После такого совершенно точного определения механического эквивалента теплоты, основанного на лучших измерениях того времени, Майер переходит к дальнейшей оценке этого числа. По данным Либига 1 г углерода дает при сгорании 8 558° тепла — количество, которого достаточно для поднятия 3 600 000 г на высоту 1 м; т. е. «такой эффект получился бы в случае отсутствия всяких тепловых потерь. Но подобно тому как из данного количества хлора, металла и кислорода нельзя получить хлорноватую соль без образования побочных продуктов, так и теплота не может быть вся целиком превращена в движение». Постоянство соотношения между теплотою и силою падения и здесь доказывается столь же своеобразным способом, как и в первой работе. «Если предположить, что вся земная кора могла бы быть приподнята вверх на поставленных повсеместно столбах, то для поднятия такой неимоверной тяжести потребовалась бы затрата огромного количества тепла. Но если отсюда ясно, что увеличение объема тела земли, как и всякой вообще массы, связано с «переходом в скрытое состояние» соответствующего количества теплоты, то также ясно, что при уменьшении объема должно снова освобождаться равное количество тепла. Но то, что имеет место по отношению к земной коре в целом, должно быть применимо к любой ее части. При поднятии самой ничтожной тяжести теплота (или другая какая-либо сила) должна перейти в скрытое состояние, а при опускании этой тяжести эта теплота должна освободиться. Только что было показано, что для поднятия тяжести в один килограмм на 425 м требуется одна единица тепла; отсюда следует, что груз в один килограмм, падая с высоты 425 м, должен освободить посредством удара или трения одну единицу тепла (калорию). Традиционные предпосылки о сущности движущей силы и движения помешали физикам увидеть этот совершенно ясный факт, твердо обоснованный на опыте. Ньютон (Princ. I, Def. VIII) определенно рассматривает тяжесть как causa mathematica и предостерегает против толкования ее как causa physica. Однако это существенное различие было оставлено без внимания последователями Ньютона: тяжесть, или причина ускорения, принималась за причину движения, и таким образом допускалось возникновение движения без затраты силы, поскольку при падении груза тяжесть совершенно не потребляется. Необходимым следствием такого способа происхождения явилось допущение возможности превращения данного движения при некоторых условиях в ничто... Если зачерпнуть из большого бассейна, моря или океана стакан воды, то вызванной этим убыли в огромной массе воды нельзя будет заметить. Но если бы мы допустили, что в море не происходит никакой убыли вещества вследствие изъятия нескольких унций жидкости, то отсюда необходимо пришлось бы сделать тот вывод, что эти унции были созданы из ничего, а, будучи обратно отданы морю, — они снова превратились в ничто. Подобное же заключение применимо и к силам. Итак, мы ставим вопрос, является ли постоянной движущая сила, которая сообщает телу, падающему на землю с высоты 15 фут., скорость в 30 фут.? На это обыкновенно отвечают: уменьшение и увеличение тяготения для таких ничтожных высот может быть, в сущности, оставлено без внимания; следовательно — «да». Мы же говорим — «нет». Если бы сила была постоянной, то за соответствующее время она должна была бы произвести движение любой величины; для этого, однако, недостает многого. Скорость, которую может приобрести груз при падении на землю, имеет определенный максимум; последний составляет 345 000 фут. (11 200 м) в секунду; с такою скоростью G достигнет поверхности земли T масса m, падая из бесконечного расстояния. Следовательно, результирующая из всего пространственного расстояния масс T и m движущая сила, или полная сила падения массы m, равна mG2. Результирующая же частичная сила, вызванная частичным расстоянием между массами, есть легко исчислимая часть полной силы. Для земных высот числителем этой дроби является путь падения, а знаменателем — радиус земли. Таким образом, при падении массы m с высоты 15 фут. получается величина движения, равная G2•(15/196050) откуда скорость, с которой m упадет на землю, равна G (15/196050). Когда груз, падая с бесконечно большой высоты, достиг расстояния от земли, равного 15 фут., то на это было израсходовано 1 299 999/1 300 000 полной силы падения; в остатке имеется еще 1/1 300 000 этой силы, и при затрате этой, правда, сравнительно очень небольшой силы, может быть получено и сравнительно столь же небольшое действие, а именно движение m со скоростью 30 фут. Таким образом, ясно, что случай падения не дает оснований для каких-либо исключений из аксиоматического положения о пропорциональности между движением и затраченной на него силой. Затрата силы бывает равна нулю лишь в том случае, когда груз только производит давление, но сам при этом не опускается. Постоянной силы, т. е. силы, которая, проявляя действие, при этом сама не уменьшается, для физика не существует».
Ви переглядаєте статтю (реферат): «СИЛА ПАДЕНИЯ, ЖИВАЯ СИЛА И ТЕПЛОТА» з дисципліни «Історія фізики»
