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上一主题:评张操先生的新书《物理时空理论... 下一主题:Experiment
动能增量
[楼主] 作者:jiuguang  发表时间:2011/12/15 22:59
点击:1298次

柯尼希定理(Konig's theorem)解释了质点系中内力作用下的能量守恒。但是还有另外一个问题似乎还需要讨论。

这就是动能增量的问题。例如,子弹击发使弹头产生的动能增量。假设,击发前子弹的速度与一质点系的质心速度(Vc)相同。而换一个参考系,就可以改变Vc。一般取Vc=0时,可以得到我们习惯上认为的动能增量,或者说我们认为子弹击发给弹头带来的动能。而实际上取Vc<>0,则会有不同的动能增量,虽然是同样的击发子弹,但带来的动能增量却大不相同。

一个实际的例子,打坦克的穿甲弹,在击中装甲的瞬间爆炸,将使一部分药和弹片具有了额外的附加动能增量,因此具有了更强的穿甲能力。虽然理论上,人们可能还没认识到这种额外的动能增量的这样。

 

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 [2楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/16 11:30 

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[楼主]  [3楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/16 12:09 

我们只作理想化考虑,实际遇到的问题会很多,忽略之。
大家都沿用了一个参考系,质心参考系,由此得出了同样的结论。如果我们跳出这个局限,我们就会发现有问题。不是守恒的问题,子弹击发释放的能量是一定的,而弹头的动能增量则可以是很多值(我们说的是同一支枪,或同一次击发)。
这里子弹击发释放的能量与弹头的动能增量之间的关系就有问题了,因为弹头的动能增量可能要更大,这恐怕解释起来就有些麻烦了?
 [4楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/16 15:11 

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[楼主]  [5楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/16 22:42 

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 [6楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/17 16:20 

在火车上超前射击弹头的动能确实增量很多,超过爆炸的能量是可能的。但不要忘了:枪后座的动能却减小了,另外在射击前枪和弹头已经有了随车运动的动能。
[楼主]  [7楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/17 21:07 

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 [8楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/17 22:56 

以火车为参照系,爆炸的能量等于弹头和枪身的动能之和。若以地面为参照系,爆炸的能量等于“弹头和枪身的动能之和再减去它们在爆炸前随车运动的动能”。你可算算看。我早就算过了。
 [9楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2011/12/17 23:58 

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[楼主]  [10楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/18 11:22 

子弹击发时,弹头动能增大,而列车动能在减小。大概应该是这样的,虽然我还没算过。结论似乎是这样的,子弹火药释放的总能量要大于整个系统动能的增量,其中部分能量以热、声等形式释放出去。
问题是系统的一部分(弹头)的动能增量,是否可以大于子弹火药释放的总能量,这是否正常?

 [11楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/18 12:06 

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[楼主]  [12楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/18 22:45 

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 [13楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/18 23:25 

不用爆炸,也能使弹头获得很大的动能。让弹头悬在空中静止,那么当火车撞上后,弹头便以两倍的火车速度飞出去。火车动能基本不变。
[楼主]  [14楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/19 12:50 

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 [15楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/19 14:19 

你查查“完全弹性碰撞”的内容吧!很大的物体撞击很小的静止物体。
用较小的能量,使系统的一部分获得更大的动能增量,怎么能不正常呢?这样的例子很多很多,但都必须消耗第三者的能量。用手抠动扳机发射子弹,用手拉爆手榴弹,山上小石头撞下一块大危石来,用小电流三极管放成大电流,更不用说按动核爆炸的按钮了。你想说什么呢?你想违背能量守恒定律让能量额外增生吗?
别再纠缠这些基本问题了。有此爱好可以研究着玩,但不可能有出息。
[楼主]  [16楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/20 11:50 

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 [17楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/20 14:59 

你知道宇宙飞行器利用行星公转获取能量的事吧?比方说飞行器以5千米/秒的速度向火星,再加上火星的速度24千米/秒,那么相对速度就是29千米/秒;待绕行半周后再离开火星,飞行器速度就成了24+24+5=53千米/秒。这期间没有任何爆炸,你说动能增了多少?
再说火箭。设火箭燃烧的能量是个定值,它全部转化为火箭体和燃气的动能。那么燃气在空中的绝对速度越小,说明它获得的动能就越少,火箭体获得的动能就越多。所以如果控制燃气喷出的相对速度,让它总是等于火箭的前进速度,那么就能燃烧能量达到最高的效率。你说是不是?
[楼主]  [18楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/21 00:02 

飞船可以借助行星改变发现方向,通常是双曲线轨道。但应该以日心系为基础来确定动能和势能,能量不可能增加。5千米/秒的速度是相对地球的,相对太阳的速度就大不一样了。
不可能飞到火星上用地球参考系。

火箭显然是喷射速度越快,反推力也越大。当然在空气中运动的话,情况就会复杂一些,这可能涉及空气动力学,结果是什么,本人就不知道了。 





 [19楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/21 08:58 

飞行器在宇宙中利用星球的运动增加动能这是真的。从理论上,用这个方法可以到达宇宙的任何地方。
飞行器相对地球5千米/秒,那么相对太阳就是35千米/秒。离开地球轨道如果到火星前面还有20千米/秒,那么被火星以24千米/秒追上后,绕行半周再从前面出去,速度就成了28千米/秒。我说的一点不错。你仔细看看完全弹性碰撞的内容就知道了。不用考虑期间的过程。
[楼主]  [20楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/21 11:06 

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 [21楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/21 14:43 

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[楼主]  [22楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/21 21:11 

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 [23楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/22 09:36 

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[楼主]  [24楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/22 11:53 

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 [25楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/22 14:51 

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 [26楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2011/12/22 17:31 

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 [27楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/23 10:15 

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