5. Законы сохранения-несохранения обмена
Л. Г. Крейдик
5.1. Законы сохранения-несохранения
В диалектике законы сохранения не мыслимы без законов несохранения. В классической физике, следующей правилам Аристотеля, выражение “несохранение” заменяется словом “превращение” и создается иллюзия существования лишь только закона сохранения. В самом деле, “превращение” означает, что имеет место изменение произвольного объекта и процесса, которые непрерывно и дискретно переходят в иные состояния.
Во Вселенной все, сохраняясь, не сохраняется, и, не сохраняясь, сохраняется. Такова суть закона сохранения-несохранения. Поэтому в диалектике закон сохранения-несохранения относиться к любому параметру обмена и состояния.
Все изменения связаны с обменом материей-пространством-временем. Понятие обмена шире понятия взаимодействия, которое выражает лишь какую-то одну сторону обмена. При идеальном обмене происходит обмен, главным образом, покоем-движением, т.е. имеет место потенциально-кинетический обмен; при материальном обмене протекает еще и обмен материей-пространством.
5.2. Сохранение-несохранение в системе двух материальных точек
Рассмотрим сохранение-несохранение в системе двух материальных точек. Такая система характеризуется абсолютно-относительным движением-покоем. Для двух разных состояний системы закон сохранения-несохранения имеет вид:
. (2.89)
В левую часть равенства входит состояние системы до обмена. В правой части находится состояние системы после обмена и несохраненная мера , которая выражает превращенную часть состояния системы.
На уровне импульсов и энергий закон сохранения-несохранения имеет аналогичный вид:
, , (2.90)
где и , и - импульсы и энергии до и после обмена, и - изменения импульса и энергии, вызванные обменом движением-покоем с окружающей средой. Обычно изменения положительны и выражают рассеяние движения-покоя в окружающую среду. Это рассеяние трансформируется в движение-покой на микроуровне. Если изменения отрицательны, протекает обратный процесс обмена с переходом движения-покоя с микроуровня на макроуровень.
Энергии системы двух точек, описывающие абсолютно-относительное движение-покой до и после обмена и его превращение, равны
,
-------, (2.91)
и
, где и .
5.3. Законы сохранения-несохранения при дискретном, импульсном обмене
(центральный удар)
Если в данной системе совершается непрерывно обмен покоем-движением между материальными точками и длительность обмена бесконечно мала, потери энергии стремятся к нулю.
При дискретном обмене, носящем импульсный характер, потери энергии макроуровня могут значительно отличаться от нуля.
Простейшая реализация дискретного обмена - центральный удар. Сохранение-несохранение импульса при центральном ударе имеет вид:
, , (2.92)
где относительные массы m12 и m21 определяются формулой (2.50):
.
Так как суммы относительных импульсов равны нулю, то
. (2.93)
Если потерями Pr можно пренебречь, тогда
. (2.94)
В этом случае парциальный импульс первой материальной точки системы сохраняется:
. (2.95)
Введем отношение относительных импульсов
(2.96)
и преобразуем равенство (2.95) к виду:
.------
Подобное равенство имеет место и для второй точки системы:
.-------
Отсюда получаем классические формулы скоростей после удара:
, (2.97)
. (2.98)
Центральный удар называем абсолютно-упругим, если относительные импульсы до удара и после удара равны по величине и противоположны по знаку. В этом случае и
, . (2.99)
Так как рассматривается удар без потерь, имеет место и закон сохранения абсолютно-относительной энергии до удара и после удара:
или
. (2.100)
Первые два слагаемых слева и справа от знака равенства - абсолютные кинетические энергии, третьи отрицательные слагаемые - относительные энергии.
Рис.2.1 Диаграммы закона сохранения при а) абсолютно-упругом ударе и b) абсолютно-неупругом ударе; Ea , Wa - абсолютная энергии, Ev и Wv - относительные энергии и E и W - полная абсолютно-относительная энергии до и после обмена.
При абсолютно-упругом ударе также раздельно сохраняются абсолютная Ea и относительная Ev энергии. Полученные результаты удобно представлять энергетической диаграммой обмена (Рис.2.1а).
Центральный удар называем абсолютно-неупругим, если относительные импульсы после удара равны нулю (). После такого удара относительная энергия обращается в ноль. На величину исчезнувшей относительной энергии уменьшается абсолютная энергия, однако, знаки энергий противоположны, поэтому полная энергия системы сохраняется:
или
--------- . (2.101)
Следует подчеркнуть, величина полной исчезнувшей энергии равна нулю. Разумеется, исчезнувшая абсолютная и относительная составляющие полной энергии не исчезли, ибо, исчезнув на макроуровне, они возникают на микроуровне в форме кинетической и потенциальной энергии.
Очевидно, на микроуровне величина появившейся полной энергии также равна нулю. Процесс трансформации движения-покоя не заканчивается атомарно-молекулярным уровнем: частично движение-покой переходит на субатомный уровень, продолжая свое движение дальше в глубь мироздания через бесконечный ряд уровней Вселенной.
В общем случае центральный удар носит упруго-неупругий характер, т.е. является противоречивым дискретно-кретным обменом, диаграммы энергий которого представлены на рис.2.2.
Рис.2.2 Диаграммы закона сохранения-несохранения энергии при упруго-неупругом ударе если а) и b) .
Если в системе с любым числом материальных точек исчезает относительное движение, недиагональные элементы обращаются в ноль, а диагональные элементы становятся противоречивыми, потенциально-кинетическими. В частности, матрица импульсов принимает вид:
. (2.102)
Это естественно, диагональная матрица описывает абсолютную грань природы и сумма диагональных элементов сохраняется, если отсутствуют превращения.
Theoretical Dialectical Journal: Physics-Mathematics-Logic-Philosophy, N.2, site http://www.tedial.narod.ru/