Гравитация и воздушный шар - 2

Воздушный шар наполненный водородом (стратостат)

Стратостат, в принципе, мало чем отличается от воздушного шара (Рис. 8).  Заполняется он легкими газами такими как гелий, водород и т. п.

                                                    Рис. 8

Газ в шаре искуственно не подогревается. Оболочка шара заполняется водородом  не полностью, так как газ при подъеме на большую высоту расширяется. Оболочка стратостат при этом принимает шарообразную форму, а излишки газа удаляются через выпускной клапан находящийся в нижней части оболочки. Отличаются так же корзины, но для нас это маловажно.

Здесь я не буду повторяться про закон Архимеда. Шар заполненный водородом так же не  выталкивается наружним воздухом (об этом красноречиво говорит форма оболочки шара).

Силы действующие на оболочку стратостата можно увидеть на рисунке, они действуют аналогично силам в воздушном шаре с газовой горелкой.

                                                  Рис. 9

Различие лишь в том, что водород не подогревается газовой горелкой. Силы давления  возникают за счет прецесси в первом слое атомов воздуха и водорода на границе оболочки стратостата. Причем прецессия (а соответственно и давление) будет больше с внутренней стороны оболочки, так как диаметр атомов водорода меньше, чем диаметр атомов воздуха.

Взаимодействие двух атомов различного диаметра  показано на Рис. 10

                       Рис. 10

Чем больше различие в линейных скоростях точек соприкосновения атомов, тем больше амплитуда колебаний атомов во время прецессии.

На рисунке а оси вращения атомов параллельны и линейные скорости в точке соприкосновения равны.

На рисунке b оси наклонились друг к другу. Причем ось малого атома , по причине того, что диаметр его меньше, наклонится на меньший угол. В точке соприкосновения линейные скорости атомов будут различны.

Максимальное различие в скоростях атомов показано на рисунке с. В точке соприкосновения линейная скорость малого атома равна нулю, а большого еще нет.

Вероятно процесс прецессии протекает гораздо сложнее, чем я здесь описал. На данном этапе рассуждений важен лишь принцип.

По мере удаления от оболочки стратостата эти колебания затухают очень быстро, так как атомы имеют одинаковые диаметры.

Вывод: Воздушный шар наполненный водородом поднимается вверх потому, что прецессия(давление) атомного слоя водорода внутри оболочки(вверху) больше чем прецессия(давление) атомного слоя воздуха снаружи оболочки воздушного шара (вверху). Также необходимым условием для подъема шара является уменьшение частоты вращения атомов по мере приближения их к поверхности Земли. Необходимым условием для подъема такого вида шаров является различие в диаметрах атомов газов , находящихся внутри и снаружи. Внутри шара диаметр атомов должен быть меньше.

Воздушный шар наполненный холодным воздухом

Учитывая то, что  воздух в воздухе не имеет веса, воздушный шар наполненный холодным воздухом будет находиться в невесомости. Это при условии, что мы пренебрегаем весом оболочки. Подробнее о том почему воздух в воздухе не имеет веса можно прочитать по ссылке Удельный вес (плотность) воздуха.

  Невесомость здесь возникает потому, что градиент изменения плотности газа одинаков.

Невесомость может возникнуть и в случае, когда градиент изменения плотности газа(вещества) вообще отсутствует. Такое можно наблюдать в кабине космического корабля удаленного на значительное расстояние от поверхности Земли.

Воздушный шар наполненный водой

Наполним оболочку воздушного шара водой и подвесим на кронштейн. Парашютный клапан при этом будет находиться внизу шара (Рис. 11).

 И края его будут прижиматься давлением воды к краям отверстия клапана.

Рис. 11

Следовательно давление воды на клапан, а также и на оболочку шара изнутри(внизу шара) будет больше,  чем давление воздуха снаружи (внизу шара). Вверху нашего  шара имеется отверстие, поэтому давление на оболочку снаружи и внутри шара равны. Таким образом силы давления снаружи и изнутри оболочки шара изменяются от нуля до максимума внизу шара. Причем силы действующие на оболочку шара изнутри больше чем снаружи. Стрелками на рисунке показана величина и направление действия этих сил. Рассмотрим на следующем рисунке как изменяется энергия вращения атомов воздуха и воды, и почему такое изменение происходит.

