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沈建其回答朱顶余先生的问题(最终版本):【其中含朱的精彩应答(绿底红字部分)】
[楼主] 作者:541218  发表时间:2013/06/01 13:54
点击:243次

对【37楼】说:

回答朱顶余先生的问题(最终版本):
我们以前说,在狭义相对论中,经过无穷多时间加速,粒子速度无法超越c,原因是粒子动质量变为无穷

大。其实,这句话不太对、不是精确对、没有反映全部原因。
我们可以得到,在狭义相对论中,设力为F, 那么粒子的运动方程是:
dv/dt=F*(1-vv/cc)/m, m为动质量。
该方程在有的书上是以习题的形式出现。
当经过无穷多时间加速,速度趋近于c, m趋于无穷大,确实使得方程右边变为0,但其实,使得方程右边

变为零的,主要不是分母中的m,而是分子中的(1-vv/cc),它比m的效应还要厉害(m中仅仅含根号(1-

vv/cc))。

粒子速度无法超越c,粒子动质量变为无穷大,确实是起因,但最后在效果上并不仅仅如此,还有分子中

的(1-vv/cc)。  朱插话:这只适用于"非场力"(如绳索的拉力)所驱动的加速运动

同样在引力场内,s=0,可以导出广相短程线方程),其数学结果虽然很复杂,但是狭义相对论中的F*

(1-vv/cc)/m这个构造还是被继承【朱插话:这就是思维习惯,因为当粒子在引力场中自由下落的过程依据质能联系定律以及机械能守恒定律已经严格导出粒子的(动)质量是与其下落速度无关的初始值,即有dm/dv=0或dm/dv=0→(dm/dv)(dv/dt)=dm/dt=0;因为dv/dt=g≠0(即引力场强度),那么其动量对时间的微分就不再含有(1-vv/cc)的因子了,所以粒子在力场自由下落的动量对时间的微商为:

dp/dt=d(mv)/dt=mdv/dt+vdm/dt=mdv/dt=mg=F;因为dm/dt=0;dv/dt=g,或下落加速度g=F/m,因为这里是恒力即属于匀强力场故有dF/dt=0,这里的m表示其动质量,已经被证明与其下落速率无关,故有 dm/dt=0,故而有 dg/dt=dF/(mdt)-Fdm/(mmdt)=0,故有v=∫gdt=gt→∞,因为有t→∞,即在匀强力场中无休止地加速下去......,具体出现的是F*(1-2GM/ccr-(1-2GM/ccr)*vv/cc)/m,。在引力场内,

虽然m是不变的,但是分子(1-2GM/ccr-(1-2GM/ccr)*vv/cc)在粒子速度趋近于那一点处的光速极限时,

就变为零了,于是dv/dt=0,不再加速,粒子速度只能趋近于那一点处的光速极限。

沈建其 2013-5-31

 

 

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[楼主]  [2楼]  作者:541218  发表时间: 2013/06/02 15:00 

如果有:dv/dt=F*(1-2GM/ccr-(1-2GM/ccr)*vv/cc)/m=0
必须恒有:1-vv/cc=0,即v=c,而机械能守恒则要求 vv-2GM/r=0
即有 cc-2GM/r=0,故有 c=(2GM/r)^(1/2).显然,当M=0时,c=0.


 [3楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/06/02 15:39 

【朱插话:这只适用于"非场力"(如绳索的拉力)所驱动的加速运动】

============

SHEN RE: 不存在“非场力”这一说法。自然界共四种基本相互作用力,绳索拉力就是电磁力。
dv/dt=F*(1-vv/cc)/m, 适用于电磁力。
 [4楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/06/02 16:34 

对【2楼】说:
如果有:dv/dt=F*(1-2GM/ccr-(1-2GM/ccr)*vv/cc)/m=0 
必须恒有:1-vv/cc=0,即v=c,而机械能守恒则要求 vv-2GM/r=0 
即有 cc-2GM/r=0,故有 c=(2GM/r)^(1/2).显然,当M=0时,c=0. 
=========
沈回复朱先生:不是F*(1-2GM/ccr-(1-2GM/ccr)*vv/cc)/m=0,而是F*(1-2GM/ccr-(1-2GM/ccr)^(-1)*vv/cc)/m=0, 注意:第二个(1-2GM/ccr)带有-1次方。

 [5楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/06/02 16:34 
 [6楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/06/02 16:34 
 [7楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/06/02 16:35 
 [8楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/06/02 16:37 

5-7楼与第四楼同,故删除。
 [9楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/06/02 16:52 


朱先生:
你的d(mv)/dt=mg有两个错误:

