Вы, возможно, будете удивлены, но двигаясь с постоянной скоростью по окружности, тело будет двигаться ускоренно. Не нужно забывать, что линейная скорость – вектор, направленный по касательной к траектории движения.
И если вы продвинетесь чуть-чуть по окружности, то и вектор скорости немного повернется. Разность векторов тоже будет вектором, направленным к центру. Такое ускорение называют, по вполне понятным причинам, центростремительным. То есть скорость может изменяться не только по величине, но и по направлению.
Время одного оборота – период вращения, а частота вращения – число оборотов в секунду. Но если длина окружности это 2ПR, а период Т – время одного оборота, то линейная скорость равна:
а угловая скорость измеряется в радианах в секунду и равна:
Центростремительное ускорение можно выразить и через линейную скорость, и через угловую:
В вашей физике есть не только вращение в понятном вам смысле, но и “как бы” вращение. Это спин элементарных частиц, который для наглядности, в первом так сказать, приближении описывают как вращение. Мы не раз будем сталкиваться с замечательной особенностью вашей науки – даже самые нелепые модели могут позволить вывести верные математические формулы. Представление об элементарных частицах, как о вращающихся шариках неверно, но позволяет составить подтвержденные экспериментально математические зависимости для ряда явлений. Но даже, если рассматривать спин, как вращение, одна странная особенность бросается в глаза. Маленькая и вездесущая частица нейтрино всегда вращается против часовой стрелки если смотреть ей “в спину”. Остальные частицы могут вращаться и по, и против часовой, но не нейтрино. Это нарушение симметрии и здесь что-то не так, подозревают ваши ученые.
И еще вопрос. Относительно ли круговое движение? В мире О77888 это так. Например, если вы вращаете там ведро, то вода образует воронку. Но если вращать мир вокруг ведра, то произойдет то же самое. Поэтому, если вокруг жителя этого мира бегают по кругу другие жители, то у него начинает кружится голова, как если бы он сам кружился. Впрочем, и у вас так.
У кругового и колебательного движений много общего. Период колебания – время наименьшего повторяющегося “отрывка”. Тоже, своего рода, симметрия.
Частота измеряется в герцах (Гц), это число колебаний в секунду и она взаимообратная периоду:
Рассмотрим колебание тела вдоль оси x. Отклонение от среднего – это амплитуда (А). Время между двумя ближайшими одинаковыми состояниями, например, между вершинами – это период.
Привычный вам маятник – грузик на веревочке, называется математическим. Формула его периода:
Фактически, период такого маятника зависит только от длины веревочки (l), если не переносить его с планеты на планету с разными ускорениями свободного падения (g).
Для периода пружинного маятника формула следующая:
Как видите, период зависит от массы груза (m) и жесткости пружины (k). Любую механическую конструкцию можно представить как сочетание пружинных маятников, поэтому часто эти конструкции, например мосты, имеют определенную собственную частоту колебаний. А если она совпадает с частотой вынужденных колебаний, то возникнет такое разрушительное явление как резонанс. Амплитуда колебаний может увеличиться до критических значений. В истории известны случаи, когда из-за идущих в ногу солдат разрушались мосты.
Согласованные колебания множества элементов с некоторой задержкой по времени (сдвигом по фазе) порождает волну. И самый наглядный пример – волна болельщиков на стадионе. Каждый из них то встает, то опускается, оставаясь при этом на своем месте. Поэтому и говорят, что волна переносит не массу, а энергию. График волны выглядит так же как и график колебаний, но только ось абсцисс здесь не время, а пространственная ось, вдоль которой распространяется волна. И, соответственно, расстояние между точками в одинаковых состояниях (симметричных) – не период, а длина волны.
Скорость распространения волны равна произведению частоты на длину волны:
Если представить волну, распространяющуюся по поверхности водоема и четыре поплавка. То поплавки 2 и 4 находятся в одинаковой фазе, а 1 и 2 – в противофазе. То есть, когда 1 поплавок находится в самом низу, 2 – вверху. Легко догадаться, что если две одинаковые волны но находящиеся в противофазе наложить друг на друга, то они взаимоуничтожатся. Это еще одна особенность симметрии. Она может порождать, но может и уничтожать тоже.
Девочка из Самой Средней Школы рассуждала о возможности порождать миры из ничего. Она ставила на палец тарелку так, чтобы та не падала. Потом она представляла, что в центре из ничего появлялись пары симметричных человечиков, которые симметрично расходились от центра, не нарушая общего равновесия. Но человечики были, что называется, в противофазе и при встрече снова превращались в ничто. Пар становилось все больше, они кружились и танцевали под беззвучную музыку. А потом снова сходились в центре и исчезали. Девочка научилась создавать такие схлопывающиеся миры и играла с ними.
Но даже ее фантазии не хватило бы, чтобы создать нечто подобное миру Н76789, который состоит из множества тел, стоящих плечом к плечу, как в метро. Однако во всем этом мире есть только одно осознание, которое переходит от тела к телу, заставляя их по очереди подниматься, поэтому по планете, то в одну сторону, то в другую, пробегает волна, как на стадионе. При этом осознанию кажется, что оно перемещается и путешествует, хотя все тела остаются на своих местах. Этому осознанию очень одиноко.
Напишите о явлении, суть которого вы бы хотели постичь, чтобы управлять им. И как бы вы воспользовались своей суперспособностью? Может быть, вы бы хотите научиться создавать тела в противофазах, которые бы исчезали при соприкосновении? Но я не понимаю пока, как это может вам пригодиться в жизни.
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________