关于牛顿定律的证伪
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dengxia
关于牛顿运动定律的证伪
牛顿第一
运动定律
内容
实验
一切物体在任
何情况下,在不受外力
的作用时
,总保持相对
静止
或
匀速直线运
动
状态。
一切物体
总保持匀速直线运动状态或静止
状态,直到有外力迫使它改变这
种状态为止。这就
是
牛顿第一定
律
p>
。
牛顿第一
定律还可缩写成:动者恒动,静
者恒
静。
Every object in a state of uniform
motion tends to remain in that state of motion
unless an external force is applied to
it.
说明
物体都
有维持静止和作匀速直线运动的
趋势,因此物体的运动状态是由
它的运动速度决定
的,没有外力
,它的
运动状态是不会改变的。
物体的保持原有运动状态不变的
性质称
为
惯性
(inertia)
惯性的大小
由质量量
度。所以牛顿第一定律也称为
惯性定律
(law of inertia)
。牛顿第
一定律也
阐明
了力的概念。明确了
力
是物体间<
/p>
的相互作用,指出了是力改变了
物体的运动状态。
因为
加速度
是
描写物体运动状
态的变化,所以
力是和加速度相联系的,而不是
和速度相联系的
。
在日常生活中
不注意这点,往往容易产生错觉
。
注意
(
1
)牛顿
第一定律
并不是在所有的
参照系
里都成
立,实际上它
只在
惯性参照系
里才成立
。因
此常常把牛顿
第一定律是否成立,作为一个参
照系是否惯性参照系的判据了。
(
2
)牛顿
第一定律是通过分析事实,再进一步概括、推理
得出的。我们周
围的物体,都要受
到这个力或那
个力的作用,因此不可能用实验
来直接验证这一定律。但是,从
定律得出的一切
推
论
,都经受住
了实践的检验
,因此,牛顿第一
定律已成为大家公认的力学基本
定律之一。<
/p>
发现及总
结
300
多
年前,
伽利略
对类
似的实验进行了分析
,认识到:运动物体受到
的阻力越小,他的运动
速度减小得就<
/p>
越慢,他运动的时间就越长。他
还进一步通过进一步推理得出,<
/p>
在理想情况下,如
果水平表面绝
对光滑,
物体受到的阻力为零,
它的速度将不会减慢,这时将以
恒定不变
的速度永
远运动下去。
伽利略曾
经专研过这个问题,牛顿曾
经说
过:
“我是站在巨人的肩膀上才
成
功的。”这句话
就是针对伽利
略的。所以牛顿概括了前人的研<
/p>
究结果,总结出了著名的牛顿第
一定律。
编辑本段
牛顿第二
运动定律
内容
<
/p>
物体的加
速度跟物体所受的合外力成正比
,跟物体的质量成反比,加速度
的方向跟合外力的
方向相同。<
/p>
表达式
Σ
F=ma
或
F
合
=ma
说明
第二定
律
(
1
)
牛顿第
二定律
是力的瞬时
作用规律。力和加速度同时产
生、同时变化、同时消逝。
(
2
)
p>
F=ma
是一个
矢量方程,应用时应规定正
方向
,凡与正方向相同的力或加速度
均取正值
< br>,
反之取负值,
一般常取加速度的方向为正方向
。
(
3
)根据力的独立
作用
原理,用牛顿第二定律处理物体在一个
平面内运动的问题时,可将物
体所受各力正
交分解,在两个互相垂直的方向
上分别应用牛
顿第二定律的分量
形式:
Fx=max
,
Fy=may
列方程。
牛顿第二
定律的五个性质
(
1
p>
)同体性:
F
合、
m
、
a
对应于同一物体。
(
2
)矢量性:力和加速
度都是矢量,物体加速度方向由
物体所受
合外力的方向决定。牛顿第
二定律数学表
达式∑F = ma
中,等号
不仅表示左右两边数值
相等,也
表示方向一致,即物体加速
度方向与所受
合外力方向相同。
(
3
)瞬时
性
:当物体(质量一定)所受外力发生突然变化时,作为由力决定
的加速度的大小
和方向也要同
时发生突变;当合外力为零时,
加
速度同时为零,加速度与合外
力保持一一对应关
系。牛顿第二<
/p>
定律是一个瞬时对应的规律,表
明了力的瞬间效应。
(
4
)相对性:自然界中
存在着一种坐标系,在这种坐标
系中,当物体不受力
时将保持匀速直
线运动或静止
状态,这样的坐标系叫惯性参照
系。地面和相对于地面静止或作
匀速直线运动的物
体可以看作是
惯性参照系,牛顿定
律只在惯性
参照系中才成立。
(
5
)独立
性:作用在物
体上的各个力,都能各自独立产生一个加
速度,各
个力产生的加速度
的失量和等于
合外力产生的加速度。
适用范围
(
1
)只适
用于低速运动的
物体(与
光速
比速度较
低)。
(
2
)只适用于
宏观
物体,
牛顿第二定律不适用于
微观
原
子。
(
3
)参照
系应为惯性系。
编辑本段
牛顿第三
运动定律
内容
<
/p>
两个物体
之间的作用力和反作用力,在同
一条直线上,大小相等,方向相
反。(详见牛顿第
三运动定律)
表达式
F=-F'
第三定律
(
F
表示
作用力
,
F'
表
示
反作用力
< br>,
负号
表示反作用
力
F'
与作用力
F
的方向相
反)
说明
要改变一
个物体的运动状态,必须有其它
物体和它相互作用。物体之间的
相互作用是通过力
体现的。并且
指出力的作用是相互的,有作用
力必有反作用力。它们是作用在
同一条直线上,大
小相等,方向
相反。
注意
1.
