Обговорення:Рівномірний рух

Ця стаття є частиною Проєкту:Фізика (рівень: 3, важливість: висока)
	Мета проєкту — створення якісних та інформативних статей на теми, пов'язані фізики. Ви можете покращити цю статтю, відредагувавши її, а на сторінці проєкту вказано, чим ще можна допомогти. Учасники проєкту будуть вам вдячні.
III (у розвитку)	Ця стаття за шкалою оцінок статей Проєкту:Фізика має рівень «стаття у розвитку».
Висока	Важливість цієї статті для проєкту Фізика: «висока»
	Чим допомогти:

Рух рівномірний крапки по колу.

1.Передмова.

Якщо тіло обертається, то навколо своєї вісі, на місці. Тобто, воно, як ціле, не проходить шлях, а отже, не рухається. Рухаються ж по колу його частки. Але те, підкреслимо, не стосується тіла.

На наш погляд, ті частки, рухаючись, не обертаються, а повертають, чим змінюють напрямок свого пересування. Причому, якщо точніше, то повертають не частки, а рухи-пересування часток. Тобто, руху-повороту, без руху-пересування, бути не може.

Але, з протилежного боку погляду, рух-пересування пересуває не частку, а рух-поворот частки, який, тому, і змінює своє місце.

Таким чином, рух кожної частки тіла, що обертається на місці, можливо розглядати, як єдність взаємодії складових протилежних рухів, а саме, руху-пересування і руху-повороту. Перший, пересуває поворот, а другий, повертає пересування.

Причому, якщо обома рухами на те витрачається єнергія, то проявляють вони себе діями одне на одного, по черзі. Наприклад так, - відпрацьована єнергія або відходи дії одного руху стають єнергією другому. Але, рух, що віддав єнергію, не зупиняється, а продовжується пасивно, - по інерції. А в цей час, рух, що отримав енергію, навпаки, проявляє себе активно на пасивному русі. Таким способом, перетворюючись, і чим себе проявляючи, енергія руху частки зберігається. Підкреслимо, не у вигляді якогось недоторканого запасу, а, як рух - чинник руху, як рух-руху. Причому, що, цілком, вписується в існуючу фізику.

Також, звертаємо увагу і на наступне. Частка повного повороту, в градусах, завжди, тотожно, співпадає з відповідною часткою повного періоду. Тобто, поворот на один градус, завжди, відбувається за 1/360 частку періоду. Отже, кожний градусний напрямок простору кожна частка тіла, яке обертається на місці, рухаючись, завжди пересікає за 1/360 частку періоду. Таким чином, кількість повороту можливо оцінювати і його тривалістю, а поворот на один градус можливо назвати, наприклад, «власною секундою повороту». Яка, з іншого погляду, також, є і «власною секундою тривалості». Маємо, так би мовити, різні прояви «власного часу». Перейти ж від власного часу до загально прийнятого, вважаємо, не складно.

І останнє. Відповідно до пояснень, рух-поворот без руху-пересування бути не може. Але, тоді, і руху-пересування, без-руху-повороту, мусить теж не бути. Разом з тим, рух-пересування прямий, без повороту, частенько спостерігаємо. Але, по-перше, він, завжди, чимось спрямований, тобто, він, завжди, вимушений і витрачає свою енергію на тертя, причому, безповоротно, а тому, сам по собі, у часі, він рівномірним бути не може.

2.Опис прикладу.

Рух крапки рівномірний по колу – це рух крапки, шлях якого має форму дуги правильного кільця, а кільцева швидкість постійна.

Наприклад, саме, такий рух мають крапки кінців стрілок усіх годинників. Тож, прослідкуймо, наприклад, за рухом крапки кінця секундної стрілки. Нехай, ця крапка, рухаючись, послідовно, співпадає з крапками секунд, розмічених на циферблаті.

Далі. Бачимо, що рух крапки стрілки має дві, формуючі його, складові: а) рух прямо або рух уздовж набутому напрямку і б) рух убік або рух поперек набутому напрямку.

Також, рух а) можливо назвати «рухом-пересуванням» або, коротко, «пересуванням», а рух б) можливо назвати «рухом-поворотом» або, коротко, «поворотом».

Вважаємо, що рух крапки стрілки між двома сусідніми секундними крапками циферблату можливо назвати «рухом у крапці» і визнати прямим.

Тепер, враховуючи пояснення позначимо: dx – відстань між двома сусідніми секундними крапками на циферблаті. dt – тривалість руху між цими крапками.

Далі. Маючі ці данні, можемо написати вираз для швидкості пересування крапки кінця стрілки «у крапці»: v = dx / dt .

А також, можемо написати вираз для швидкості повороту руху крапки, стосовно шляху руху, «у крапці»: q = dt / dx .

В останній формулі, dt вказує кут, як кількість повороту «у крапці» руху крапки стрілки, в секундах. А натомість dx, також, можемо розглядати dx^-1, тобто, як крутість, як якість повороту «у крапці».

Також, з формул слідує, що v • q = (dx / dt) • (dt / dx) = 1 .

Отже, швидкості пересування і повороту руху крапки кінця секундної стрілки, між собою, «у крапці руху», кількісно, взаємно обернені.

Вочевидь, те саме отримаємо «у крапках руху», якщо будемо аналізувати рухи крапок кінців інших стрілок годинника.

Питання, - але чи випадкова така закономірність?

