我于昨天傍晚(即17时许)与赵凯华老师 通了 50多分钟的电话...... 讨论了 在匀速直线运动的列车上用蓄电池对(水平放置)的平行板电容器充电的过程中, 该平行板电容器是否产生了不等于零的合力?因为在"地面系"看来 ,平行板电容器在充电过程其电磁动量产生了; 这多出来的动量从何而来?赵凯华说 这个古怪的问题 很难回答 但动量守恒是不会错的。 ............................................................................................................ 分析:依据"动量定理"力学系统的动量变化率等于其所遭受到的合外力。用蓄电池对匀速运动平行板电容器充电的过程,平行板电容器的平动动量增加了即附加了静电场的动量,由于平行板电容器呈圆形,水平放置着,究竟应该在哪一个方向遭受到了水平力,对于圆形的平行板,无论朝着那一个方向都是对称的等价的,没有独尊的方向,再注意到"相对性原理",所有惯性系都是等价的,匀速直线运动状态等效于静止状态。而且匀速直线运动也是相对的,在列车上的观察者看来这个 平行板 电容器 处于静止状态 如果在地面系看来在给圆形水平放置的平行板电容器 充电的过程 将在某一个方向产生驱动力,那么在列车上的观察者(乘客)也应该同时观察到这个力,而且这个力是因为被充电而产生的,不同的惯性系所观测到的力(加速度)都是一致的。 如此分析,似乎得知: (圆形)平行板电容器在被充电过程 没有理由产生驱动力?那么 在地面系看来 (圆形)平行板电容器在被充电过程不断增加着电磁动量,这个动量从何而来?而且这个动量可以释放出来...... 这里更有一个关键性问题:如果将(圆形)平行板电容器的平面竖直放置(而不再是水平放置),在地面系看来 该竖直放置的(圆形)平行板电容器在充电过程并没有增加动量(因为此时速度矢量与电场矢量叉积等于零) 这两种姿态的电容器在被充电过程所消耗的蓄电池的化学能是完全等同的! 这就使得问题变得更加扑朔迷离...... (角)动量增加了,当然其(角)动能也增加了,即这里不仅仅威胁着"(角)动量定理"【(角)动量守恒】同时还威胁着"动能定理"(动能守恒或曰能量守恒) 真可谓一箭双雕...... "动量守恒" 和 "动能守恒" 将被"升级"......即 统计性守恒 不仅对"周期"统计 还应该对"周角"统计才能保持守恒,即对各个方向进行统计。 |