КУРС: ФИЗИКА ДЛЯ ЗРЯЧЕСЛЫШАЩИХ
Данное наименование могут некоторые считать странным. Может быть. Если не учитывать того, что есть письменность для слепых и слепоглухих и есть письменность для зрячеслышащих. Это учебное пособие является первым, которое осознанно делают для зрячеслышащих, понимая, что им непосредственно не могут воспользоваться слепоглухие и слепые.
Первый учебник физики был изготовлен в России под авторством Ломоносова Михаила Васильевича (1711 – 1765). Согласно сохранившимся средствам письменности, слово «физика» (условно) можно встретить в них с даты царствования Петра l. Следует заметить, что Ломоносов внес значительный вклад в исследования природы. В частности он сконструировал телескоп-рефлектор, с помощью которого открыл атмосферу на планете Венера.
Авторы сочли необходимым, чтобы, благодаря пособию, зрячеслышащие выработали представления о письме для слепых и слепоглухих.
ПИСЬМО ДЛЯ СЛЕПЫХ И СЛЕПОГЛУХИХ
Шрифт Брайля (фр. Braille) тактильный шрифт для слепых. Француз Луи Брайль (фр. Louis Breille), ослепший в возрасте трех лет по причине ранения себя сапожным ножом, создал свой рельефный шрифт как альтернативу рельефно-линейному шрифту Валентина Гаюи, вдохновившись простотой «ночного шрифта» капитана артиллерии Шарля Барбье. В то время «ночной шрифт» использовали военные для записи донесений, которые можно было прочесть в темноте.
КонструктивныЙ элемент письма шрифтом для слепых по системе Брайля - это выпуклость, со стороны пользователя, определенной формы и размеров и вмятина основы со стороны изготовления. Второй элемент – это часть самой основы – пропуск между первыми конструктивными элементами. Для одной фаланги пальца изготавливают конструкцию из элементов; изготавливаемой конструкции можно поставить в соответствие то, что называют буквами, знаками, которые ставят в соответствие конструкциям письма для зрячих. Конструкции письма слепых от конструкций письма зрячих отличают тем, что с помощью пальцев конструкции письма зрячих обнаружить и опознать нельзя, а конструкции письма слепых – можно. Высота конструктивного элемента 0, 5 мм, диаметр – 1, 2 мм, расстояние между ними – 2, 5 мм. Расстояние между конструкциями из элементарных конструкций – 2, 3 мм по горизонтали, - 3, 8 по вертикали. Конструктивный элемент можно назвать - питхил (pit – яма, hill – холм), а конструкцию из питхилов – перст (perst – палец). Перст письма слепых соответствует грамме - конструкции письма зрячих (gramma – зерно), персту и грамме соответствует буква или знак, символ.
Понятно, что персты и граммы являются невидимыми и для зрячих, а не только для слепых. Визуальные образы, соответствующие перстам и грамамм, создаваемые зрячими, могут быть только в соответствующих условиях. Это когда среда, в которой находятся зрячие и где есть письма, возмущаема так называемыми светильниками.
Зрячий ученик, который работает над собой при помощи пособия, создает не только визуальные образы, соответствующие текстограммам, в виде текстов, но и схемы, и рисунки, фотографии, которые соответствуют конструкциям из бумаги и вещественных составов (чернил, туши, порошка тонера и др.). Проделывая эту гигантскую работу, он может этого вовсе не осознавать, считая, что все это есть в том средстве, что он использует. Пока таких неадекватных людей подавляющее большинство. И это проблема. Авторы надеются, что создавая данное пособие, они не только обозначают проблему, но и вносят свой вклад в ее решение.
Коллектив СИОП.
ОКРУЖАЮЩИЙ МИР ЧЕЛОВЕКА
Среда обитания человеческих существ – это воздушная среда или атмосфера (от греч. atmos – пар и sphaira – шар). Воздух – это парогазовая среда, смесь газов и водяного пара. Люди долго не знали, что находятся под огромным давлением атмосферы, что их тело окружено некоторым плотным слоем воздушной среды, испытывая его воздействие на защитные структуры организма, что организм компенсирует его давление, затрачивая ресурсы. А все потому, что огромная часть жизнедеятельности человека осуществляется вне осознания им этой деятельности, т.е. автоматизировано. Кроме этого, зрение не регистрирует атмосферу. Видимо также, как зрение обитателей водной среды не регистрирует водную среду, но регистрирует границу между поверхностью воды и воздухом.
