30楼中的【曲线运动起始处初始速度为0,曲率半径是不存在的,你不能用a=v2/r推出该处法向加速度为零。】
====初始速度为0,仅仅是即时速度为0。 在t0=0以前,已经在曲线运动、或者圆周运动了。因此批评不成立。 曲率半径的定义中,没有排除即时速度为0。 |
30楼中的【曲线运动起始处初始速度为0,曲率半径是不存在的,你不能用a=v2/r推出该处法向加速度为零。】
====初始速度为0,仅仅是即时速度为0。 在t0=0以前,已经在曲线运动、或者圆周运动了。因此批评不成立。 曲率半径的定义中,没有排除即时速度为0。 |
我正想改初始速度0为v0,你不能用公式a=v02/r,与初始值无关,与位置有关,位置处一定要曲率半径存在!曲率半径的定义中,没有排除即时速度为0,没错,但是前提要曲率半径存在。总之你要画出运动曲线才能分析。曲率半径存在的意思是速度可以求导,左右导数存在并相等才能求导数,这个曲率半径所在圆也不一定是你题中的那个圆周运动的圆了。 |
其实问题很简单了。既然运动曲线方向改变了,法向加速度一定不为0.此处你用法向加速度公式a=v2/r=0是绝对错误的,因为忽视了该公式的使用条件。 |
对【24楼】说: 我的惯性系是与第一个小球的初速度保持相对静止的惯性系。相撞以后,惯性系就与第二个小球相对静止。惯性系本身没有撞。 |
在 xhj2013 的怀疑和提醒下,昨天我终于学习了几何画板,得到曲线轨迹图,因此作出曲线切向力示意图,发现动系中仅仅存在方向水平的切向力(位于波峰的切向力)。使牛顿第一、二运动定律的例外得到证明,相对论力学变换也不能幸免。
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既然线速度大小在变化,切向加速度一定存在;线速度方向在变化,法向加速度一定也存在。这两个加速度方向合成,一定就是你要找的力的方向。速度为零处,你用法向加速度公式a=v2/r很容易出问题,你的曲线画的一定有问题,我估计速度为零附近曲线为尖头现状,此处曲线切向和法向作不出。所以不能机械的套用公式,运动力学要运动和受力结合分析,尤其是特殊位置点。你再想想这位置的曲线到底如何? |
不要轻易怀疑牛顿力学,现实告诉我们,起码我们身边一切现象,牛顿定律解释的很简单、很成功。某些领域牛顿定律解释不了,相对论也没很好解释,争论不休,而且还让多少人思维混乱,你说该相信哪个?牛顿定律解释不了,我更愿相信我们对物质的一些性质研究不够或者还没发现,而不是我们思维出了问题,要靠相对论扭转思维,还远不到时候。 |
思维出问题一定就要错乱,相对论使人错乱,相对论一定有问题。 |
相对论很别扭,相对论是在哈哈镜中看世界,研究相对论不会让人有畅快淋漓、忽然开朗的感觉,会活活让人给憋死的!不要找死了,你不作死不会死! |
图片、新文章已经被小精灵审核中。
图片可以查看我的论坛相册,角动量-图1、角动量-图2、角动量-图3. ---暂时这样了。 |
牛顿第二运动定律的例外(五) 原创作者 马天平(地址 新郑市)(2014-01-29) 摘要:考虑到速度与参照系有关,会影响线速度的大小,进而影响向心力和向心加速度,使向心力没有相对性、使切向力违反惯性定律,使(符合伽利略变换的)力学相对性原理不成立、伽利略加速度变换不成立、牛顿第一、二运动定律在非优越惯性系中不成立、使狭义相对性原理不成立、狭义相对论不成立。 (本文是根据笔者2014-01-18的文章"向心力不遵守力学相对性原理的证明"改编、根据笔者2014-01-18的文章"向心力违反洛伦兹变换,否定狭义相对性原理、否定狭义相对论。"改编、根据2014-01-20的文章"牛顿第二运动定律的例外" 改编、根据2014-01-25的文章"牛顿第一、二运动定律的例外(二)"改编、根据2014-01-28的文章"牛顿第二运动定律的例外(四)"改编) 关键词:向心力、力学相对性原理、狭义相对性原理、狭义相对论、惯性定律、 牛顿第二运动定律
对于简单的力学现象,比如匀速圆周运动的向心力,牛顿第一、二运动定律、力学相对性原理、狭义相对性原理,能够成立吗?
