Законы физики - идеализированные модели повторяющихся в природе взаимодействий.
Законы формализуют связи определяющих их физических величин. В той или иной мере физические величины подвержены возмущениям.
Случайные возмущения (флуктуации, шумы) принципиально не устранимы в силу дискретного строения матери, что позволяет утверждать: физические законы реализуются, как приближения идеальной модели.
Вместе с тем, часть постоянных возмущений может быть изучена и исключена, как систематическая погрешность.
Для примера, рассчитаем систематическую погрешность первого закона Ньютона для тел массой m и скоростью v на поверхности Земли
mv = const.
Искажают 1-ый закон Ньютона три силы, вызываемые одновременным вращением Земли относительно центров масс Земли, Солнца и Галактики.
Как известно, модуль ускорения в системе отсчёта вращающегося тела определяется, как
a = v2/R,
где, v [м/с]- линейная скорость вращения; R [м]- радиус вращения. Вектор центробежного ускорения a направлен от центра вращения. Рассчитаем ускорения, относительно центров масс:
- Земли:
aз = vз2/Rз = 0 ... 3,4 *10-2 м/с2 ,
где, vз = 0 м/с - на полюсах и vз = 465м/с - на экваторе, Rз= 6400км; - Солнца:
где, vм = 230 км/с, Rм = 2,62*1017 км. Ускорение aзявляются причиной неинерциальности систем отсчёта, связанных с Землёй и может быть скомпенсирована в опыте. Ускорение aз, изменяет вес тел. На экваторе тела имеют вес на
k = 100aз/g % = 0,35%
меньше, чем на полюсах: g = g - aз = 9,83 - 0, 034 = 9,78 м/с2, поскольку на полюсах g = 9,83 м/с2 . Ускорение aс приводит к заметным систематической погрешности в астрономических наблюдениях - звёздной аберрации (до 42 угл. секунды).
Интересно отметить, что открытие планеты Нептун начиналось, как поиск систематических отклонений орбиты Урана. Фактически это было изучение погрешностей, вносимых планетой в законы Кеплера, описывающих орбиту Урана.
Вывод. Все физические законы на практике выполняются с погрешностью. Искусство экспериментатора заключается в минимизации этих погрешностей, например, путём исключения систематических. Январь 2024г.