Например, люди изобрели и использовали поршневые насосы для откачки воды, но не понимая причину занимания водой места, откуда уходит поршень насоса, придумали объяснение, согласно которому действует закон – природа боится пустоты (Аристотель, др. греч. ученый-философ). Когда нашли то, что действует, то надобность в действующем законе отпала. Слои воздуха действуют на поверхностный граничный слой воды, а тот, в свою очередь, действует на другие. Вода поднимает сама себя под первоначальным действием воздуха на граничный с ней слой воды. Если вдруг по какой-то причине даже достаточно маленькую часть тела человека не будет действовать воздух, то для организма это будет катастрофой. Даже, когда человек стоит на какой-то платформе или на полу, между поверхностью стоп и полом находятся не только носки, стельки и подошвы обуви, но находится слой воздуха под давлением, которое мизерно больше давления на уровне его головы. Короче, атмосфера играет наиважнейшую роль в жизнедеятельности организма человека, как для водных обитателей -вода. Но обычно, когда людям задают вопрос об окружающем его мире, о самом главном и важном они не вспоминают.
Вокруг человека в окружающем его мире атмосферы находятся также многие живые существа других видов. Также невидимые существа даже при условии видимости других существ, а также вещей и предметов, которые называют микробами и вирусами. Их наблюдают с помощью оптических (бактерии) и электронных микроскопов (вирусы).
Физики предметы, вещи, газы и другое называют физическими телами. Все, что можно потрогать, хотя бы в возможности, называют физическими телами. Потрогать – это значит подействовать частью своего физического тела на другое, которое при действии оказывает также действие на ту часть, что действует на него.
Мир человека – это мир взаимодействующих между собой физических тел. Оставляем в стороне вопрос, что в действительности представляют собой физические тела. Кроме физических тел есть физические поля. Например, поля магнитов, которые можно обнаружить с помощью некоторых физических тел, например, металлических частиц, получаемых при пилении стали – сплава железа и графита, и других металлов. Есть электростатические поля, которые тоже можно обнаружить с помощью различных кусочков различных материалов.
Вывод: окружающий мир человека – это мир физических тел и физических полей. Не все согласятся с этим выводом. Некоторые считают, что есть лешие и русалки, другие считают, что есть инопланетяне, рептилоиды, злые и добрые духи. Третьи уверены на все сто процентов, что есть Всемогущий и Вездесущий. Они, может быть, все и правы, но я придерживаюсь мнения, что есть взаимодействующие физические тела и поля. Если же встречусь с Тем Самым, то поприветствую: «Но надо же, я и не знал». Дело ведь не в том, во что ты веришь, но в том, кому веришь. Если веришь попам и ксендзам, муллам и работникам издательств и типографий, где библии и кораны делают, архиепископам, архиреям, архимандритам и прочим представителям Его, которые как-то мандаты получили, то это тоже самое, что веришь ученым, которые от Науки как-то умудрились мандат получить. Если себе веришь, то тоже славно. Но сомнение не повредит.
ДВИЖЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ТЕЛ
Физические тела занимают определенные положения относительно друг друга. Кроме этого, каждая часть физического тела занимает определенное положение относительно других частей тела и относительно других тел и их частей. Для определения положений тел используют тело, положение которого считают известным наблюдателю, осуществляющему регистрацию положений тел. Это тело называют телом отсчета. С телом отсчета связывают систему отсчета, с которой также связан наблюдатель в качестве действующего физического тела, имеющего определенные средства наблюдения и определенные возможности регистрации событий. Одним из основных средств является средство для измерений расстояний между телами и протяженности тел. Это эталонное тело, протяженность которого считают известной, есть мерительная лента или линейка. Другим средством являются часы, где движение тела принимается за эталонное, с которым сравнивают движения других тел в данной системе отсчета. В качестве примера можно привести систему отсчета с прямоугольно пересекающимися тремя осями координат. Считают, что тело отсчета, принятое за точку, находится в месте пересечения осей. Если осям поставить в соответствие наименования X, Y, Z, а точке пересечения – O, то каждому телу, принимаемому за точку, можно будет задать три так называемые координаты путем мысленного проведения перпендикуляров из точки на оси координат (перпендикуляр в переводе – это отвес).