假设静止惯性系K中的x、y轴平面内,质量为m的物体在匀速圆周运动,半径为r=2.01米,当时刻t0=0的时候,物体处于匀速圆周运动的顶点,以线速度v=1米/秒位于K系的原点、线速度v与x轴平行、圆周运动半径位于y轴上,以速度v运动的惯性系K'与K系重合。 其中 K'与K系的x轴始终重合。
(静止惯性系K中,可以有另一个物体在反向匀速圆周运动,这样使惯性系K处于合力为零的静止状态)。
分析: (1)、 在惯性系K中,时刻t0=0,在K系的y轴,匀速圆周运动的物体受到向心力F为 F=mv²/r 方向向下(方向在y轴)
(2)、 为了得到物体在K'中的运动轨迹,将半径为r=2.01米的园分为A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U、V、W、X共24等分,作为在惯性系K中物体依次经过的位置。后面补充了Y、Z点使轨迹更加完整明显。
(虽然半径为r=2.01米、线速度v=1米/秒的实际周期不是24秒,但是笔者为了简化计算,假设匀速圆周运动的一个周期为24秒,这样得到的图1仍然是匀速圆周运动轨迹、这样得到的图2图3仍然能够作为轨迹的示意图。 如果使用正确的周期得到运动系K'中的运动轨迹,结果轨迹点将会相对于x'轴上紧密一些,但是,时刻t0=0的时候物体仍然在运动系K'中处于曲线的波峰。因此不会影响K'中切向力和向心力的粗略判断。)
根据伽利略坐标变换x'=x-vt,根据运动惯性系K'的速度v=1米/秒,假设匀速圆周运动的一个周期为24秒。 惯性系K中,匀速圆周运动半径为r=2.01米的物体的坐标、和对应K'中的坐标分别为:
t0=0秒,物体在K中的坐标为A(0,0); 对应K'中的坐标为 ( 0,0); t1=1秒, B(0.52, -0.07); 对应K'中的坐标为( -0.48,-0.07); t2=2秒, C(1.01, -0.27); 对应K'中的坐标为( -0.99,-0.27); t3=3秒, D(1.42, -0.59); 对应K'中的坐标为(-1.58,-0.59) t4=4秒,E(1.74, -1.01); 对应K'中的坐标为( -2.26,-1.01) t5=5秒,F(1.94, -1.49); 对应K'中的坐标为( -3.06,-1.49) t6=6秒,G(2.01,-2.01); 对应K'中的坐标为(-3.99,-2.01) t7=7秒,H(1.94, -2.53); 对应K'中的坐标为( -5.06,-2.53) t8=8秒,I(1.74,-3.02); 对应K'中的坐标为(-6.26,-3.02) t9=9秒,J(1.42, -3.43); 对应K'中的坐标为(-7.58,-3.43) t10=10秒,K(1.01, -3.75); 对应K'中的坐标为(-8.99,-3.75) t11=11秒,L(0.52, -3.95); 对应K'中的坐标为(-10.48,-3.95) t12=12秒,M(0.0, -4.02); 对应K'中的坐标为( -12,-4.02) t13=13秒,N(-0.52, -3.95); 对应K'中的坐标为( -13.52,-3.95) t14=14秒,O(-1.01, -3.75); 对应K'中的坐标为( -15.01,-3.75) t15=15秒,P(-1.42,-3.43); 对应K'中的坐标为(-16.42,-3.43) t16=16秒,Q(-1.74,-3.02); 对应K'中的坐标为(-17.74,-3.02) t17=17秒,R(-1.94,-2.53); 对应K'中的坐标为(-18.94,-2.53) t18=18秒,S(-2.01,-2.01); 对应K'中的坐标为( -20.01,-2.01) t19=19秒,T(-1.94,-1.49); 对应K'中的坐标为( -20.94,-1.49) t20=20秒,U(-1.74,-1.01); 对应K'中的坐标为( -21.74,-1.01) t21=21秒,V(-1.42,-0.59); 对应K'中的坐标为(-22.42,-0.59) t22=22秒,W(-1.01,-0.27); 对应K'中的坐标为(-23.01,-0.27) t23=23秒,X(-0.52, -0.07); 对应K'中的坐标为(-23.52,-0.07)
