Теория физического вакуума в популярном изложении

Шипов Г. И.

J ₁w ₁+ J ₂w ₂= const

В общем случае компоненты V ^yотличны от нуля, что приводит к обмену между вращательными и поступательными импульсами системы, т.е. к нарушению закона сохранения линейного импульса механики Ньютона.

Эксперименты, показывающие нарушение закона сохранения линейного импульса были проведены российским ученым Н.В. Филатовым. В эксперименте исследовалось столкновение двух вращающихся в разные стороны гироскопов, установленных на тележке, с массивным телом (см. рис. 44).

^{Рис. 44.}

Схема опыта Филатова по столкновению двух гироскопов с массивным телом: а) - вид сбоку; б) - вид сверху.

Для того, чтобы удар был без проскальзывания по ободу гироскопов, установлены короткие стержни, по которым массивное тело наносило удар. Кроме того, гироскопы были установлены в кардановых подвесах и могли прецессировать.

В многочисленный экспериментах Филатова удалось установить, что в том случае, когда после удара гироскопы начинали прецессировать, линейный импульс системы не сохранялся. Происходил обмен между (внутренним) вращательным и (внешним) поступательным импульсами системы, что приводило к изменению скорости центра масс системы после удара.

4.5. Четырехмерное вращение и четырехмерный гироскоп.

Изучение свойств торсионных полей и порождаемых ими сил инерции принципиально невозможно без привлечения пространства событий в виде десятимерного многообразия со структурой геометрии Вайценбека. Напомним, что в четырехмерном многообразии трансляционных координат существует шесть вращательных степеней свободы. Поэтому термин "четырехмерное вращение" означает вращение в трех пространственных углах и в трех пространственно-временных. Соответственно, термин "четырехмерный гироскоп" применяется к устройству, которое вращается одновременно в пространственных и пространственно-временных углах.

Рассмотрим ускоренную локально инерциальную систему отсчета второго рода, связанную с центром масс однородного вращающегося диска (см. рис. 11). Предположим, что в некоторый момент времени с некоторой скоростью V, направленной параллельно оси диска, из диска выбрасывается масса Dm (см. рис. 45). В момент, когда масса Dm симметричным образом покидает вращающийся диск, силы инерции, действующие на центр масс, оказываются не скомпенсированными и он должен изменить свою линейную скорость относительно инерциальной системы отсчета.

Симметричный выброс массы в этом мысленном эксперименте происходит в результате действия каких-либо внутренних сил (например, сил упругости создаваемых пружиной). С позиций механики Ньютона этот эксперимент демонстрирует нарушение закона сохранения линейного импульса в данной изолированной механической системе в результате действия не скомпенсированных сил инерции.

^{Рис. 45. Из однородного вращающегося гироскопа выбрасывается масса Dm, в результате чего силы инерции, действующие на центр масс, оказываются неуравновешенными.}

Вращающийся однородный диск представляет собой трехмерный гироскоп, поскольку вращение происходит в пространственных углах (и в данном случае используется один угол). Для того, чтобы перемещать центр масс трехмерного гироскопа за счет действия внутренних сил необходимо каждый раз выбрасывать массу и создавать таким образом не скомпенсированные силы инерции, действующие на его центр масс. Это напоминает разновидность реактивного движения, но только менее рациональное,

чем существующее.

Существует возможность добиться такого же результата без выброса масс, если использовать устройство, представляющее собой четырехмерный гироскоп.

На рис. 46представлена схема четырехмерного гироскопа , у которого вращение происходит по одному пространственному углу фи одному пространственно-временному углу q. Он состоит из центральной массы М, на которой установлена ось О ₁, вокруг которой на стержнях длинной rвращаются массы m. Вращение масс происходит синхронно, т.е. если одна масса повернулась на угол фпротив часовой стрелки, то другая масса повернулась на точно такой же угол по часовой стрелке. Если грузы вращаются вокруг оси О ₁, то тело Мдвижется возвратно-поступательно вдоль оси X. Расчеты показывают, что на центр масс системы действуют две силы:

а) поступательная сила инерции:

F ₁= (М + 2m)х''

б) проекция двух вращательных сил инерции на ось Х:

F ₂= - 2mrw ²cosф - 2mrw' sinф.

^{Рис. 46. Принципиальная схема четырехмерного гироскопа.}

Сумма этих сил равна нулю, поэтому центр масс четырехмерного гироскопа покоится или движется равномерно и прямолинейно, а ускоренная система отсчета, связанная с ним, оказывается локально инерциальной системой второго рода.

Изменить скорость центра масс четырехмерного гироскопа можно двумя способами:

1) подействовать на тело Мвнешней силой, что приведет к изменению силы F ₁и нарушит баланс сил инерции;

2) изменить угловую скорость вращения w, что приведет к изменению силы F ₂и так же нарушит баланс сил инерции.

4.6. Инерциоид Толчина.

Изменение скорости центра масс четырехмерного гироскопа, используя второй способ (без внешнего воздействия), можно осуществить на практике, если смонтировать на теле Мустройство (мотор-тормоз), которое будет менять угловую скорость вращения грузов в нужном секторе углов. Управляя с помощью мотор-тормоза силами инерции внутри четырехмерного гироскопа, мы получим движение его центра масс.

В России подобное устройство было сконструировано инженером В.Н. Толчиным ( рис. 47).

^{Рис. 47. Инерциоид Толчина.}

^{Рис. 48. График не скомпенсированной силы инерции, действующей на центр масс четырехмерного гироскопа.}