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慣性的單位
一切物體具有保持靜止的性質(zhì)。當(dāng)物體受外力,外力又消失時(shí),物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。因?yàn)槲矬w除了具有保持靜止的性質(zhì),還有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。物體靜止的時(shí)候,物體具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)不表現(xiàn)出來(lái)。如果沒(méi)有受到外力,一切物體保持靜止。如果把這兩種性質(zhì)都描述出來(lái),我們可以說(shuō),一切物體總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
物體受到外力,外力又消失時(shí),物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。
由牛頓第一定律我們得出,力是改變物體速度的原因。物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變,必定要有力作用在物體上。物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí),物體具有加速度,力是物體產(chǎn)生加速度的原因。
由牛頓第一定律和力是物體產(chǎn)生加速度的原因我們得出:物體受到外力,外力又消失時(shí),物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。而不是原來(lái)的靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
物體具有保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。受力,外力又消失時(shí),物體勻速直線運(yùn)動(dòng)(或靜止),那么物體為什么不保持未受力前的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)呢?而是保持受力后外力又消失時(shí)的速度不變呢?就是說(shuō)物體除了具有慣性外,還有物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能夠發(fā)生改變的性質(zhì)。外力消失時(shí),力的作用消失,但物體受力產(chǎn)生的加速度經(jīng)過(guò)力的作用時(shí)間變?yōu)榈乃俣缺晃矬w吸收。物體具有慣性,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)隨便發(fā)生改變,不會(huì)由這一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榱硪贿\(yùn)動(dòng)狀態(tài);同時(shí),變?yōu)榱硪贿\(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體不會(huì)再變?yōu)樵瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。所以物體保持受力后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。
物體具有慣性。慣性與物體是否受力無(wú)關(guān),即與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。慣性是物體的性質(zhì),物體受力時(shí)物體同樣具有慣性。雖然慣性與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),但物體的慣性可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)表現(xiàn)出來(lái)。不受力時(shí),慣性使物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài);受力時(shí),慣性與力的共同作用結(jié)果使物體做有加速度的變速運(yùn)動(dòng)。或著可以說(shuō),受力時(shí),慣性的表現(xiàn)形式就是有加速度的運(yùn)動(dòng)。
慣性有大小。在不受外力時(shí),我們只說(shuō)物體具有保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。不說(shuō)大小,不談及大小,慣性的大小不表現(xiàn)出來(lái)。在受到外力時(shí),慣性表現(xiàn)出大小。慣性有大小。質(zhì)量是慣性大小的量度。質(zhì)量越大,慣性越大,保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)越強(qiáng),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難以發(fā)生改變;質(zhì)量越小,慣性越小,保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)越弱,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變。
力是產(chǎn)生加速度的原因,那么加速度和力存在著什么關(guān)系呢?研究表明:對(duì)質(zhì)量相同的物體來(lái)說(shuō),物體的加速度跟作用在物體上的力成正比。我們知道物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變,還跟物體的慣性有關(guān)。慣性越大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難以改變;慣性越小,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變。質(zhì)量大的物體慣性大,質(zhì)量小的物體慣性小。
對(duì)質(zhì)量相同的物體來(lái)說(shuō),物體的加速度跟作用在物體上的力成正比。用數(shù)學(xué)公式表示就是a1/a2=f1/f2.就是說(shuō)f1/a1=f2/a2,這是什么意思呢?這表示一定質(zhì)量的物體,力與加速度的比值是一個(gè)恒量。(不同的物體比值不同。)也表示物體的慣性一定時(shí),力與加速度的比值是一恒量。當(dāng)質(zhì)量增加一倍,比值增加一倍,就是說(shuō)物體質(zhì)量增加一倍時(shí),物體的慣性增加一倍。物體的,質(zhì)量與慣性成正比。
所受的力一定時(shí),加速度和質(zhì)量存在著什么關(guān)系呢?研究表明:在相同的力作用下,物體的加速度跟物體的質(zhì)量成反比。用數(shù)學(xué)公式表示就是A1/a2=m2/m1.也表示在相同的力作用下,物體的加速度跟物體的慣性成反比。
慣性不但有大小,而且有單位。選擇適當(dāng)?shù)膯挝,可以使牛頓第二定律表示為a=f/k. k=f/a
m表示物體的質(zhì)量,同時(shí)表示出物體的,一定的慣性。
慣性,用能量的角度說(shuō)就是保持能量不變。受力與產(chǎn)生力的過(guò)程就是能量發(fā)生改變的過(guò)程,這是物體吸收或釋放能量的過(guò)程。
m表示一定質(zhì)量的物體含有一定的慣性,或者一定的慣性的物體含有一定的質(zhì)量。代表著物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度。v表示物體處于一定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或者說(shuō)一定的運(yùn)動(dòng)定態(tài)。v越大,表示運(yùn)動(dòng)狀態(tài)級(jí)別越高,從靜止(或者叫基態(tài))到達(dá)這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)需要的能量越多。mv表示物體的動(dòng)量。mv2/2表示物體的能量。
質(zhì)量越大的物體到達(dá)同一運(yùn)動(dòng)狀態(tài),需要的能量越大。在相同的力的作用下,作用時(shí)間越長(zhǎng),位移越大。在相同的力的作用下,單位時(shí)間內(nèi)吸收的能量越少。
牛頓將質(zhì)量所表達(dá)的物體對(duì)力改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的抗性與物體的不可入性一起稱(chēng)為是物體的本性。可是,什么是物體的不可入性呢?牛頓說(shuō):“因?yàn)榻^對(duì)堅(jiān)硬的物體或柔軟得完全沒(méi)有彈性的物體相碰,彼此就不會(huì)彈了回去。不可入性使它們只能停止不動(dòng)[171]。” 也就是說(shuō),物體的不可入性,就是使物體停止運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),它與抗性一樣歸結(jié)為“力”的性質(zhì)。我認(rèn)為物體因?yàn)榫哂锌剐裕a(chǎn)生一個(gè)抗性力,這個(gè)抗性力就是反作用力。
在《原理>>中定義3 :抗性,或物質(zhì)固有的力,是一種起抵抗作用的能力,它存在于每一物體當(dāng)中,大小與該物體相當(dāng),并使之保持其現(xiàn)有的狀態(tài),或是靜止,或是勻速直線運(yùn)動(dòng)。牛頓指出:“這種力總是同具有這種力的物質(zhì)的量成正比的”,把質(zhì)量和抗性聯(lián)系起來(lái)。這句話我們應(yīng)該怎么理解?