При движении тела относительно других тел будут изменяться его координаты. Сравнить движение тела с эталонным движением в часах можно путем деления величины изменения положения тела на величину изменения положения конца стрелки часов. Произведя вычисления, получают величину, которую называют скоростью.
Если направление движения в каком-либо случае не важно, то можно считать, что тело движется по линии S. Расстояние между двумя положениями тела на линии S считают путем, которое прошло тело по данному направлению. Тогда скорость его движения можно получить делением величины расстояния и величины расстояния между двумя положениями конца стрелок часов, что было синхронным. Например, при старте бегуна включают секундомер (часы) в момент старта и выключают в момент финиша. Получают время бега спортсмена на дистанции. Допустим, длина дистанции 100 метров. Конец стрелки оказался синхронно этому на 12 секундах. Делим величину 100 метров на 12 секунд и получаем скорость движения спортсмена на дистанции. Но спортсмен не является точкой, его тело протяженно. Известен случай, когда на финише спортсмен протянутыми руками порвал финишную ленту. Хотя он бежал вторым, победителем, т.е. первым закончившим дистанцию, судьи сочли его.
Движение в часах считают равномерным и известным по скорости. Если направление измеряемого движения не меняется, а определяемая скорость не меняется также, то движение тела считают равномерным и прямолинейным. Понятно, что тело отсчета считают покоящимся. В собственной системе отсчета оно покоится. Другие тела, положения которых в данной системе отсчета не меняется, считают находящимися телами в состоянии покоя в данной системе отсчета.
Но заметим: люди легко регистрируют движение секундных стрелок в часах, труднее – движение минутных стрелок. Очень редкие люди могут зарегистрировать движение часовой стрелки в часах, хотя все знают, что часовая стрелка движется. Точно также человек с помощью зрения не может регистрировать движение пули, вылетающей из дула ружья со скоростью 300 метров в секунду (пневматика). Но зарегистрировать пулю в покое он может. Достаточно применить так называемую фотовспышку, длительность импульса которой достаточно мала. Человек увидит пулю в определенном месте. Потом можно сравнить с фото и убедиться, что фотоаппарат и рисунок человека по памяти в результатах эквивалентны.
Можно вспомнить так называемую апорию Зенона «летящая стрела». Если время регистрации положения стрелы будет меньше того времени, которое необходимо, чтобы ее положение изменилось так, что угол, под которым была видна величина этого изменения с места наблюдателя, была меньше одной угловой минуты, то наблюдатель зарегистрирует ее покоящейся. Таким образом, существуют нижняя (движение часовой стрелки) и верхняя граница (движение пули после выстрела), за пределами которых движущиеся тела наблюдатель регистрирует как покоящиеся.
Чтобы понять, что есть движение физических тел, изменения их положений в системах координат, необходимо практически самому проводить измерения и вычисления, уметь пользоваться линейками, мерными лентами, лазерными измерителями, оптическими угломерами и механическими. Тренировать глаза и руки, тело и главный инструмент в жизни – голову.
Полезно проанализировать так называемый парадокс «Ахилл и черепаха». Ахилл движется в два раза быстрее, чем черепаха. Догонит ли Ахилл черепаху? Если Ахилл дойдет до того места, где была черепаха, то она пройдет ровно половину пути, что прошел Ахилл. Ситуация вновь повторится, когда Ахилл дойдет до следующего места, где была черепаха. Между ними всегда будет определенное, хоть и малое расстояние. Вывод: Ахилл никогда не догонит черепаху. Не указана явно система отсчета. Человек подразумевает, что это место, которое связано с поверхностью Земли. Но во время движения регистрация в некоторый момент времени места, где находится тело, может быть осуществлена с некоторой долей неопределенности. Чтобы зарегистрировать точно положение тела в некоторый момент времени, тело нужно остановить. Модель ситуации, которая соответствует рассуждениям и выводу о невозможности догнать черепаху Ахиллом, некорректна. Если взять за тело отсчета черепаху, то она в такой системе отсчета покоится. Ахилл приближается к ней и доходит до того места, где она стоит. Если взять за тело отсчета тело Ахилла, то он в этой системе покоится, а черепаха задом приближается к нему и оказывается у ног Ахилла. Можно рассмотреть ситуацию с пловцом Ахиллом и водной черепахой, плывущих по реке по течению или против течения. За тело отсчета можно взять тело, которое покоится относительно текущей воды. Получаем простую школьную задачу без всяких парадоксов, находя время, когда Ахилл догонит черепаху.
