Физика на ладони. Об устройстве Вселенной – просто и понятно - стр. 66
• С точки зрения общей теории относительности гравитация является псевдосилой: массивные тела искажают пространство, что изменяет траекторию объекта по отношению к плоскому пространству. Такая точка зрения существует благодаря равенству гравитационной и инертной масс, что подразумевает, что все тела испытывают одинаковое ускорение.
6. Осторожно! Мы вертимся!
До сих пор мы рассматривали движение объектов с определенным ускорением и скоростью. Но в действительности каждая точка объекта может обладать собственной скоростью и ускорением. Например, на вращающемся диске точка с краю движется с большой скоростью, а центр стоит на месте.
Здесь мы собираемся рассмотреть тот случай, когда предмет вертится вокруг своей оси (вращение), находясь при этом в движении (перемещение). Это поможет нам понять постепенное отдаление Луны, образование циклонов, устойчивость крутящейся юлы, едущего мотоцикла и многих других природных явлений.
Эта глава довольно сложная, и читатель, если пожелает, может ее пропустить без малейшего ущерба для понимания последующих разделов.
1. Запуск вращающегося объекта
Представим два положительно заряженных шара произвольного радиуса, изначально помещенные в некую точку пространства, которую назовем G. Предположим, что они «изолированы» от внешнего мира, то есть на систему из двух шаров не действует никакая внешняя сила. Однако оба шара отталкиваются друг от друга, то есть сила на них все-таки действует, но по отношению к системе она является «внутренней».
Как правило, какой бы ни была природа сил, сила, с которой предмет 1 действует на предмет 2, противоположна силе, с которой предмет 2 действует на предмет 1 (принцип взаимодействия), сумма внутренних сил равна нулю, потому что они гасят друг друга. В нашем случае электростатические силы равны и направлены в противоположные стороны (➙ рис. 6.1).
Представим, что шар В справа в три раза больше шара А слева: следовательно, ускорение шара В втрое меньше ускорения шара А, поскольку силы воздействия одинаковы a>→; = F>→; / m. То есть за определенное время шар В пройдет втрое меньшее расстояние, чем шар А (➙ рис. 6.1.b). Из этого следует, что отношение расстояний от точки G противоположно отношению масс: если В втрое тяжелее А, значит, он в три раза ближе к G, чем А.
Точка G называется центром инерции (см. врезку: там дано более развернутое определение). Ее отличительным свойством является отсутствие всякого ускорения при отсутствии внешней силы, как в нашем примере, где она остается неподвижной. Объекты могут удаляться или приближаться друг к другу, но отношение расстояний между ними всегда будет одинаковым.