Центр масс теорема о движении центра масс. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции физический смысл массы

Голубев Илья Федорович – автор монографии «Вязкость газов и газовых смесей» (1959) и один из авторов справочника азотчика (МХП, ГИАП 1947).
«В жидкой смеси, состав которой изменяется в зависимости от координат, возникает перенос особого вида^. Предположим, что молекулы одной составной части смеси отмечены определенным образом. Все молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении и вследствие этого имеют тенденцию к удалению от какого-либо начального положения. В таком случае если в некоторый момент времени количество отмеченных молекул вблизи одной стороны элемента поверхности, проведенной в жидкости, больше чем на другой, то случайное блуждание … молекул в обоих направлениях через элемент поверхности приводит в общем случае к ненулевому потоку (отмеченных – В.Г.) молекул через него; направление этого потока таково, что он приводит к выравниванию количества отмеченных молекул с обеих сторон поверхности^. Этот ненулевой поток одной из частей жидкой смеси, создаваемый перемещением самих молекул, порождает диффузию вещества (массодиффузию)…
Перенос кинетической энергии молекулярного движения осуществляется путем взаимодействия соседних молекул (или в результате столь малых расстояний между молекулами, что одна находится в пределах действия поля сил другой, как в случае твердых тел и жидкостей, или в результате случайных столкновений, как в случае газа). Условия, при которых происходит перенос только энергии молекул, т.е. тепловой энергии, известны из эксперимента. Две массы жидкости, разделенные тонкой жесткой стенкой, проницаемой для тепла, находятся в тепловом равновесии, если функция состояния, называемая температурой, имеет одинаковые значения для этих масс; а если две температуры не равны, то существует некоторый ненулевой поток тепла через границу в направлении убывания температуры. Удаление стенки, разделяющей эти две массы при одном и том же давлении, очевидно, не влияет на условие теплового равновесия или на направление указанного теплового потока в том случае, когда две температуры различны, хотя величина теплового потока изменяется ввиду того, что давления при отсутствии стенки должны оставаться одинаковыми. Этот поток энергии молекул, когда температура распределена неравномерно, создает теплопроводность.
Перенос количества движения молекул через элемент поверхности, движущейся с локальной макроскопической скоростью жидкости, возникает в том случае, когда молекулы пересекают поверхность (так будет в газе – В.Г.), и он всегда происходит, если имеется сила взаимодействия между двумя группами молекул на обеих сторонах элемента поверхности (так происходит в жидкости – В.Г.). Суммарный эффект потока количества движения при прохождении молекул через элемент поверхности и сил, создаваемых между молекулами на его обеих сторонах, представляется в виде локального напряжения в жидкости. Напряжение в какой-либо точке жидкости есть результат движения молекул и их взаимодействий в окрестности этой точки, поэтому если скорость жидкости постоянна в этой окрестности, то напряжение имеет вид, соответствующий покоящейся жидкости, и направлено по нормали к элементу поверхности при любой его ориентации. Если же скорость жидкости непостоянна в этой окрестности, то касательные напряжения могут быть отличными от нуля.
Закон изменения векторной функции координат, например скорости жидкости, в окрестности какой-либо точки не очевиден и будет рассмотрен в гл. 2 (Гл. 2. Кинематика поля течения – В.Г.); напряжение, связанное с этим изменением скорости, будет полностью описано в гл. 3 (Гл. 3. Уравнения движения жидкости – В.Г.). Однако пока можно использовать понятие переноса количества движения в рамках предварительного обсуждения, ограничиваясь частным случаем (имеющим, однако, как будет установлено позже, фундаментальное значение), когда скорость жидкости по отношению к элементу поверхности (движущемуся вместе с жидкостью) расположена в его плоскости и имеет величину, которая изменяется только по нормали к этому элементу поверхности; такое движение называется простым сдвигом, при котором плоскости жидкости, параллельные элементу поверхности, скользят как жесткие друг над другом. В этих условиях очевидно, что если скорости жидкости по обе стороны элемента поверхности различны, то любое случайное взаимодействие молекул через этот элемент приводит к появлению касательной составляющей напряжения, а знак напряжения будет таким, который соответствует уменьшению разности скоростей по обе стороны от элемента поверхности. Перенос количества движения создает таким образом внутреннее трение, а жидкость, в которой проявляется внутреннее трение, называется вязкой.
Основные общие свойства всех трех видов переноса состоят в следующем: во-первых, результирующий поток некоторой величины (числа отмеченных молекул, тепла, количества движения) равен нулю тогда, когда связанная с ней другая величина, характеризующая локальную интенсивность (долю отмеченных молекул, температуру, скорость жидкости), распределена равномерно в пространстве; во-вторых, направление движения ненулевого результирующего потока через элемент поверхности в веществе таково, что происходит выравнивание интенсивности по обе его стороны».
 (Бэтчелор) с. 51 …53