Ведро Ньютона

Ведро Ньютона — это простой физический эксперимент, которому даны различные объяснения, исходя из различных модельных представлений о пространстве и времени.

Эксперимент

Настоящий эксперимент проводится в лабораторных или домашних условиях. Берётся ведро, наполняется водой чуть больше половины, к ручке ведра привязывается верёвка и свободно подвешивается к штативу-треноге.

Ведро 10 раз поворачивают вокруг вертикальной оси, верёвка при этом скручивается, за счёт чего несколько укорачивается. Затем ведро отпускается. Под действием силы тяжести и моментов сил упругости со стороны верёвки, ведро с водой раскрутится в обратную сторону вокруг той же вертикальной оси.

В первоначальные моменты времени, когда мы отпускаем ведро, вода в ведре неподвижна, и её свободная поверхность горизонтальна, а ведро начинает вращаться. В последующие моменты времени, в результате действия моментов сил вязкого трения, вода начинает вращаться вместе с ведром, и свободная поверхность воды принимает вогнутую форму: вода устремляется от оси вращения к стенкам ведра, и уровень воды у стенок ведра повышается.

Интерпретации результатов опыта

• Основоположник классической механики Исаак Ньютон различал относительное и абсолютное движение.

• Эрнст Мах отрицал наличие абсолютного движения и давал объяснение настоящего опыта на основе принципа, названного его именем.

• Согласно принципу эквивалентности, лежащему в основе общей теории относительности Альберта Эйнштейна, силы гравитации эквивалентны силам инерции, возникающим при переходе из инерциальной системы отсчёта в неинерциальную. Таким образом, силы гравитации, действующие в некой точке пространства-времени, всегда могут быть устранены переходом в инерциальную систему отсчёта. Однако устранение сил гравитации во всём реальном пространстве-времени невозможно, поскольку в искривлённом пространстве-времени системы отсчёта могут быть инерциальными только локально.

В «Теории поля» Лев Ландау и Евгений Лифшиц объясняли.