t24=24秒,Y(0,0); 对应K'中的坐标为( -24,0) t25=25秒,Z(0.52, -0.07); 对应K'中的坐标为( -24.48,-0.07) 如图1所示,在K系中物体是匀速圆周运动,因此物体受到大小不变的向心力。
如图2所示,根据伽利略坐标变换x'=x-vt,在K'中的坐标轨迹是曲线,波谷比较宽、波峰比较窄,说明物体速度的大小在变化。因此物体受到向心力和切向力,合力的大小在变化。
(3)、 如图3所示,在K'中的坐标轨迹是曲线,当t0=0秒,物体位于最高点,具有曲率半径(ρ),具有切向加速度a',因此受到切向力(F' 切) F' 切= m a', 切向力的方向为- v方向、切向力的方向明显与K系中物体受到向心力的方向不同。 (由于当t0=0秒,物体位于波峰(曲线)的最高点,说明切向加速度a'为- v方向、说明切向力的方向明显与K系中物体受到向心力的方向不同)。
当时刻t0=0的时候,K'系中物体的运动速度为v'= v - v=0,就使物体受到向心力(F'向)为零。 F' 向= m×0 ²/ρ =0
因此,当时刻t0=0的时候,K'系中物体受到的力合计为F' F'= F' 切+ F'向 = m a'
由于合力F'的方向是切向力的方向,是- v方向、并且切向力的方向明显与K系中物体受到向心力的方向不同,说明物体在K'系受到的力违反事实、说明力在不同惯性系中不同、说明牛顿第二运动定律在K'系不成立。 所以,力在不同惯性系中不同、加速度在不同惯性系中不同、向心力没有相对性、(向心)加速度没有相对性、牛顿第二运动定律在非优越惯性系中不成立、遵守伽利略变换的力学相对性原理不成立。
并且,当时刻t0=0的时候,惯性系K中物体受到的是匀速圆周运动的向心力F=mv²/r ,但是在运动惯性系K'系中物体受到的是切向力,说明不同惯性系的力学规律不同、具有优越惯性系。
(4)、 时刻t0=0的时候,K'系中物体的运动速度为v'= v - v=0,处于静止,但是却受到切向力,切向力使物体在K'系受到的合力不为零,因此违反惯性定律,使牛顿第一运动定律在K'系不成立。
时刻t0=0的时候,K'系中物体的运动速度为v'= v - v=0,处于静止,但是K系中认为物体时刻受到真实的向心力,因此K系有理由认为牛顿第一运动定律在K'系不成立。
(5) 假设上述的静止惯性系K中物体的静止质量为m0,分析: (5-Ⅰ)、
静止惯性系K中,根据相对论的质速关系,物体的运动质量M为 M=m0γ ..........(1) (其中γ为相对论因子) 时刻t0=0,在K系中的y轴,物体受到匀速圆周运动的向心力F为 F=Mv²/r= m0γv²/r .....(2) 方向向下(方向在y轴)
或者,假设物体匀速圆周运动的角速度为ω,那么,时刻t0=0,在K系中的y轴,物体受到向心力F为 F=Mω²r= m0γω²r .....(3)
(5-Ⅱ)、 在K'系中,(参考图3)当时刻t0=0的时候,物体的运动速度为零,物体曲线运动的曲率半径为ρ,具有静止质量m0,在y'轴上根据相对论力的变换F'=γF,根据(2)(3)式,在y'轴上物体受到力F'为 F'=γF = m0γ² v²/r ....(4) 或者为 F'=γF = m0γ²ω²r .....(5)
显然, (4)式与(2)式形式不同,(5)式与(3)式形式不同。 因此,F与F'形式不同,使向心力不满足相对论力的洛伦兹变换、使力学规律不满足相对论力的洛伦兹变换,就否定相对论的洛伦兹变换、否定狭义相对性原理,使相对论的洛伦兹变换不成立、使狭义相对性原理不成立、使狭义相对论不成立。
(5-Ⅲ)、 在K'系,当时刻t0=0的时候,物体曲线运动的曲率半径为ρ,物体的运动速度为零,具有静止质量m0,根据向心力公式,在y'轴上,物体受到向心力F'为 F'= m0ω'² ρ .....(6) 其中ω'为物体在K'系曲线运动的角速度。
显然, (6)式与(3)式形式不同。 因此,F与F'形式不同就否定相对论的洛伦兹变换、否定狭义相对性原理,使相对论的洛伦兹变换不成立、使狭义相对性原理不成立、使狭义相对论不成立。
