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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。 |
| 更正:“造成了dΔL/dt=0。”为“造成了dΔL/dt≠0。” |
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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。 |
| 爱因斯坦一贯以人的感觉说事,并没有从物理实质上挖掘,因此他的道理往往经不住推敲。正是因为他凭感觉说话,他才把地面静止等效成太空加速,而把太空静止等效成自由落体加速。 |
| 同样在地面上也能创造失重,比如一个均匀带电的人,在一个平行于引力场的电场中静止漂浮,对人来说的感觉也是失重。其实他并没有失去重力,而是各薄片之间受力为零。 |
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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。 |
| 楼上倒数第二行少写了一个t,应为dds2/ddt=GM/(r+L0+ΔL)^2 +kΔL/m |
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dds1/ddt=GM/r^2 -kΔL/m
dds2/ddt=GM/(r+L0+ΔL)^2 +kΔL/m ΔL=s1-s2 好像没有别的更多条件了。 |
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m1和m2一前一后,一低一高,初始距离为L0,假定中间并无弹簧连接,它们同时开始自由下降。s1、s2是相同时间内的已行距。我分别分析它们的下降加速度、速度和走过的路程:
F1=GMm/(r0-s1)^2 F2=GMm/(r0-s2+L0)^2 a1=GM/(r0-s1)^2…………(1) a2=GM/(r0-s2+L0)^2…………(2) 从(1)、(2)已能看出,t=0时s1=s2=0,初始加速度就有a1>a2,所以经过时间t1后有s1>s2,这个结果反映到(1)、(2)上,更进一步加大了两个加速度的差异,使得s1>s2差异更大。这就象正反馈一样,差距会越来越大。 仅凭这个距离差Δs=s1-s2的变化也能区分出是否是自由落体。 |
| 这时对于两球的初始距离的要求也变的宽松多了,只要初始距离L0≠0,则结论dΔs/dt=d(s1-s2)/dt≠0一定成立。不局限于任何局部空间,在每一点都成立。 |
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接[6楼]:
从我的分析可以看出,当作用力均匀作用在身体上,不管是在加速中还是在静止中,人都会产生失重的感觉:重力场中的自由落体的人、太空中静止的人、在电场中静止漂浮的人、均匀带电在电场加速的人都是感觉失重的。当有作用力作用在身体局部时,也不管是在加速中还是在静止中,人都会感觉受到重力:座舱中加速的人、地面站立的人都是感觉有重力,这是因为局部受力使身体各部位产生压力梯度造成的。 爱因斯坦的等效原理出于不科学的感觉,因而是错误的。我经过细致的分析阐明了有重感觉、失重感觉的本质原因,打开了通往真理的一道门。 |
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兰纳德-琼斯曲线告知我们,物体中的各个分子、原子在太空不受力或说所受合力为零时,分子、原子的距离保持在零势能的位置,既斥力和引力互相平衡的点上。
当有一个外力推或拉这个物体,作用力在局部,就会在这个物体上产生一个力的梯度。力的梯度是在力的作用期间内持续存在的。拉一个物体会使物体变长,推一个物体会使物体变短。变化程度最大处总是接近施力部位。只要力持续存在,这个梯度就持续存在。远离受力部位的位置的物质,它们的速度变化总小于接近受力部位的速度变化。在力的持续期间,这种分子、原子间距离的拉伸或压缩,就造成了储能能。分子、原子总反抗这种拉伸或压缩,这就反映到施力者身上,造成惯性力。当作用力消失后,物体上各个部位的分子、原子恢复到无受力状态,释放出储能,使尚未达到既定速度的部分得到能量,最终达到总体速度一致。分子、原子间的储能全部转化成动能。 惯性力表现在外力对物体加速的过程中,是物体内部分子、原子间势能升高的体现。 |
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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”。 |
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[楼主] [160楼] 作者:王普霖 发表时间: 2014/04/27 07:18
我在太空以9.8米/秒秒的恒加速是火箭提供动力的,不是靠重力提供的,要看懂题意。任何歪曲题意的企图都是徒劳的。 [楼主] [161楼] 作者:王普霖 发表时间: 2014/04/27 07:22 我取9.8米/秒秒的恒加速就是为了和地面的弹簧做对比的。这就是我取加速度等于9.8米/秒秒的原因。 [楼主] [162楼] 作者:王普霖 发表时间: 2014/04/27 07:36 因为借用的是爱因斯坦电梯实验方法,电梯在无引力场以地面的重力加速度加速,和地面静止的电梯做比较,就一定要选择和地面的重力加速度相等的加速度。这是读过等效原理的人都懂的。 [楼主] [163楼] 作者:王普霖 发表时间: 2014/04/27 07:40 所以你说在太空F=ma=mg=0不合题意,我这里的加速度=9.8米/秒秒不取决太空。 |
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