弹力不等价，证伪力学相对性原理、狭义相对论。

原创作者 马天平（地址新郑市）(2013-06-19)

摘要：分析不同惯性系中弹簧弹力产生加速度、位移的力学事件，发现不同惯性系中，弹力不等价，使力学相对性原理不成立，狭义相对性原理不成立，狭义相对论不成立。

关键词：加速度  弹簧  加速度变换  力学相对性原理   狭义相对论

根据力学相对性原理，力与惯性系无关、加速度在伽利略变换中是不变量。那么，在不同惯性系中力学相对性原理是否成立？伽利略加速度变换式有没有物理意义？

假设静止地面上有两列方向相反的火车速度分别为u、-u，地面上静止的光滑平台上有劲度系数为k的轻质弹簧处于压缩状态，弹簧的两端连接着完全相同的2个小球A、B。

当把弹簧从静止释放，经过时间t=0.5秒，弹簧形变量为△x、弹簧恢复到原长，两球A、B相对于静止地面的速度分别为v1= 10米/秒、v2= - 10米/秒，v1和v2与u、-u在一条直线上。

分析:

弹簧恢复到原长过程中，地面受到合力为零、火车受到合力为零，处于惯性状态。地面可以作为静止惯性系S，火车可以作为运动惯性系S'。

一、

在S系中， 2个小球的初速度分别为v0=0，经过时间t=0.5秒，

小球A的末速度为 v1= 10米/秒，小球B的末速度为 v2= -10米/秒，

小球A受到弹簧弹力产生的加速度a1为

a1=（v1- v0）/t = 10米/秒^2

a2=（v2- v0）/t = -10米/秒^2

小球A受到弹簧弹力产生的位移、弹簧弹力推动小球A产生位移为：

s1=（1/2）a1 t^2 =（ 1/2）×10米/秒^2×（0.5秒）^2 = 2.5米

小球B受到弹簧弹力产生的位移、弹簧弹力推动小球A产生位移为：

S2=（1/2）a2 t^2 =（ 1/2）×（-10米/秒^2）×（0.5秒）^2 =  -2.5米

在地面惯性系S中，小球A受到弹簧弹力产生的加速度是真实的；小球A受到弹簧弹力产生的位移s1=2.5米，是由于弹簧真实的弹力做功产生的，弹力使小球A产生的位移s1=2.5米是真实的文章；球A受到弹簧弹力是真实的。

二、

以速度-u= -100米/秒运动的火车惯性系S'中， 2个小球的初速度分别为v0'=100米/秒，经过时间t=0.5秒

小球A的末速度为 v1'= 10米/秒- （-100米/秒）=110米/秒，

小球B的末速度为 v2= -10米/秒 -（-100米/秒） = 90米/秒，

小球A受到弹簧弹力产生的加速度a1'、小球A的加速度a1为：

a1'=（v1'- v0'）/t = 10米/秒^2

小球A受到弹簧弹力产生的位移、弹簧弹力推动小球A产生位移为、

小球A受到弹簧弹力、加速度产生的位移为：

s1'= v0't +（1/2）a1't^2

 =100米/秒×0.5秒 +（ 1/2）×10米/秒^2×（0.5秒）^2

= 52.5米

小球B受到弹簧弹力、加速度产生的位移为：

S2'= v0't +（1/2）a2't^2

 =100米/秒×0.5秒 +（ 1/2）×（-10米/秒^2）×（0.5秒）^2

= 47.5米

根据力学相对性原理，火车惯性系S'中，认为小球A受到弹簧弹力产生的位移、弹簧弹力推动小球A产生位移为s1'=52.5米，符合S'中的弹簧弹力做功、符合S'中的动能定理、符合S'中的机械能守恒定律。

在运动火车惯性系S'中，观测到，经过时间t=0.5秒，弹簧弹力使小球A产生位移为s1'= 52.5米，但是这样，等于把小球相对于S'系的位移，作为小球受到弹簧弹力产生的位移，使火车惯性系S'代替弹簧产生弹簧弹力，显然违反事实。

在运动火车惯性系S'中，s1'= 52.5米，虽然可以符合机械功公式、符合动能定理、符合机械能守恒定律，但是，这样却使运动火车惯性系S'对于小球产生弹力、使运动火车惯性系S'等价于真实的弹簧，显然违反事实。

所以，只能认为，运动火车惯性系S'对于小球产生虚拟弹力、虚拟加速度，才能使s1'= 52.5米符合机械功公式，才能使S'中形式上符合动能定理、符合机械能守恒定律。

所以，在动系S'中观测到的弹力是虚拟的弹力、位移是虚拟位移、力学规律（动能定理、机械功）是虚拟规律，惯性系不等价。

所以，弹力在不同惯性系中不等价，使力在在不同惯性系中不等价、（力产生的）加速度在不同惯性系中不等价、惯性系不等价，使牛顿第二定律在不同惯性系中不等价，使力学相对性原理不成立。

力学相对性原理不成立，就使狭义相对性原理不成立，使相对性原理不成立，使狭义相对论不成立。

结论：

弹簧弹力在不同惯性系中不等价、加速度在不同惯性系中不等价、力在在不同惯性系中不等价、伽利略加速度变换式没有物理意义、惯性系不等价、力学相对性原理不成立、狭义相对性原理不成立、相对性原理不成立、狭义相对论不成立、广义相对性原理不成立、广义相对论不成立。