Меморандум о естествознании

Мощности

Потребности в относительных единицах мощности не было, пока Джеймс Уайт не применил паровую машину для откачки воды из угольных шахт; ею заменили дорогостоящих лошадей и Уайт решил сравнить мощность паровой машины с лошадиною. Опыты показали: лошадь способна поднять 550 фунтов груза на один фут за одну секунду (Л.Элиот, У.Уилкокс: Физика)

Человек весом 75 кГ, подтягиваясь по канату со скоростью 1 м/с, кратковременно может проявить мощность в одну лошадиную силу: но ради чего проявляют мощности лошади, люди или, скажем, автомобили? Вопрос на поверку непрост. Его задают коэффициентами, безразмерными числовыми множителями: например, в разделе классической механики "коэффициентом трения от зацеплений поверхностных микронеровностей" k формулы F=k×N, где — вектор силы "нормального" давления. Но "модель поверхностного трения" до сих пор загадка. Так, трение двух кирпичей в два раза больше, чем одного, но что парадоксально: можно класть их плашмя, на бок, ставить "на попа" — "коэффициент трения k" будет одинаковым (Аскольд Силин: Трение и мы)

Бегущие от поверхности отталкиваются и после прыжков преодолевают на ней перегрузки: поверхности их тел возбуждают инфракрасные волны, "теплоту", выделяют пота больше, чем обычно. Ноги у людей ≈50% веса тела, их нужно многократно ускорять и тормозить. У более быстрых существ конечности худые, мышцы размещены в теле. Группу шимпанзе приучили бегать и на двух конечностях, опыты подтвердили: мышечная работа и расход кислорода при любом стиле бега одинаковы (Джерри Мэрион: Общая физика с биологическими примерами)

По словам Галилея, "в падениях сопротивления возрастают, препятствуя ускорениям тел, и могут достичь таких величин, когда ускорений не будет: тогда падения продолжатся равномерно". Стабилизации скорости реакций в упругих структурах, к примеру, в воде, в воздушной или в разряженной среде осуществляют электромагнитные сопротивления возмущений структурных балансов, от которых зависят скоростные различия в проявлениях мощности и затратах двигательной и тепловой работы. Этим обстоятельством и ограничены максимальные скорости относительных перемещений.

О массе гири и сумятице вымыслов вектора инерциальной силы

"Количество материи (масса) есть мера таковой, устанавливаемая пропорционально плотности и объему ее. При этом я не беру в расчет среды, если таковая существует, которая свободно проникает в промежутки между частицами. Масса пропорциональна весу, что мною найдено в опытах с маятниками" ("Математические начала натуральной философии" Исаака Ньютона)

Безопорные действия стали задавать векторами бездеятельных сил. Одну из абстракций основали на мощности, проявляемой на плечах рычажных весов, другую на фикции вымысла центростремительных ускорений точечной массы Земного шара от вектора скорости во вращении вокруг Солнца, в котором точки их масс бездействуют. Несмотря на "вращательную схему модели", фикцию ускорений экстраполировали на все случаи перемещений.

К примеру, яблоки стали падать не от проявлений потенциалов мощности, а от центростремительных ускорений: это они в свободном падении притягивают Земной шар, а он ими же равным вектором силы притягивает яблоки.

Ускорения собственных потенциалов мощности не имеют, но вымысел о "мощности ускорений" стал "причиной всех физических взаимодействий". Вышла сумятица абстракций векторов "тяжелой силы" F=m×g [кГ×м/c2] и "силы притяжения" F=m×g [кг×м/c2]. Сумятицу эту сперва делили: действие притяжения было в физико-математических, а вектор от силы гири на весах в технических расчетах. Пока на XI Международной конференции по мерам и весам (1960) международной не провозгласили систему измерений СИ: гиря эталон точечной массы, сила вектора производная от ускорения: F=m×g [кг×м/c2]. Единицу измерений силы назвали ньютон, точку массы кг перемножили с ускорением свободного падения: от 9,780 м/с² на экваторе до 9,832 м/с² на полюсах Земного шара. Нормальной величиной свободы падений в воздушной среде приняли g=9,80665 м/с²: оно в среднем равно начальному ускорению падения гири в ясную погоду на уровне моря географической широты 45,5°.


Величину g определяют на рычажном приборе, простом маятнике: период T затухающих гармонических колебаний зависит не от веса гири, а от отношений рычажных плеч l и возмущающих моментов g. Стабилизизация — в основном от проявлений мощности тепловых моментов в рычажной опоре. Но и маятник оказался не прост — "математический осциллятор, представляющий собой механическую систему, состоящую из материальной точки, находящейся на невесомой нерастяжимой нити или на невесомом стержне в однородном поле сил тяготения". Проявления действий заменили фикцией: "свойством тел притягивать друг друга мощностью центростремительных ускорений".

