运动认识--运动差

关键字：运动，运动差，空间，绝对静止，参考系   作者：吴兴广

物体相对于其他物体的位置变化叫做机械运动，简称运动。运动的大小或者说运动的快慢可用速度表示。

两个运动的物体，运动大小的比较，可用速度差来表示。例如物体A速度为V1，物体B 速度为V2,两物体运动大小的比较就是两个物体速度的差，即V1－V2。 ‘速度的差'是对于两个运动物体运动大小的比较，也可以叫做运动差。速度差或说运动差是两个物体运动大小的比较。速度差（或说运动差）与两个物体的速度有关，两个物体任何一个物体的速度发生变化，运动差都会发生改变。我们发现两个物体的速度差还是一个速度值，即V1－V2=V.通常我们把物体相对于其他物体的位置变化叫做运动，描述一个物体的运动时用另一个物体作为标准，可见我们通常所说的一个物体的速度的大小就是两个物体的速度差，即运动差。

一个物体速度的大小，是对自身运动大小的描述，描述的是一个物体的运动状态；运动差描述的是两个物体运动状态的差。

一个物体的运动状态，由于物体的惯性，这个物体没有受到外力的时候，运动状态保持不变，即速度不变（包括速度的大小）。运动差是两个物体运动状态的差，与两个物体的运动状态有关，只要有一个物体运动状态发生改变，运动差就会改变。由于运动差V1－V2=V，我们可以用V表示运动差。由于‘运动差'与‘一个物体的运动大小'都可以用V表示，就容易造成两者的混淆。我们通常所说的一个物体的速度的大小就是两个物体的运动差。物体运动的位移，就是两个物体的位移差。位移差也是位移，用S表示。位移可以描述为物体运动经过的空间，那么位移差就是两物体之间的空间改变，就是两物体之空间改变的大小。【】

为什么物体的运动就变为两个物体的运动差了呢？因为一个物体的运动是相对于另一物体来说的，而另一物体也是运动的。

运动的物体，还有受力变速的时候。例如加速运动。那么一个静止物体与加速物体的比较，算不算运动状态的比较？加速物体的加速度也是相对于另一物体说的，我认为这也是运动差的一种。这样‘运动差'的概念就包括我们通常所说的速度，加速度。运动差指的是任何两个运动的比较。

绝对静止与物体运动的比较

根据运动的相互性，一个静止的物体，一个运动的物体，在运动的物体看来静止的物体也是运动。包括绝对静止。

但绝对静止与相对静止还是有区别的。相对静止的物体作为参考系描述另一物体的运动，也就是我们通常说的匀速或变速运动，不是一个物体的运动造成的；绝对静止作为参考系描述另一物体的运动，运动的大小都是另一物体的运动。

运动的相互性其实就是运动差的相互性。绝对静止与相对静止的物体作为参考系，虽然描述的都是两个物体的运动差，但绝对静止物体与另一物体的运动差都是由于另一物体的运动造成的。相对静止的物体与另一物体的运动差，是由于两个物体共同运动造成的。

运动差的改变   绝对静止物体与另一物体的运动差改变是由于另一物体运动的改变造成的。相对静止的物体与另一物体的运动差的改变，可能是相对静止的物体的运动发生改变造成的，可能是另一物体的运动发生改变造成的，可能是两个物体运动都发生改变造成的。

绝对静止就是在空间绝对不动。绝对静止的物体不存在，就是在空间中绝对不动的物体不存在，在空间中 物体运动是绝对的。一般说运动是绝对的，是相对于空间说的。

所有的物体都是处在空间中的。在空间中，对物体的描述有两种：1)，所有物体相对于空间的描述。怎么相对于空间描述呢？绝对静止的物体在空间中绝对不动，所有物体相对于空间的运动就是相对于绝对静止系的运动。这样所有物体的运动都有一个相对于绝对静止系的速度值，我们称之谓绝对运动，绝对速度。2）在空间中的所有物体可以相互描述，这样描述的运动是相对于参考系的运动，我们称之谓相对运动。这样得出的运动的大小是物体间的运动差。就像参考系内物体的运动不能证明参考系是否运动，参考系运动与否对参考系内物体的运动无关一样，（所有的物体都是处在空间中的，）空间中的所有物体的运动不能证明空间的运动与否，空间的运动与否，不影响空间中所有物体的运动。（我认为空间是不动的。）