Следовательно, парадокс получается у того, кто пытается рассматривать движение без задания системы отсчета. Ответить же н а вопрос: движется тело или покоится, - нельзя, если не указывают систему отсчета.
В публикациях по поводу ситуации Ахилла и черепахи можно найти всяческие измышления: «размазанность шага Ахилла», бесконечное деление отрезка пополам, которое приводит к нулевой длине расстояния между Ахиллом и черепахой, квантованию времени и прочей премудрой чепухе. А дело в абсолютизации одного вида систем отсчета, которые, к тому же, явно не указывают.
Любые механические движения можно свети к прямолинейному равномерному движению. Каким образом? Беря бесконечно малые моменты времени, для которых движение можно считать прямолинейным и равномерным. Этой процедуре соответствует формула: дельта S/ дельта t при дельта t стремящейся к нулю равно некоторой постоянной величине на отрезке дельта S. Эту постоянную величину называют мгновенной скоростью движения на бесконечно малом участке (окрестности некоторой точки). Математики называют это физической интерпретацией свой процедуры, которую они называют нахождением производной – скорости возрастания или убывания функции (предел отношения приращения функции к приращению аргумента, когда приращение аргумента устремляют к нулю). Это значит, что задаваемое значение всегда меньше отличается от нуля, чем постоянное наперед заданное число. Ничего мифического в этом нет. Это просто модель, соответствующая реальным действиям. Но математики и физики любят это представлять так, как будто это появляется у них из голов. Это они занимаются мистификацией ради хлеба насущного, чтобы посторонние к ним не совались.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕЛ И ПОЛЕЙ
Авторы имеют в виду определенный класс взаимодействий физических тел и полей: 1) взаимодействующие тела остаются таковыми, возможно изменившими форму и размеры, но остающиеся целыми; 2) взаимодействия осуществляются так, что влияние возможно существующих, но не учитываемых факторов ничтожно (или ими пренебрегают); 3) возможности регистрации событий наблюдателя таковы, что возможности любого другого наблюдателя не превышают возможности первого.
Например, наблюдатель знает, что некоторые физические тела, находящиеся нал поверхностью Земли падают, если у них нет опоры, которая в свою очередь опирается на саму поверхность Земли. Причина явлений падения тел ему неизвестна. Он придумывает некую силу, которая действует на все тела со стороны Земли. Что для людей важнее? Найти причину или изучить, как протекают явления, чтобы их использовать и учитывать в жизни? Причину, возможно, придется искать долго…А если ее вовсе будет не найти? Видимо, важнее первое. Тогда придумка с некой неизвестной причиной действия – силы – это хороший выход. Но для случаев, когда неизвестно то, что действует. А когда известно, то эта придумка не только лишнее звено, но может просто мешать пониманию явления.
Кажется, что мы знаем, что действует на тела, которые находятся на поверхности Земли и над ней. Это некоторое гравитационное поле, которое есть у всякого имеющего массу тела. И что? Одна неопределенность заменяется другой (сила тяготения на гравитационную силу…тяжесть на тяжесть для тех, кто знает латынь). Когда мы считаем, что имеем дело с каким-то конкретным физическим телом, то мы не понимаем: нет такого отдельного физического тела – это всего лишь модель нашего организма, который ее создал для каких-то целей. Каждый из нас имеет дело с некоторой примитивной (природной) моделью, соответствующей некой неизвестной нам реальности, частью которой является каждый из нас неизвестный самому себе. И из этого, казалось бы, безысходного положения, наш организм, все-таки, находит выход. Он создает нам физическую картину, благодаря которой мы достаточно успешно приспосабливаемся к неизвестной нам реальности. Следовательно, физический мир у каждого из нас свой и он уникален. Тем не менее, каждый из нас создает его согласованно с другими так, что допущение об единстве физического мира для всех, не приводит к катастрофическим последствиям. Ситуация подобна той, когда команда космического корабля управляет техническими конструкциями, находящимися за обшивкой корабля, ориентируясь на события в слое экрана монитора. Только не надо отождествлять события в слое экрана монитора с событиями за обшивкой корабля. Будь это подводная лодка или космический корабль…, или свой организм, в склепе которого каждый из нас находится.