                 Рис. 12

На рисунке 12 изображен воздушный шар в виде куба. На половине оболочки шара изнутри и снаружи показано 2 атомных слоя. Синие кружки, это атомы  воздуха снаружи, красные кружки -  атомы воды внутри шара.  Изменение частоты вращения атомов с высотой от поверхности Земли обозначены цифрами в условных единицах. Цель этого рисунка показать как влияет градиент изменения скорости вращения атомов на  величину давления газов на оболочку шара и количественно оценить его изменение по высоте. Результирующую силу и направление ее действия вы можете увидеть в прямоугольниках со стрелками. Если сила равна нулю, то стрелка отсутствует. Форма оболочки воздушного шара построенного по результирующим силам изображена тут же внутри квадрата. Так как вверху шара имеется отверстие, то скорость вращения атомов одинакова. Скорость изменения частоты вращения атомов у воды (25 » 31) меньше чем у воздуха (7 « 31).

Это и является определяющим в направлении результирующей силы действующей  на оболочку воздушного шара. В данном случае эта сила направлена вниз.

Если скорость изменения частоты вращения атомов внутри шара будет  больше чем у атомов снаружи шара, то результирующая сила действующая на оболочку шара будет направлена вверх. Подробно об этом я рассказал выше при рассмотрении воздушного шара наполненного горячим воздухом.

Плотность у воды намного больше, чем у воздуха. Поэтому вода способна с большей скоростью передавать энергию вращения атомов чем воздух. Разница в теплопроводности их примерно в 40 раз.

Вывод: Воздушный шар наполненный водой опускается вниз потому, что прецессия(давление) атомного слоя воды внутри оболочки (внизу) больше чем прецессия(давление) атомного слоя воздуха снаружи оболочки шара (внизу). Также необходимым условием для опускания шара наполненного водой является то, что скорость изменения частоты вращения атомов  по мере удаления от поверхности Земли, внутри шара меньше, чем снаружи.

Железный шар

Для железного шара справедливы все те выводы, которые я сделал для воздушного шара наполненного водой. Различие лишь в том, что железный шар не нуждается в оболочке, так как может сам сохранять форму.  Отличие так же и в том, что скорость передачи энергии у него больше чем у воды, а поэтому вес его будет больше.

Выводы: Никакой силы притяжения тел к поверхности Земли не существует!!!! Да и неоткуда ей взяться. Все силы в природе возникают от изменения давления.  

В процессе логических заключений выяснилось, что силы Архимеда в природе не существует. 

 Ее просто придумали. Придумали для того, чтобы использовать формулу закона Ньютона не только для притяжения планет, но и тел к поверхности Земли.
К сожалению формула закона Ньютона "говорит", что тела могут только притягиваться. Однако есть тела, которые отталкиваются от Земли (например воздушный шар). Вот Ньютон и сказал: Воздушный шар тоже притягивается к Земле, но на него действует еще и выталкивающая сила Архимеда. Поэтому он и поднимается вверх.

Обратите внимание на этот анекдот. Мы определяем у поверхности Земли вес тела по формуле закона всемирного тяготения Ньютона. Вес тела, это по определению то, что показывает динамометр, если подвесить на него тело. Вес тела это уже результирующая всех сил действующих на тело.
Однако после этого классическая физика говорит, что на тело действует еще и выталкивающая сила Архимеда.(на самом деле ее нет, весы ведь уже все силы учли) , и вычитает ее из веса тела.
Это ли не бардак?
Поэтому и получается у Пелермана, что тонна ваты тяжелее тонны железа. Подробнее об этом смотри здесь Что тяжелее - тонна дерева или тонна железа

Чтобы этот бардак с силй Архимеда не всплывал наружу, вы не найдете в учебниках по физике объяснения причин полета воздушного шара.
Моя статья проливает свет на это безобразие.

Объяснять падение тел на Землю притяжением во времена Ньютона было заблуждением. На сегодня такое заявление является преступлением.