Vol.2, No 10, 2000 pp. 1021-1034
UDC: 517.951:531.011
ACTION OF
FORCE - FORMALITY OR ESSENCE
V.A. Vujičić
Mathematical institute SANU, 11001 Beograd,
P.O.Box 367, Yugoslavia
Abstract. It is proved that the author's
term "action of force" is not mathematical formality, but it has essential
physic significance. This is an expression with whom the action of force
can be determined in time. The relation between force and action is established,
similar as between force and power. Important examples in analytical, celestuial
and quantum mechanics are mentioned.
DEJSTVO SILE-FORMALNOST
ILI SUŠTINA
Pojam "Dejstvo" nije jedinstveno i jednoznačno
definisan u klasičnoj mehanici. Postoje razlike i u matematičkom i u fizičkom
smislu izmedju pojedinih definicija dejstva. Zato se ponekad postavlja
pitanje o fomalnosti ili suštini ovog pojma u analitičkoj mehanici. Reč
"Dejstvo" (lat. Actio) u fizici prvo nalazimo kod Leibnitz-a kao "Actio
formalis" (1669). kasnije (1687) Is. Newton je, definišući sile napisao:
"Vis impresa est actio in corpus axercita",... (Nametnuta ili pokretačka
sila je dejstvo...)." O razvoju pojma dejstva dovoljno i iscrpno
vidi u antologiji "Varijacioni principi mehaniki" (na ruskom jeziku) (1959)
od Polaka. Uočiće se i pojmovi: Mopertuis-ova količina dejstva, Euler-ovo
dejstvo sila, "Dejstvo po Lagrange-u", Hamilton-ovo dejstvo,... Planck-ovo
elementarno dejstvo. Možda je ta raznovrsnost razlog što pojam dejstva
nije usvojen u fizici i mehanici , kao što je to pojam snage.
Ovde je redefinisan pojam "dejstvo sile"
sa pretenzijom da postane jedinstven u fizici i mehanici. Kao i u većini
dosadašnjih definicija usvojena je fizička dimenzija dejstva
, a "dejstvo sile" je definisano kao integral
(1)
gde su x, y, q u istom redosledu
Descartes-ove koordinate, krivolinijske i generalisane koordinate; W(F)
je rad sile F. Polazeći od definicije dejstva sile i principa dejstva i
protivdejstva, odredjuje se na klasičan način elementarno Planck-ovo dejstvo:
(2)
gde je h Planck-ovo elementarno
dejstvo. Za klasični harmonijski oscilator lako se dobija osnovna
relacija kvantne teorije:
(3)
Sve to kao i neke numeričke vrednosti
u navedenim primerima, pokazuje da nova formula dejstva sila nije matematički
formalizam, nego ima suštinski značaj, ne manji od pojma snage. Na osnovu
te definicije formulisan je generalisani integralni varijacioni princip
dejstva relacijom:
gde je W(I) rad generalisane sile inercije
I.