作者: 好一个开运竹
牛顿第二运动定律:加诸外力获取加速度,其大小与合外力大小成正比,与物体的质量成反比,两者方向相同(加速度与合外力)。
我们知道,物体由静态向动态转化时,必定经历超越最大静摩擦力的过程,在此过程中,静态物体没有加速度可言,如何与合外力成正比呢?如果在外太空的宇宙飞船上,失重的物体如何对其加速呢?物体质量如何计算?加速度与合外力能成正比吗?此时的物体质量如何计算?与合外力方向相同吗?飞机在天上转弯时,合外力如何计算?以上这些都说明牛顿在描述第二运动定律时考虑有所欠缺的地方。由于牛顿时代有很多东西都还没有出现,比如,飞机上天、宇宙飞船飞向外太空等等,所以,牛顿说不清楚也理所当然。
回想牛顿第二运动定律的描述,牛顿是以物体开始运动,不考虑之前的静摩擦力的前提下进行的。牛顿时代没有人工物体离开过地面飞上天,更别说飞出地球往外太空了,所以,牛顿即便做了大量的实验也不可能获取天上甚至外太空的任何信息,更不要说,牛顿第二运动定律也纯属抽象思维的结果。
当你推某个很重的物体,使你无法推动时,问物体获得加速度了吗?理论上讲,获得了零加速度(加速度的一种特例),但是这个加速度的方向如果只看物体表面的状态,通常情况下是看不出来的,假若你不知道外力的状况。一旦你推了那个物体,无论力道多么的小,那个物体的自重肯定会发生变化,这都是零加速度的作用。从实际状态看,获得的零加速度肯定是有指向的,所谓零加速度是不同状态下的静止状态,直接反映在物体的质量与运动状态的潜质上。有人会说,那是最大静摩擦力的结果。可问题是,严谨的定律不应该有特例才对。在外力没有超过最大静摩擦力时,物体不会动,但动的趋势在各个方向上发生了变化,与合外力方向相同的方向上阻力最小,反向的阻力最大。就等价原则看,合外力可看成是个反向吸引力,一旦物体开始运动反向吸引力发生作用,这一切总是以减少垂直重力为代价的。当反向水平吸引力大到一定程度时,垂直重力减少为零,比如,子弹水平飞行,地心引力为零,等价于矢量失重状态。
总之,牛顿第二运动定律有两个致命的缺陷或叫不够准确描述:一是静态施力零加速度无运动方向,则如何与合外力的方向相同呢?二是物体的重量如何准确的描述才能决定它与加速度的大小有关,如果物体没有了重量又将如何计算加速度的大小呢?
有关零加速度的思考
从表面上看,物体零加速度的状态与静止状态没有不同,其实,它们有着本质的不同,而且我们可以通过测量找出它们的不同之处,并以此与牛顿定律想衔接。
所谓静止状态,是指物体不受外力作用或合外力为零,可是物体的零加速度状态则很可能千变万化,所以,我们只能从最简单的、只有一个水平外力的情况谈起:对于静止状态的物体,当我们施加一个水平外力且这个水平外力小于最大静摩擦力时,物体外形没有变化(包括移动或转动),在这种情况下,我们通过怎样的观察以确定确实有个水平外力加诸物体了呢?方法很简单,只要称一下物体的(垂直)重量并与静止状态的物体重量相比较,如果轻了说明有一个水平外力(或至少有一个外力的水平分力存在),当然如果外力方向特殊时,尽管有外力存在也不可能单从称重量上看出,这些都是后话。
为什么会发生物体重量变轻的现象呢?很好解释,当有一个水平外力推或拉物体而物体本身没有移动,该物体重心发生转动,转动方向是向着外力的方向,则物体在静止状态的重量分解为垂直分重力与水平分外力,或者应该说,原静止状态下的物体重力是前两者之矢量之和,故垂直重量减轻。借牛顿定律之言,即零加速度的物体其重心转动角的大小与合外力成正比,与物体的垂直重量成反比。
至于特殊情况下的外力,是指按全方位讲,是向斜下方的推力,在重心转动时,垂直重力的减轻部分,由外力的垂直向下分力填补所致。
总之,物体加诸外力时,如果外形有动,则重心移动,外形无动,则重心转动。通常情况是既有移动又有转动,如果把物体的弹性变量与物质的微观内外变化都加以考虑的话。