(5-Ⅳ)、 在K'系,当时刻t0=0的时候,在x'轴方向物体受到切向力, F' 切= m a' 当时刻t0=0的时候,由于物体速度在K'中为零,根据相对论力的变换,在x轴力遵守F=F',因此,K'系认为,物体在x轴上的力F=F'= F' 切= m a'
但是,在惯性系K中,时刻t0=0,物体在x轴方向没有受到向心力,物体在x轴方向受到的力为零。 因此,物体在x轴和x'轴上的力违反相对论力的变换。 所以,力学规律不满足相对论力的洛伦兹变换,就否定相对论的洛伦兹变换、否定狭义相对性原理,使相对论的洛伦兹变换不成立、使狭义相对性原理不成立、使狭义相对论不成立。
综上所述: 力在不同惯性系中不同、加速度在不同惯性系中不同、向心力没有相对性、(向心)加速度没有相对性、牛顿第一、二运动定律在非优越惯性系中不成立、遵守伽利略变换的力学相对性原理不成立、伽利略加速度变换不成立。 力学规律不满足相对论力的洛伦兹变换、相对论的洛伦兹变换不成立、狭义相对性原理不成立、狭义相对论不成立。 |
相对论就是哈哈镜,你能否定哈哈镜中看到的不是这个世界吗?所以不要企图去否定它,它看到的是扭曲的世界,但也是世界,只是不符合人类的直观认知和思维。 |
你很用功,但是你这样做图是看不出的,你看不出速度为零处的曲线的细微变化,一个凸的平滑曲线和一个尖的曲线! |
不过没关系,对应的应该是az附近,你那里画准确最要紧,我判断是尖的。总而言之,此处你画不出法线和曲率半径圆。你不要浪费时间了,没意义的,大致理解一下就行了,你完全可以在动系中将运动分解后简化处理,合成后处理是找死的。 |
画法就是错误的----请具体批评。
【一个尖的曲线】-------图2中的轨迹,说明K’速度在1米/秒就已经观察到波浪状态的曲线了,而且,随着K’速度的提高,曲线将更加平滑。 az附近-------运动平面在xy平面。az=0 。 |
丁明良,大家新年好!
xhj2013 难道是曹中寅?因为以前好像看到这个名字(好像和541218 讨论过数学题)。 今天整理视频,今天完成文章。预印本好像放假了。 让541218 吃惊的视频,或许等待新年完全过去。 |
刚才发现,我在48楼中的“而且,随着K’速度的提高,曲线将更加平滑。 ”不正确,应该删除。
因为K’速度大小,是与物体的线速度大小相同的。 |
你们认错人了,我不是。图我没细看,画法可能没问题,但关键点细微变化你看不出。比如:静系中上斜抛曲线,习速动系中看可能竖直上抛,最高点处静系中可以作曲率半经圆,但匀速动系速度逼近静系上斜抛水平分速度,匀速运动糸物体运动曲线如何逐渐逼近竖直上抛,曲线上法线和曲率半径又是如何演变,你就清楚了。 |
53楼中,你的匀速运动糸,物体运动没有曲线。
除非水平速度不相同。 |
我昨天发49楼的时候,在线名单有马天平和曹中寅。不知道xhj2013是谁,这位朋友,新年好! |
我不知如何介绍我自己,主要原因是不值得介绍,我对物理有天生的兴趣,也喜欢讨论,思维还算严谨、不错乱,我觉得这就够了。
大家新年好! |
回复 楼主
不是牛顿力学有问题,而是楼主错误套用公式,把题做错了。不能因为做错了题,就扬言题错了,更与牛顿力学的对错无关。首先你必须保证真懂牛顿力学,并正确的使用了公式。 问题1,速度等于0,不等于加速度等于0.如果一个质点的速度与加速度都等于0,则该点就是静止的。问题1与一个实例相符,就是飞驰的列车之车轮,与铁轨接触的那一点,假设无滑道,则车轮与铁轨的接触的速度为0,但加速度肯定不等于0,而力与加速度成正比。由此可知,你做错了题。 问题2,在同一平面内,圆周运动与直线运动的组合形成的不是 椭圆,而是 摆线。摆线不同点的曲率是不同,但速度也不同。如果得出加速度不同的结论,只能是你做错题了,不会有其他原因。 |
对【59楼】说:
1、43楼的新文章,没有认为(合)加速度为零。因此你批评的是1楼(旧版本)。 2、关于椭圆,你批评的是1楼(旧版本)。请看43楼。 3、根据43楼,所以,在K’中,t0=0,物体速度为零。以后经过每一个轨道周期,物体速度为零。但是,物体速度的合加速度不为零(比如受到切向力),使惯性定律出现例外. 是否可以得到jiuguang的认可和鼓励呢? |