我認(rèn)為物體具有慣性,在物體受到外力時(shí),具有抗性。物體因?yàn)橛锌剐,?huì)產(chǎn)生抗性力。我們可以認(rèn)為這個(gè)抗性力不是作用在自身,而是作用在另一物體上。
物體因?yàn)榫哂袘T性而保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)。物體受到外力時(shí),具有抗性?剐源笮∨c物體的質(zhì)量有關(guān)。質(zhì)量大,抗性大。物體受到外力時(shí),物體具有抗性,物體因?yàn)橛锌剐裕瑫?huì)產(chǎn)生一個(gè)抗性力。抗性力與物體的質(zhì)量成正比,與物體的加速度成正比。
正如牛頓所說(shuō):“物體只有當(dāng)有其他力作用于它,或者要改變它的狀態(tài)時(shí),才會(huì)產(chǎn)生這種力。這種力的作用既可以看做是抵抗力,也可以看做是推斥力.慣性力就是反作用力。
物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)產(chǎn)生力,物體做有加速度的運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生力。物體處于有加速度的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不是力。物體具有慣性,慣性不是力。物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)不是力。物體抗拒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)產(chǎn)生力。物體抗拒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí),就是使另一物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的時(shí)候,物體產(chǎn)生力。物體具有抗拒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的性質(zhì),這種性質(zhì)的大小與質(zhì)量有關(guān),這種性質(zhì)不是力。不過(guò)物體抗拒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)產(chǎn)生力。
物體具有保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。慣性是物體的一種性質(zhì)。物體具有使另一物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的性質(zhì)(引力;蛘吲鲎矔r(shí)也有這種性質(zhì))。力是物體的一種性質(zhì)。
光的電磁現(xiàn)象與光的量子現(xiàn)象
產(chǎn)生力時(shí),物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí),另一物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。速度的改變產(chǎn)生力。物體具有保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì);(在宏觀上)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生改變時(shí),對(duì)外不產(chǎn)生力;物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí),對(duì)外產(chǎn)生力;物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)到達(dá)另一穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),對(duì)外不產(chǎn)生力。我們可以把靜止或不同速度的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫做能量穩(wěn)定狀態(tài)或穩(wěn)定態(tài)。
原子從某一定態(tài)到另一定態(tài)時(shí),吸收或釋放能量(通常以光的形式);(光源)原子運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生多普勒效應(yīng);(宏觀上)物體從某一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)到另一運(yùn)動(dòng)狀態(tài),能量發(fā)生改變。運(yùn)動(dòng)的粒子的能量mv2是運(yùn)動(dòng)到另一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能量差,相當(dāng)于原子(光源)不同定態(tài)間的能量差。反之一樣。
物體具有保持能量不變的性質(zhì)。在宏觀上表現(xiàn)為物體具有慣性 ;在微觀上,原子處于一定的能量狀態(tài)具有保持不變的性質(zhì)。非慣性系現(xiàn)象推廣到微觀,原子處于吸收或釋放能量狀態(tài)看另一處于穩(wěn)定狀態(tài)的原子時(shí),利益原子處于不穩(wěn)態(tài)(相對(duì)的),不釋放或吸收能量,不產(chǎn)生光。多普勒效應(yīng)光波有多普勒效應(yīng) 振源的頻率的改變與物體的宏觀運(yùn)動(dòng)使頻率發(fā)生變化(觀察者看來(lái))一樣,物體的宏觀運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變與物體的微觀運(yùn)動(dòng)在一定程度上等效的。用宏觀現(xiàn)象描述微觀能量的吸收與釋放的話,描述光時(shí),mc2=hv.用物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn),(處于一定的能量定態(tài)),來(lái)描述微觀能量的釋放的話,hv表示物體釋放的光的能量,這些能量的光就相當(dāng)于,把光看成一種物質(zhì)時(shí)的動(dòng)能。m表示把光看成物質(zhì)時(shí),光相當(dāng)于物質(zhì)的質(zhì)量。在這里我們不認(rèn)為光是物質(zhì)。
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