А відповідь можливо отримати, вивчаючи відомі висновки Кеплера – за однакові частки періодів, радіуси рухів планет «покривають» однакові площі відповідних єліпсів. Тобто, на більш прямих відрізках своїх траєкторій планети пересуваються швидше, але, стосовно пройденої відстані повільніше повертають, а на крутих відрізках траєкторії, навпаки, повертають дужче, а пересуваються повільніше. А за «секунду» кожного періоду руху можливо прийняти 1/60 його частку, що, з іншого погляду, віддзеркалює поворот шляху руху на 6 градусів.

--Василь Муха 10:28, 21 травня 2015 (UTC)

Про рух тіла рівномірний прямолінійний.

У вікіпедії, стаття «Рівномірний рух»,  «Рівномірний рух — механічний рух, під час якого тіло за будь-які однакові проміжки часу проходить однаковий шлях».

Що, математично, показано так:  s = v·t, де:  s - пройдений шлях; v - швидкість руху;  t – тривалість часу руху.

Але, таке визначення рівномірного руху передбачає два випадки.

А) Пройдений шлях, математично, прямолінійний.

Наприклад, про такий прямолінійний шлях йдеться у першому законі Ньютона, -  «Всяке тіло продовжує зберігати стан спокою або рівномірний і прямолінійний рух, допоки цей стан не змінять сили, застосовані до нього.», вікіпедія, стаття «Закони Ньютона».

Причому, закон цей і досі вивчають і на нього спираються у поясненнях явищ, попри те, що  «З сучасної точки зору, таке формулювання незадовільне. … .»

Зазначимо, під час прямолінійного руху, незмінними зберігаються напрямки швидкості і шляху руху.

Б) Рух може бути рівномірним, а пройдений шлях, математично, може бути кривою лінією.

Під час такого руху, змінюються напрямки, як швидкості, так і шляху руху.

А тому, формула рівномірного руху набуває модульного сенсу, |s| = |v| · t, у якому напрямки не мають фізичного значення.

Тут, нижче, зупинимось на варіанті простішому, - А. Тобто, будемо вивчати рух рівномірний прямолінійний.

І першу увагу звернемо на те, що у визначенні йдеться  про рівномірний рух тіла. Проте, у формулі воно не показано.

А тут, покажемо його так, -  m·s = m·v·t,  m - маса тіла.

Тепер, констатуємо, - у цій формулі, вирази, з ліва і з права від знаку рівності мають однаковий кількісний і фізичний природний сенс.

Математично, зобразимо це так, -   m·s = m·v·t = V.

А позначку, V, назвемо «кількістю механічного рівномірного прямолінійного руху».

Тобто, V – кількість рівномірного прямолінійного руху, а вирази, m·s  і  m·v·t, – варіанти подробиць механізму появи цієї кількості.

Також, констатуємо і наступне, -  під час рівномірного руху, відбуваються інтегральні зміни, а саме, - тривалості руху, ∆t, шляху руху, ∆s, і кількості механічного руху, ∆V.

Причому, мається на увазі, що «інтегральні зміни кожного параметру» відбуваються від нуля до набутого поточного значення. Математично, це може виглядати так, -  0 → t = ∆t, 0 → s = ∆s  і  0 → V = ∆V. Де, стрілки означають «змінюється».

Далі, можемо написати два варіанти функції інтегральних змін, -

∆V(∆s) = m·∆s 

∆V(∆t) = m·v·∆t.

На графіках, ці функції виглядають трикутниками, площі яких віддзеркалюють інтегральні зміни енергії «механічного прямолінійного рівномірного руху».

Зазначимо, у фізиці, зміни енергії є змінами другого порядку, тобто «квадратними». А тут, це, математично, зобразимо так, -  ∆²E. Де, двійка означає не зведення в ступень, а вертикаль до горизонталі складових напрямків.

Тож, формули для зміни енергії механічного прямолінійного рівномірного руху можуть мати такі фізико математичні образи:

а)  ∆²E =  (∆V × ∆t)/2 ;

б)  ∆²E =  (m·|∆s| × ∆s)/2;

в)  ∆²E = (m·v·|∆t| × ∆t)/2 .

У цих формулах |∆t| і |∆s| - модульні значення параметрів і означає, що параметри проявляють себе не якісно, тобто, - не значенням тривалості і довжини шляху, а кількісно, тобто, - числами кількості циклів змін, тривалості і довжини шляху, відповідно.

Таким чином, можливо зробити висновок, що продовження прямолінійного рівномірного руху тіла потребує додаткової енергії. Отже, без додаткової енергії, цей рух гальмуватиме.

Наприклад, це означає, що супутник Землі, без додаткової енергії, не зможе продовжувати набутий свій напрямок руху, або, - не зможе продовжувати рух уздовж напрямку дотичної в крапці руху.  

Післямова.

Приведене розуміння кількості рівномірного прямолінійного руху не відповідає його класичному ньютонівському визначенню, - P = m·v.

А це, можливо тому, що кількість руху - P є розумінням у крапці траєкторії руху, отже, воно не враховує головного факту рівномірного руху, - пересування тіла.

Можливо, насправді, мова йде про набуту кількість розгону руху тіла, яка такою визначена в крапці траєкторії руху.

А математично, це може мати таку послідовність.

За зразком, вище, зобразимо функцію інтегральних змін розгону руху, -

∆P(∆v) = m·∆v.

На графіку вона виглядає трикутником, площа якого віддзеркалює зміни витрат енергії на розгін руху тіла, - ∆²E = (m·|∆v| × ∆v)/2. Що, у спрощеному розумінні, має такий відомий фізико математичний вираз, - E =  m·v²/2.

Василь Муха, 05.06.2023 р. --Василь Муха 04:24, 6 червня 2023 (UTC)