第一个错误,我指出:在引力场内,动量p不等于mv那么简单(请注意:如果你所用的m就是由我扫描给

你的材料中的第二页求出的哈密顿量之后得到的m,那么其动量(见我扫描的第一页)比mv还要复杂一点

,具体说来,动量是mv再除以(1-2GM/ccr)^2)。
这个错误影响不大,不影响你我讨论的定 性 结 果。

第二个错误,我指出:引力场内,粒子运动方程不是你所用的d(mv)/dt=mg这个简单形式。注意:根据我

提供的扫描材料的第一页,引力场内的粒子Lagrange量L与电磁场中电子的Lagrange量L结构大不相似(

后者的L中的电磁势与电子动能部分采取加和形式,前者的L中引力势出现在根号下面,结构大为不同)

。所以,运动方程不能直接移植(不能参考牛顿引力理论或者电磁理论),而是要用Lagrange动力学这

一普遍适用的力学理论(牛顿理论、电磁理论、引力理论、量子力学都适用),所以,引力场内粒子的

运动方程是:

dp/dt=dL/dr, 右边是L关于位置r的导数。
根据由我扫描给你的材料中的第一页中的L,求得
dL/dr=-m0*c^2*[GM/ccrr-(1/(1-2GM/ccr)^2)*GM/ccrr*vv/cc]/(根号...)
=-m0*c^2*GM/ccrr*[1-(1/(1-2GM/ccr)^2)*vv/cc]/(根号...).

在速度和引力场较弱时,[1-(1/(1-2GM/ccr)^2)*vv/cc*]/(根号...)=1,故而
dL/dr=-m0*c^2*GM/ccrr=-m0*GM/rr,就是牛顿引力mg。

但是在速度比较大时,分子中,中括号内[1-(1/(1-2GM/ccr)^2)*vv/cc]这一项就不应该忽略,当速度达

到一定大小时,[1-(1/(1-2GM/ccr)^2)*vv/cc]=0,于是不再加速。

[1-(1/(1-2GM/ccr)^2)*vv/cc]在数学结构上类似平直时空中粒子的运动方程dv/dt=F*(1-vv/cc)/m中的

(1-vv/cc)一项。

以上就完整解答了朱先生的“引力场内粒子加速”的问题。
沈建其 2013-6-2
 [10楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/06/02 16:52 

朱先生:
你的d(mv)/dt=mg有两个错误:

第一个错误,我指出:在引力场内,动量p不等于mv那么简单(请注意:如果你所用的m就是由我扫描给

你的材料中的第二页求出的哈密顿量之后得到的m,那么其动量(见我扫描的第一页)比mv还要复杂一点

,具体说来,动量是mv再除以(1-2GM/ccr)^2)。
这个错误影响不大,不影响你我讨论的定性结果。

第二个错误,我指出:引力场内,粒子运动方程不是你所用的d(mv)/dt=mg这个简单形式。注意:根据我

提供的扫描材料的第一页,引力场内的粒子Lagrange量L与电磁场中电子的Lagrange量L结构大不相似(

后者的L中的电磁势与电子动能部分采取加和形式,前者的L中引力势出现在根号下面,结构大为不同)

。所以,运动方程不能直接移植(不能参考牛顿引力理论或者电磁理论),而是要用Lagrange动力学这

一普遍适用的力学理论(牛顿理论、电磁理论、引力理论、量子力学都适用),所以,引力场内粒子的

运动方程是:

dp/dt=dL/dr, 右边是L关于位置r的导数。
根据由我扫描给你的材料中的第一页中的L,求得
dL/dr=-m0*c^2*[GM/ccrr-(1/(1-2GM/ccr)^2)*GM/ccrr*vv/cc]/(根号...)
=-m0*c^2*GM/ccrr*[1-(1/(1-2GM/ccr)^2)*vv/cc]/(根号...).

在速度和引力场较弱时,[1-(1/(1-2GM/ccr)^2)*vv/cc*]/(根号...)=1,故而
dL/dr=-m0*c^2*GM/ccrr=-m0*GM/rr,就是牛顿引力mg。

但是在速度比较大时,分子中,中括号内[1-(1/(1-2GM/ccr)^2)*vv/cc]这一项就不应该忽略,当速度达

到一定大小时,[1-(1/(1-2GM/ccr)^2)*vv/cc]=0,于是不再加速。

[1-(1/(1-2GM/ccr)^2)*vv/cc]在数学结构上类似平直时空中粒子的运动方程dv/dt=F*(1-vv/cc)/m中的

(1-vv/cc)一项。

以上就完整解答了朱先生的“引力场内粒子加速”的问题。
沈建其 2013-6-2

[楼主]  [11楼]  作者:541218  发表时间: 2013/06/02 17:12 

对【4楼】说:

如果依据这个关系式(1-2GM/ccr-(1-2GM/ccr)^(-1)*vv/cc)=0, 可以解出c,当质点无限靠近时,所释放的势能趋于无穷大,但其速度v不会超过c/2。

 

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