Результатами взаимодействия тел могут быть изменения ими формы, размеров, состояний по отношению к другим физическим тела. После взаимодействия тела могут принимать прежние формы и размеры. Такие взаимодействия считают упругими.
ФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ. ПЕРВИЧНЫЕ И ВТОРИЧНЫЕ МОДЕЛИ
Физический мир каждого – это совокупность его ориентационных первичных моделей. Организм их создавал еще до того, как у него появилось сознание. Само сознание являлось продуктом этого процесса приспособления организма к условиям, в которые он попадает после акта рождения. Естественно, что эти ориентационные модели, которые были еще до того, как появилось сознание, для него они оказываются первичными и чем-то внешним.
Когда человеческое существо в состоянии бодрствования пользуется органами чувств, то оно не понимает, что с помощью органов чувств, осознавая этот процесс пользования, он имеет дело с собственным физическим миром, а не с внешней реальностью-средой для организма. Реальный процесс взаимодействия организма с внешней средой от сознания организма скрыт, он идет в автономном от сознания режиме.
Первоначально люди, когда еще не созданы специальные средства исследований, имеют дело с собственным физическим миром, т.е. с собственными первичными ориентационными моделями, каждый со своими, воображая, что они таковы для всех. Физики-исследователи создают вторичные модели, т.е. модели моделей.
Таковой вторичной моделью является модель свободного физического тела. Свободное физическое тело – это тело, которое не действует на другие тела и само не подвергается действию других физических тел. И хотя такого тела не может быть, считают, что оно есть. Этого не может быть, но пусть Это будет.
Если пренебрегают всем, кроме того, что тело все-таки есть, получают материальную точку, т.е. бесконечно малое физическое тело некоторой массы, материальную точку, т.е. масса тела сосредоточена в точке. Теперь можно достаточно просто описывать движение тела в некоторой системе отсчета. Если материальная точка соответствует свободному физическому телу, то при отсутствии взаимодействий с другими физическими телами материальная точка либо находится в покое, либо движется равномерно и прямолинейно относительно какой-либо другой материальной точки, взятой за точку отсчета наблюдателем в данной системе отсчета. И хотя ничего подобного в природе нет, применение подобных моделей оказывается эффективным средством для решения различных задач.
Сила – это тоже вторичная физическая модель, т.е. в природе сил нет (точно также, как нет импульсов, энергии, времени и прочих так называемых физических величин – это все вторичные модели, которые создает человек). Мною принято, что в моем мире нет ничего, кроме взаимодействующих физических тел и полей. Но при решении задач удобно вместо физических тел использовать другую модель, эта модель – сила. Если Земля – это некоторая материальная точка, то на нее действует некоторая сила притяжения со стороны другой материальной точки – Солнца. И это, конечно, бред, т.е. полное искажение того, что есть в физическом мире. Но благодаря этому бреду решают некоторые задачи, связанные с определением положения Земли при ее движении вокруг Солнца. И мы принимаем этот бред за истину. Главное не впадать в состояние кретина, считая этот бред чем-то имеющим быть в реальности. Это полезная игра воображения. Главное не заигрываться до шизофрении, что характерно для подавляющего большинства мученых.
Силе изготавливают соответствующую конструкцию письменности, которой соответствует в воображении пользователя отрезок в виде линии со стрелкой на одном из концов. Второй конец считают началом. Называют это вектором. Ему приписывают направление и величину. В данном направлении действует сила (следовательно, неизвестное тело) определенной величины, которая соответствует длине отрезка. Теперь эта сила может быть приложена к материальной точке, которая под действие этой силы может изменить свое состояние движения. В момент действия материальная точка либо замедлит свое движение, либо ускорит, т.е. изменит скорость. Если это будет происходить синхронно с движением конца стрелок часов, то можно будет вычислить скорость изменения скорости материальной точки под действием данной силы, т.е. вычислить ускорение.