①力的作
用是相互的。同时出现,同时消
失。
< br>
②相互作
用力一定是相同性质的力
③作用力
和反作用力作用在两个物体上
,
产生的作用不能相互抵消。
p>
④作用力
也可以叫做反作用力,只是选择
的参照物不同
< br>
⑤作用力
和反作用力因为作用点不在同一
个物体上,所以不能求合力
< br>
2.
< br>相互作
用力和平衡力的区别
①相互作
用力是大小相等、方向相反
、作
用在两个物体上、且在同一直线
上的力;两个力的
性质是相同的
。
②平衡力
是作用在同一个物体上的两
个力
,大小相同、方向相反,并且作
用在同一直线上。
两个力的性质
可以是不同的。
③相互平
衡的两个力可以单独存在,但相
互作用力同时存在,同时消失
例如
:物
体放在桌子上,对于物体所受
重力与支持力,二者属于平衡力
,
将物体拿走后支持
力消失,而重
力依然存在.
< br>
而物体在桌
子上,物体
所受的支持力
与桌面所受
的压力,二
者为一对作
用力与反作
< br>用力.物
体拿走后,二
者都消失.
力学之谜
一、力学疑点
自从伽利略用实验事实
证明了力不是维持物体运动的原因,打破的亚里士多德认为物体的运动需要力来维
持的观
点,牛顿在众多科学家的观点上概括与总结出了牛顿第一定律,在此研究力与运动的关系的基础上
又发展到牛顿第二定律、
牛顿第三定律与万有引力定律。
长期以来,
几乎没有人质疑这些定律存在着问题,
这是由于这
些理论既有事实依据,又有理论依据,似乎人们把牛顿理捧为经典力学。我不否认牛顿力学为
人类生产力的发展进程中具有不可磨灭的贡献。
但是,人
类科学发展不以曾经是否被人捧为
“
经典
”
或以贡献的多少来定论,错了就要改,对的就要坚持,
实事
求是才是科学的基本态度。当然牛顿力学给学者们也留下不少的力学疑点,许多力学最本质的问题没
有得到解决,比如力的本质、运动的本质、能量、质量、温度等等。受到一位网友
“
天极之星
”
:
< br>“
要解开宇
宙之迷,首先就是解开真空之迷
”
观点的激发。接着凭着自己对物体学的理解与实验经验,对真空有了新的<
/p>
认识,得到宇宙一切现象都是电磁场现象的结论,用这一观点去审视物理学,发现教科书中
存在着大量的
物理学问题,同时对牛顿的一个苹果落地,发现的重力,上帝的一脚把地球
转动不得不产生了质疑。
二、非对称力
牛顿第三定律:
两个物体之间的作用力和反作用力,
总是同时在同一条直线上,
大小相等,
方向相反。
即
F1
=-
F2
< br>。
于是推理得到地球对月球的万有引力等于月球对地球
的万有引力。猜想:如果这两个力不等呢?那么天体
是不是就运动的呢?
水中产生旋涡是人们常见的物理现象,似乎没有人真的弄懂了水的这种流动为
什么会产生旋涡,我们先来
观察水的旋涡现象如下图。
水的旋涡现象是人们常见现象,在水的内部液体的压强随着深
度的增加而增大,水对旋涡的中心的压强
P=ρgh
,
旋涡中心与大气相通,
由于中心气体的流动气压比大气压还要低,
水内部的压强大于旋涡中心压强,
可见存在着作用力不等于反作用力的
客观事实,我把这现象叫做非对称力。疑点:向下流动过程为什么会
自发地产生旋涡?旋
涡在这一现象中起到了什么作用?
人们通常把杠杆在水平位置
静止叫杠杆平衡,如果仔细分析这种现象与二力平衡的条件不符,所以这种现
象准确描述
应当叫对称,如果不对称,那么杠杆就要旋转。
我在力学研究
中得到一个结论,发现一切力的现象都是通过场的作用发生的,我们通常观察到的水银柱的
表面总是凸形的,量筒内的水面总是凹形的,更明显的现象就是用一根两开口的细管插入水中的观察到细
管的内部产生一段的水柱,这明显与连通器原理不符,由于物体间力的作用是通过物质场的作用
发生的,
可见不同物质之间物质的场密度不同,物质之接触面之间存在着不对称的作用力
。如果这是事实,那么判
断:这种现象应当是不同物质之间或同种物质在不同的温度条件
下物质三态的普遍现象,根据这一想法,
在空体中,
我们观察到
热冷空气相遇时,
产生旋涡现象,
在实验室内完成这样的实验得
到的结果是相同的,
可见,热冷空气的物质场密度不同,存在着非对称力的现象;在液体
中,植物的半透膜产生的渗透压的现
象,由于水中所含杂质的浓度不同造成场密度不同,
可见,液体中也存在着非对称力的现象;固体中,热
电偶现象,在不同金属的接触面上,
由于物质不同,造成不同金属的密度场不同,可见,固体中也存在着
非对称力的现象,由
此得到,非对称力现象是宇宙间的普遍现象。
那么自然界是如何解决这种非对称力现象呢?
一个做自由落体运动的物体,一个正在空中做抛线运动的物体,分析它们受力时,人们会毫不犹豫地认为
这些做自由物体受到竖直向下的重力
G
。当问到地球对物体的吸引力与物体对地球的吸引力时,人们还是
毫不犹豫地认为,这两
个力相等
F=-G
,其中
F
表面物体对地球的引力力。当我问到什么事实能证明地球对
物体的引力等于
物体对地球引力的时候,没有任何事实证明这两个力相等,全世界没有任何事实证明过,
唯有的依据就作用力等于反作用力,于是我们不得不思考这样一个问题,做自由落体运动的物体,已经失