Эталон массы, цилиндр из платино-иридиевого сплава хранили в парижском Международном бюро мер и весов в сейфе под двумя стеклянными колпаками: за столетие разница в его весе с 80-ю его копиями — 50 микрограммов, паровые ванны не помогли. Для эталона количества материи (массы) — системный кризис, катастрофа, и гирю хотели заменить числом Авогадро 6,022×1023 — числом атомов в моле; загвоздка в том, что и число определено неточно. В ноябре 2018 года провели заседание о целесообразности замены гири устройством баланса Киббла, в котором "электронный килограмм" задают умножением тока и напряжения, а выводят из константы Планка. На XXVI Генеральной конференции по мерам и весам эталоном "массы" приняли формулу киббла раздела квантовой механики. Из-за стоимости "баланса Киббла" установка устройства в лабораториях 57-ми государств-участников метрической конвенции может растянуться на десятилетия. Но говорят, "благодаря этому исчезнут разночтения в измерениях, а принципы исчисления будут отталкиваться от основных принципов построения Вселенной".

В провозглашенной "государствами-участниками" Международной системе измерений СИ весовая гиря, число Авогадро, формула киббла понятийно бесполезны без "мощности ускорения свободного падения" g — абстрактной связи псевдо-физических моделей с реальностью. Вымыслом "мощности ускорений" задают другие "математические величины": представить устройство баланса киббла падающим с высоты пизанской башни забавно. Еще на XXVI конференции решили: ампер (силу тока) измерять, вычисляя переносящие токи электроны; кельвин (температурные эффекты) определять из акустической термометрии, измеряя скорость звука в заполненной газом определенной температуры сфере. Так как в 2011 году на XXIV Генеральной конференции по мерам и весам решили в будущей версии Международной системы единиц СИ моль не связывать с определением килограмма, число Авогадро продолжат уточнять на приборах, способных определять число атомов идеальной сферы из легкого изотопа кремния-28.

Закон пропорциональности тяжести и массы (гравитационная и инертная масса равны друг другу) постулат раздела не квантовой, а классической механики. В нем "гравитационная масса" означает попросту вес, деленный на g, а собственно массу отличают, присоединяя к ней слово "инертная". В "свободных падениях" опорно-рычажные действия абстрагировали и это "равенство масс" скорее как своеобразная странность примыкает к канве механических законов. Вероятно, оно было источником раздумий для многих, ведь за "равенством масс" может скрыто более глубокое соотношение. Но на вопрос, на который не ждут никакого ответа, и не появится никакого ответа (Макс Борн: Эйнштейновская теория относительности) 

Об относительности мощности моментов

Основой любых измерений является выбор относительных единиц сравнений. Исторически основа механики — статический принцип равенства мощности моментов опорно-рычажных взаимодействий: построение системы единиц сравнений относительных проявлений потенциалов двигательной и тепловой мощности относительно уравновешенных и неуравновешенных физических взаимодействий естественно из этого исходного принципа.

Тяжесть, явно проявляющая действия среды, вынуждающие тела тяготеть "вниз", представлялась удобным эталоном: кусок металла, утвержденный указом государства или церкви. Прибором сравнений отношений проявлений "тяжелых моментов" в различных средах издавна служат рычажные весы.

Тела весят одинаково, если на чашах рычажных весов не нарушают равновесия плеч относительно центра опоры. Если эти тела положить на одну чашу, а на другую такое тело, которое восстановит равновесие, то оно проявляет мощность момента вдвое большего, чем два первых тела. Продолжая в том же духе, мы получим набор грузов для сравнения проявляемой мощности моментов относительно центра опоры. Здесь мы не ставим задачу рассмотреть, как весы помогли человечеству в открытии рычажных законов; приводим лишь сведения, нужные для понимания теории относительности (Макс Борн: Эйнштейновская теория относительности)

Проявления потенциалов мощности при относительно неуравновешенных упругих рычажных смещениях во всех направлениях балансных структур среды можно сравнивать посредством наборов упругих элементов.

О проявлениях потенциалов мощности

На рычажных весах проявления потенциалов двигательной и тепловой мощности действий мест природной среды сведены к отношениям в центрах рычажных опор: так, жидкости в расширяющихся сосудах "тяжесть" проявляют меньше, а в суживающихся больше. Если жидкость налита до одной высоты в сосуды разной формы с одинаковой площадью дна, равновесие будет с жидкостью в цилиндрическом сосуде (Парадокс Паскаля)

Относительно неуравновешенные проявления потенциалов мощности движут грузы во времени и на расстояния: движущее всегда и движет, и продвинуто. Результатом будет работа.

Половину груза мощность двинет за время на удвоенное расстояние, а на целое за его половину; если грузы за время продвинуты на длину, половина их за половину времени, то половина мощности двинет половину грузов за то же время на равную длину. Отношения работы пропорциональные.

Но из того, что проявленная мощность что-то продвинула не следует, что и часть ее может продвинуть на сколько-нибудь и в какое-то время: иначе один гребец смог бы передвигать судно, если только мощности всех гребцов, время и длину, на которую они его перемещали, поделить на их число. Ведь во всех структурах сред проявления мощности происходят не иначе как из своих потенциалов и в составе целого (Аристотель)