Проводя многочисленные эксперименты, физики установили, что ускорение можно просто вычислить, зная величину массы точки и величину действующей силы: ускорение равно отношению величины силы к величине массы точки. И назвали это вторым законом Ньютона. С тех пор у них вместо взаимодействующих физических тел в природе есть действующий второй закон Ньютона. И это уже точно бред. Но так уж люди устроены: если подавляющее большинство бред считают истиной, то так они и считают. Пока такие счеты не подводят (условно) их к пропасти.
ИЗМЕРЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ФИЗИЧЕСКИХ ТЕЛ
Результатами взаимодействий физических тел могут быть изменения их формы и размеров, что называют деформациями. При взаимодействии тела деформируются. Регистрируемое изменение тела можно использовать для сравнения взаимодействий тел. Технические устройства – пружины применяют в этих целях.
Кроме устройств с пружинами применяют рычаги, которые устанавливают на некоторую опору достаточно малой площади. Подобные рычажные устройства называют весами. Весы есть и такие, где используют не одно физическое тело, кроме самого рычага и опоры, но разные физические тела – гири. Весы-безмен и гиревые весы.
В пределах границ упругости деформированная пружина после прекращения взаимодействия восстанавливает свою форму и размеры. Можно изготовить конструкцию из пружины и линейки так, что величина удлинения пружины при деформации может быть зарегистрирована с помощью конструктивных особенностей линейки. У материала полотна линейки на одинаковом расстоянии друг от друга производят удаления части материала. Получают то, что может соответствовать визуальным образам пользователя в виде меток-штрихов. По этим штрихам можно получать условную величину деформации – удлинение или укорочение пружины. Эту величину можно интерпретировать как величину деформирующей пружину силы. Эти углубления можно изготавливать, подвешивая к пружине различной величины гири. Таким способом получим устройство, которым можно будет характеризовать взаимодействие тел, помещая между ними устройство, называя его динамометром (дина –сила)
Допустим, бечева, которую тянет рука человека, будет прикреплена не к тележке, а к прибору, прибор же будет прикреплен к тележке. Тогда можно будет считать, что на тележку действует сила F, величина которой равна два целых деления. Если каждому делению соответствует 1 Ньютон, то на тележку действует сила F в два Ньютона. Понятно, что действует не сила, а бечева на тележку, тележка на бечеву (действует с силой в два Ньютона, но в противоположном направлении и на другое тело). Фактически одна и та же сила по величине является характеристикой одного и того же взаимодействия. Но так как одно взаимодействие считается двумя связанными друг с другом взаимодействия, то приходиться вводить закон, согласно которому сила действия порождает силу противодействия, равную по величине и противоположную по направлению. Один бред, как бы, порождает другой. Уже и не тела взаимодействуют, а силы. Хотя для человека в здравом уме и трезвой памяти понятно, не третий закон Ньютона действует (бред), даже не силы (полезный бред), а физические тела действуют друг на друга, т.е. есть взаимодействие двух тел. Но здравомыслие в расчет не принимать! И вообще: здравомыслящих желательно утилизировать, если нельзя их исправить. Как-то так.
После того, как наломали дров, колоть их уже проще. С энергией, импульсами, работами, превращениями энергий разных видов друг в друга и прочим справиться можно в один присест за столик с выпивкой и закуской.
Так на сцену выходит физик-фокусник с законом сохранения энергии. Как можно сохранить то, чего нет? Запросто. Сохранить то, что есть значительно сложнее. А если нет? Так и хранить легче. Его же нет. Сколь времени не проходит, все нет того, чего и не было. Класс.
МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА И ЭНЕРГИЯ
Если человек частью своего тела действует на бечеву, которая, в свою очередь, действует на тележку, в результате чего тележка перемещается, то человек тратит ресурсы своего организма в большей степени, чем в том случае, когда он бы проделывал этот путь налегке, без тележки. Формируем модель: сила F действует на тележку, благодаря чему тележка проходит расстояние S. Сила действует вдоль движения тележки, тележка передвигается равномерно. Тогда величина произведения величины силы на величину расстояния передвижения тележки есть некоторая величина, которую называют работой (А). Считают, что на расстоянии S сила F совершила работу А. Не человек вовсе совершил перемещение тележки, затратив дополнительно некоторое количество ресурсов организма, а некоторая сила совершила работу. Это очень удобно тогда, когда у человека можно отнять то, что он сделал, используя различные средства. Не человек создает некоторый продукт, а труд. И какие вопросы по поводу того, что продукт забрал у трудящегося другой? Все же знают, что труд создает продукты.
