Представим, что в руке у вас есть апельсин. Если вы найдете силы метнуть его параллельно поверхности Земли со скоростью 8 км. с., он станет спутником нашей планеты и, несколько упрощенно говоря, потеряет вес.
Положим, вы кинули фрукт со скоростью всего несколько метров в секунду. Эффект уменьшения веса опять-же, будет иметь место быть, хотя изменения эти измеряются долями миллиграмма.
Представим теперь, что ваш друг кидает апельсин обратно. Оба вы стоите на платформе чувствительных весов. Станет ли, на время этой игры, система вы-друг-апельсин, в целом, легче?
Простое очень быстро становится сложным. Некоторые дополнительные, более наглядные схемы представляют, что «да».
Все физические тела состоят из мириадов «апельсинов» – элементарных частиц. Средняя скорость колебательного движения последних, при двадцати градусах Цельсия, около трехсот метров в секунду. По мере увеличения температуры, скорость движения увеличивается.
Итак, мы вправе ожидать, что при уменьшении температуры тела (в закрытой системе), его вес несколько увеличится. И, при повышении Т, давление на опору будет постепенно исчезать.
Чтобы высчитать все более точно, необходимо совместить некоторые формулы для движущихся по окружности тел, а также зависимость скорости молекул (выступающих здесь как «спутники») от температуры. Друзья, когда-то я все это делал, но, по прошествии стольких лет со времен неудавшейся публикации в «ТМ», очень многое забылось. Попробуйте сами. Результат, в-общем, достаточно интересный. Сам я натурные эксперименты не проводил, но воспользовался данными, увы, измерений веса тела человека до и после его смерти. Разница эта составляет около 10 граммов (вес прибавляется).
И результаты подсчетов, по телу, весом 80 кг, остывающего с 40 С, до 20 С вполне этому соответствуют.
Известны также эксперименты с маховиком, раскручивающимся до определенной скорости. Вес волчка уменьшается.
В данном случае движение апельсина, простите, замкнуто в кольцо. Более ничего в сущности, не меняется.
И, результаты вычислений по волчку-апельсину вполне соответствуют ожиданиям.
…Следующее простое-сложное наглядное построение. Космическая станция, спутник, …физическое тело, проносящееся вдоль поверхности Земли со скоростью 8 км. с. будто бы теряют вес. Ну, а объект, устремляющийся прямо к центру планеты, из глубин Космоса, положим, со скоростью 20 км. с. – что происходит с ним? Добавляет ли Земля, своим тяготением, ему дополнительную скорость? Вы уверены? Ну, если это тело движется еще и с ускорением выше 9,8 м. с. кв. (ускорение свободного падения) – тоже прибавит скорости?
Складывается ощущение, что в небесной механике не все так просто. Объекты, движущиеся вблизи планет со скоростями много выше, чем ускорение свободного падения (на данном удалении от центра масс) последних, практически не подчиняются влиянию «местной» гравитации.
Возможно, этот феномен и послужил причиной многих неудач советской космонавтики. К примеру, из десяти пущенных к Луне ракет с луноходами, до поверхности Селены добрались только две. С Марсом ситуация еще намного хуже. Большинство аппаратов пролетали мимо этих немалых небесных тел.
Американские ученые – народ менее консервативный, и среди их управленцев – практиков нашлись те, кто вполне смог смириться с необходимостью внесения поправок в известные законы Ньютона.
…Гравитация зависит от взаимной скорости взаимодействующих тел. В какой то степени это положение можно постараться выявить на уровне классической механики. Но, пожалуй, для прояснения деталей, нам лучше будет окунуться в глубины квантовой физики.