牛顿第二运动定律:加诸外力获取加速度,其大小与合外力大小成正比,与物体的质量成反比,两者方向相同(加速度与合外力)。
我们知道,物体由静态向动态转化时,必定经历超越最大静摩擦力的过程,在此过程中,静态物体没有加速度可言,如何与合外力成正比呢?如果在外太空的宇宙飞船上,失重的物体如何对其加速呢?物体质量如何计算?加速度与合外力能成正比吗?此时的物体质量如何计算?与合外力方向相同吗?飞机在天上转弯时,合外力如何计算?以上这些都说明牛顿在描述第二运动定律时考虑有所欠缺的地方。由于牛顿时代有很多东西都还没有出现,比如,飞机上天、宇宙飞船飞向外太空等等,所以,牛顿说不清楚也理所当然。
回想牛顿第二运动定律的描述,牛顿是以物体开始运动,不考虑之前的静摩擦力的前提下进行的。牛顿时代没有人工物体离开过地面飞上天,更别说飞出地球往外太空了,所以,牛顿即便做了大量的实验也不可能获取天上甚至外太空的任何信息,更不要说,牛顿第二运动定律也纯属抽象思维的结果。
当你推某个很重的物体,使你无法推动时,问物体获得加速度了吗?理论上讲,获得了零加速度(加速度的一种特例),但是这个加速度的方向如果只看物体表面的状态,通常情况下是看不出来的,假若你不知道外力的状况。一旦你推了那个物体,无论力道多么的小,那个物体的自重肯定会发生变化,这都是零加速度的作用。从实际状态看,获得的零加速度肯定是有指向的,所谓零加速度是不同状态下的静止状态,直接反映在物体的质量与运动状态的潜质上。有人会说,那是最大静摩擦力的结果。可问题是,严谨的定律不应该有特例才对。在外力没有超过最大静摩擦力时,物体不会动,但动的趋势在各个方向上发生了变化,与合外力方向相同的方向上阻力最小,反向的阻力最大。就等价原则看,合外力可看成是个反向吸引力,一旦物体开始运动反向吸引力发生作用,这一切总是以减少垂直重力为代价的。当反向水平吸引力大到一定程度时,垂直重力减少为零,比如,子弹水平飞行,地心引力为零,等价于矢量失重状态。
总之,牛顿第二运动定律有两个致命的缺陷或叫不够准确描述:一是静态施力零加速度无运动方向,则如何与合外力的方向相同呢?二是物体的重量如何准确的描述才能决定它与加速度的大小有关,如果物体没有了重量又将如何计算加速度的大小呢?
有关零加速度的思考
从表面上看,物体零加速度的状态与静止状态没有不同,其实,它们有着本质的不同,而且我们可以通过测量找出它们的不同之处,并以此与牛顿定律想衔接。
所谓静止状态,是指物体不受外力作用或合外力为零,可是物体的零加速度状态则很可能千变万化,所以,我们只能从最简单的、只有一个水平外力的情况谈起:对于静止状态的物体,当我们施加一个水平外力且这个水平外力小于最大静摩擦力时,物体外形没有变化(包括移动或转动),在这种情况下,我们通过怎样的观察以确定确实有个水平外力加诸物体了呢?方法很简单,只要称一下物体的(垂直)重量并与静止状态的物体重量相比较,如果轻了说明有一个水平外力(或至少有一个外力的水平分力存在),当然如果外力方向特殊时,尽管有外力存在也不可能单从称重量上看出,这些都是后话。
为什么会发生物体重量变轻的现象呢?很好解释,当有一个水平外力推或拉物体而物体本身没有移动,该物体重心发生转动,转动方向是向着外力的方向,则物体在静止状态的重量分解为垂直分重力与水平分外力,或者应该说,原静止状态下的物体重力是前两者之矢量之和,故垂直重量减轻。借牛顿定律之言,即零加速度的物体其重心转动角的大小与合外力成正比,与物体的垂直重量成反比。
至于特殊情况下的外力,是指按全方位讲,是向斜下方的推力,在重心转动时,垂直重力的减轻部分,由外力的垂直向下分力填补所致。
总之,物体加诸外力时,如果外形有动,则重心移动,外形无动,则重心转动。通常情况是既有移动又有转动,如果把物体的弹性变量与物质的微观内外变化都加以考虑的话。