с.

18. Прохоров, А.М. Физический энциклопедический словарь [Текст] / Гл. ред. А.М. Прохоров, Ред. кол. Д.М. Алексеев, А.М. Бонч-Бруевич. - М.: Сов. энциклопедия, 1984. - 944 с.

19. Тангаев, И.А. Энергоемкость процессов добычи и переработки полезных ископаемых [Текст] / И.А. Тангаев. - М.: Недра, 1986. - 231с.

20. Шорин, С.Н. Теплопередача [Текст] / С.Н. Шорин. - М.: Высшая школа, 1964. - 490 с.

21. Юренев, В.Н. Теплотехнический справочник. Изд. 2- е перераб. [Текст] / Под ред. П.Д. Лебедева Т.1. - М.: Энергия, 1975. - 744с.

22. Новые аспекты разрушения горных пород [Текст] // Сборник научных трудов. - Киев: Наукова думка, 1983. - С. 8 - 12.

- 234 -

Обозначение и перечень постоянных величин

Rо - радиус орбиты солнца = 2,65·1020 м

Vо - орбитальная скорость солнца = 220 км/с

qо - орбитальное ускорение солнца 1,82· 10-10 м/с2 VГО - скорость гр. ветра на орбите солнца = 0,182 м/с VГУ - удельная скорость гр. ветра = 100000 м/с : м/ с2

VГ max - максимальная скорость гр. ветра = 9,24· 1015 м/с

VГср - средняя скорость гравитонов = 9.24· 1012 км/с = 9,24∙ 1015 м/с

V Гд - скорость гравитонов на поверхн. черной дыры = 9,24∙ 1015 м/с

СГ - скорость вогра (возмущение гр.поля) = 6,5· 1015 м/с

q max - максимальное ускорение в природе = 0,924· 108 м/с2

p max - максимальное давление в природе = 1,1· 1014 МПа

ρгп - плотность спокойного гр. поля = 1,1· 10-12 кг/м3

Мг - масса галактики ГМП = 5,7· 1055 кг (новая)

Мг - масса галактики ГМП = 2· 1041 кг (классика)

Мя - масса ядра солнца = 1,5· 1037 кг (новая)

Mм - масса магнетона = 7,35∙10-51кг

Vг - скорость гр. ветра на солнце = 27,3·109 м/с

qс - ускорение силы тяжести на солнце = 273,5 м/с

h - постоянная планка = 6,62· 10-34 Дж· c

R3/ T2 - постоянная Кеплера для С.с. = 3,354· 1018 м3/с3

ρд - плотность черной дыры = 3· 1018 кг/м3

G - гравитационная постоянная = 6,67· 10-11м3/кг·с2

1 год - 31,536 · 106 с.

- 235 -

Об авторе Мицук Анатолий Иванович родился в 1938 году, в

Восточно-Казахстанской области, в семье горняка. Детство и юность прошли в горняцких поселках Рудного Алтая. Служил на Балтийском флоте. Заочно закончил Московский Машиностроительный Институт. Работал плотником, токарем, лаборантом, мастером, инженером, научным сотрудником, руководителем различных научных подразделений в Центральном НИИ Комплексной Автоматизации (ЦНИИКА) и Всезоюзном НИИ Цветных Металлов (ВНИИЦветМет) в городе Усть-Каменогорске. Разрабатывал системы управления технологическими процессами для строительной, металлургической и горной отраслей промышленности. Около тридцати лет занимался механизацией, автоматизацией и совершенствованием взрывных работ. Участвовал в разработке и испытаниях новых промышленных взрывчатых веществ. Исследовал ударные и взрывные процессы. Имеет более шестидесяти изобретений и патентов, а также около сотни научных трудов. Ныне пенсионер, проживает в Калуге.

- 236 -

Мицук А.И.

Удар и разрушение

Издательство КГУ им. К.Э. Циолковского Подписано в печать 15.03.2012.

Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 15. Тираж 300 экз. Зак № 060.

Отпечатано «Наша Полиграфия», г.Калуга, Грабцевское шоссе, 126.

Лиц. ПЛД № 42-29 от 23.12.99 т. (4842) 77-00-75