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重力场是有心力场,在任何不同的半径下重力势都不一样。任何有形的物体在重力场中自由下落过程中,位于下方的部位受力总大于位于上方部位的受力,造成物体的拉伸,沿重力方向都会变长。对于弹簧系统,这个伸长明显一些,对于普通物体,虽然变长是微小的,但这个效应是不能忽略的。
这个ΔL的存在,造成了dΔL/dt=0。因此等效原理在自由落体的任意时刻也不成立。 |
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重力和惯性力的区别:
重力是一种主动力。在重力场中的物体,不管是在静止、运动还是在失重情况下,重力都一直作用在物体上。惯性力是物体改变运动状态时,吸收或释放给施力者能量的一种反映,在大小上等于所施的力。惯性力本质上不应叫做力,它只是惯性的体现。 什么叫失重?很多人恐怕并不能道出它的实质。 失重是一种感觉。对于人来说,失重的本质是失支持。人在地面上或平稳飞行的飞机上感觉到有重力,是因为地面或地板给人一个向上的支持力。把一个站立的人从头到脚分割成很多薄片,每个薄片界面之间的力是不同的。脚和地板之间的力最大,它是所有薄片重量的总和。越往上,界面之间所承受的力越小。到达头皮时,已经不再有更上面的压力了。因此人们站立觉得脚累,从来没有头皮累了的说法。人们躺在床上,就轻松很多,感觉释放了压力,也是因为减少了薄片的数量的结果。当人们处于自由落体状态,这些薄片受到的力几乎一样,互相之间的压力一下子消失了,于是就出现了失重的感觉。 那么对于加速时产生的超重感觉也是这个道理。在加速上升的电梯里,加速力是由地板首先施加到脚底的,脚底要承受加速整个身体的力。越往上的薄片所承担加速的力越小,直到头皮达到最小。因此最上面的头皮是感觉不到什么超重的。 对于人在汽车、飞机上的加速感觉也都是如此,作用在身体上的力是由座椅靠背提供给身体的。但是如果把人做成一个全身各个细胞都带电的均匀带电体,把人放在均匀电场中加速。即使加速度十分大,但因为各细胞具有相同加速度,各薄片间没有额外的力,因此人也不会感觉到超重。 |
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主楼中:
“弹簧伸长量 ΔL=s1-s2 =a1tt/2-a2tt/2 =(a1-a2)tt/2 r=r0-a1tt/2,r0为初始下落时m1所在半径。 a1=GM/(r0-a1tt/2)^2 -kΔL/m a2=GM/(r0-a1tt/2+L0+ΔL)^2+kΔL/m ΔL=(a1-a2)tt/2 =(GM/(r0-a1tt/2)^2 -kΔL/m-GM/(r0-a1tt/2+L0+ΔL)^2-kΔL/m)tt/2 ΔL=(GM/(r0-a1tt/2)^2 -2kΔL/m-GM/(r0-a1tt/2+L0+ΔL)^2)tt/2 ” 的s1-s2 =a1tt/2-a2tt/2 =(a1-a2)tt/2 并不准确,因为这里的力是变力,原则上应该使用积分来求出各自的下降高度。使用“s1-s2 =a1tt/2-a2tt/2 =(a1-a2)tt/2” 只能是近似,也可能相去甚远。这个方案应该有好的解法,比如计算解微分方程组 dds1/ddt=GM/r^2 -kΔL/m dds2/dt=GM/(r+L0+ΔL)^2 +kΔL/m 但是推导可能非常费劲,留给有兴趣的人做吧。 |
| 还有一个r=r0-s1,r0是开始下落时m1所处半径位置。 |
| 因为座舱也在和球们一起下落,因此观察能够做到很细微、很从容不迫。能够精确计量到两球距离逐渐加大的距离和时间的关系。这样我干脆舍去了弹簧,直接观察同时下落的、初始高度不同的两个球就可以了,还免去了复杂的计算。 |
| 两球距离会加大这种情况会发生在自由落体的座舱中,而在理想无重力太空中是不会发生的。这种距离增大是在任意瞬间都在进行着的,也就是取它们距离的微商dΔs/dt=d(s1-s2)/dt≠0。 |
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由此我得出一个结论: 在重力场中做自由落体运动的物体,沿重力方向尺寸会变长,并且是非均匀变长。靠近引力中心部分的变长程度大于远离引力中心部分的变长程度。变长程度随加速度增大而增大。 |
| 同样的道理,不仅仅是生物(人和其他动物)有受重、失重的感觉,对于没有灵魂的物体,这种感觉依旧存在。它们不会说出重的感觉,但却能表现出来。比如盖的楼房,盖得越高,下面承重越大、在不浸润的平面上的水珠儿,是个扁椭球,在失重时会变得圆了起来。 |
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为什么说“爱因斯坦对失重没有理解深刻,才把两种完全不同状态的失重混为一谈。”呢?
太空中静止的物体是物体上各个分子、原子受合外力为零,各分子、原子之间的作用力也为零,处于兰纳德-琼斯势能曲线的零势能点。因此失重是无合外力作用在物体上。 自由落体失重是因为重力同时作用在每个分子、原子上,物体失支持,物体没有了局部受力引起的“失重”,这不是真正的失重,因为不为零的重力始终还是作用在物体每个单元上的,物体所受合力是不为零的。惯性力和重力是不能相互抵消的,它们不是作用在物体上的力,它们不是造成合外力为零的组成力偶(一对相反的力)。 两种情形受力不同,爱因斯坦把它们等效,其实就是完全错误的,因此等效原理经不起推敲。 |
| [20楼]倒数第二行“它们不是作用在物体上的力”应为“它们不都是作用在物体上的力”。 |
对【26楼】说:
※※※※※※ [silin007]是在思想丛林中维护正义(真理)打击邪恶(谬误)之最基本的观念方法理论等的终极总结者[思林终结者] |