在空间中对物体的描述就像在参考系中一样。在参考系中，1）所有的物体都可以用参考系描述，所有的物体相对于参考系都有一个确定的值，可以称为相对参考系的‘绝对速度'；2）参考系内的所有的物体可以相互描述。物体相对于另一物体的运动称为相对运动。虽然绝对静止的物体不存在，但不影响空间中所有物体的相互描述。

参考系的作用是描述运动状态，虽然不同参考系对同一运动的描述不同，但参考系不能改变物体的运动状态，力是物体运动状态发生改变的原因。

参考系的一个作用是作为空间坐标，把所有的物体都有这个空间坐标表示出来，用参考系的坐标把物体的运动描述出来。所有物体的运动都可以纳入这个坐标中尽行描述，所有物体的运动可以进行统一的描述。这样就可以比较出物体运动的差别。在参考系里，物体之间之所以能够相互比较或者说描述，是因为他们拥有统一的空间坐标，处在统一的空间中，无论如何描述，物体间的运动差是不变的。

运动与参考系的关系就像重力势能与参考平面的关系，选择不同的参考系，运动大小的数值是不同的，但这并不影响研究运动的问题。【1】因为在有关的问题中，有确定意义的是运动的差值，这个差值并不因为选择不同的参考系而有所不同。

其实我们早就涉及到两个物体运动状态的比较问题，这里我们把两个物体运动状态的差，简称运动差。关键是通常我们所说的一个物体的运动本身就是运动差。这样一个物体的运动大小的物体就变成两个物体的运动差的问题；运动的改变与自身受不受力的物体就变成两个物体是不是其中一个物体受力的物体；物体运动经过空间的问题就变成两个物体空间间隔的改变问题。

两个物体的运动差可以看成一个物体相对于另一物体的运动。

由于运动差的改变只与受不受力有关，与参考系无关，所以参考系不影响运动差的大小。参考系不同，运动差不变。所以物体间运动差的总量不变。例如，运动的物体A,B,C三者在一条线上，B在左边，C在右边，A在当中。物体B与A的运动差是V1，W物体A与C 的运动差是V2，物体B与C的运动差是V3.那么物体B与A的运动差与物体A与C 的运动差的总量就等于物体B与C的运动差，即V3=V1+V2.用‘一个物体的运动'表示运动差就是速度合成，是经典的速度合成。

一个物体相对于另一物体的运动，就是两物体间空间间隔的变化。参考系的选择对空间间隔的变化没有影响，所以物体间空间间隔变化的总量相等。（空间间隔变化就是通常我们说到的位移。）例如，物体A,B,C三者原在一个点上，后来运动在一条线上，B在左边，C在右边，A在当中。物体A看来，AB是物体A，B的空间间隔变化；AC是物体A，C的空间间隔变化。物体B看来，BA是物体B,A的空间间隔变化；BC是物体B,C的空间间隔变化。物体C看来，CB是物体B,C间空间间隔变化；CA是物体A,C间空间间隔变化。因为参考系的选择对空间间隔的变化没有影响，所以AB=BA，CA=AC. CB=BC。在物体A看来，其它两个物体变化的总量就是AB +AC. 在物体B看来，其它两个物体变化的总量就是BC; 在物体C看来，其它两个物体空间变化的总量就是CB.因为参考系的选择对空间间隔的变化没有影响，所以在物体B看来，BA不变，AC不变，所以BC=BA+AC.t同样，CB=CA+AB.

所以物体间空间变化的总量BC=BA+AC =CA+AB=CB。

运动差的改变与力有关。力是物体运动状态发生改变的原因，两物体的运动差发生改变，必有力作用在其中一个物体上。【2】

物体存在于空间，运动是物体在空间的运动。只有两个物体间的空间间隔发生改变，我们才说物体（相对于参考系）是运动的。空间间隔的变化是判断物体运动的量。如果空间间隔不发生变化，我们可以说物体没有(相对)运动。空间(间隔)的变化是判断物体运动的标准。

空间间隔变化的快慢与运动差的大小有关，由运动差的大小决定。

参考文献:【3】《不动+不动=运动》【4】《相对论分析同时的相对性》【1】《广义相对性原理的理论推导》【2】《空间-认识》【5】《参考系的作用原理》作者同本文

2013-1-17 20:17:28