Если тело способно исполнить работу, то возможность тела исполнить работу называют энергией. Энергия – это величина, с помощью которой характеризуют возможность тела совершить определенную работу. Естественно, что тело не может иметь энергию или не иметь. Энергия – это не про тело, а про наблюдателя, который характеризует определенную возможность тела количественно. Например, вещество бензин может быть ресурсом для технического устройства, но ресурс он не для устройства как такового, а для человека, который может использовать это устройство, применяя бензин. Для человека-дикаря бензин также не является ресурсом, как и само техническое устройство не является средством, где этот ресурс может быть использован. Цивилизованный человек, имея определенные способности, может вместо бензина в этом же устройстве использовать этиловый спирт, газ и т.п.
Сжатая пружина может совершить работу, например, передвинуть какое-либо тело. Не сама, конечно, но благодаря человеку. Она, следовательно, находится в состоянии, изменяя которое, может совершить работу. Ее состояние наблюдатель может охарактеризовать величиной работы, которую тело может совершить. Энергия – физическая величина, с помощью которой наблюдатель характеризует состояние тела, способного, с его точки зрения, совершить определенную работу. Численно эта величина энергии равна величине работы, которую тело может совершить. Считают, что тело может иметь потенциальную энергию. Потенциальная энергия связана с характеристиками его положения относительно других тел или положения его частей относительно самого тела, т.е. других частей тела. Формулы связи можно создать, используя различные учебные пособия. Можно сформулировать самому.
Кинетическая энергия тела – это его возможность совершать работу при изменении состояния движения. Как и потенциальная, так и кинетическая энергия относительны. Относительно опоры, например, доски, на которой находится шарик, его потенциальная энергия равна нулю. Чем ниже находится другое тело по отношению к шарику, тем большую величину энергии ему надо приписать. Величина кинетической энергии явно зависит от скорости. Скорость же величина относительная. Если два тела движутся с одинаковыми скоростями в одной и той же системе отсчета, то друг относительно друга им нужно приписать нулевые величины кинетических энергий.
ПИСЬМЕННОСТЬ МАТЕМАТИКОВ И ФИЗИКОВ
ФОРМУЛЫ
Пусть v – скорость течения воды в реке относительно берега, u – скорость лодки, плывущей по течению воды в реке, относительно воды, y – скорость лодки относительно берега. Для меня в этом случае эквивалентны мои визуальные образы между собой, соответствующие некоторым конструкциям письменности: v ~ скорость течения воды в реке относительно берега; u ~ скорость лодки относительно воды; y ~ скорость лодки относительно берега.
Теперь сравните: скорость лодки относительно берега равна скорости лодки относительно воды плюс скорость воды относительно берега; с: y = u + v. Во втором случае получают запись, которая компактнее во много раз. Кроме этого, процедуру присваивания смыслов (осмысливание) и значений (означивание) визуальным образам, соответствующим конструкциям письма, проводят явно и она может быть осознана, как таковая.
Учеными была изобретена новая письменность, новая лексика, благодаря чему могли организовывать совместную деятельность математики и физики разных народов с меньшими затратами ресурсов для этого.
Естественно, что вскоре (по историческим меркам) люди поняли: средства письменности – это всего лишь средства, которые есть конструкции из различных материалов. В книгах нет ни знаков, ни букв, ни текстов и иллюстраций. Все это создает человек-читатель, человек-пользователь в себе и для себя. Слова (термины и понятия, соответственно) не имеют собственной жизни, не имеют ни значений и смыслов. Это человек их создает (каждый для себя), их осмысливает и означивает, совершает процедуры придания смысла и значения словам (понятиям, терминам, соответственно).
В дальнейшем именно подобную письменность мы будем применять, продолжая наш Курс.