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普霖先生这个问题问得好。
如果是质点和刚体,现有理论无懈可击。 单纯考察质点m的变速及动能变量是不够的。别忘了力是成对出现的,如果说m的变速是由于F引起的,那么F'的效果就不能忽视:枪身的变速效果就至关重要了。 假如某两颗并行的卫星分别是两把手枪A、B(枪口的朝向一致:向前),其中的一把A(质量为M1)向前射出一颗子弹m1,在B看来,m1的速度从零增加为v1,动能增量为0--→m1v1v1/2, 假设v1=300米/秒 显然:m1的动能增量是ΔE1=m1v1v1/2-0 而地面上的观测者D却认为: 子弹m1的速度从V0增加为V0+v1 即:该子弹的动能增量应该是ΔE2=m1(v1+V0)(v1+V0)/2-m1v1v1/2 很显然:两者相差悬殊。 因为V0远大于v1; 注:V0为枪身绕地球旋转的线速度。假设卫星是同步卫星,则V0=3080米/秒, 为什么同一颗子弹的弹药做功,不同观测者眼里的效果却有天壤之别呢? 这个时候,就不得不分析射击后枪身(M1-m1)的速度变量了。 如果套用动量守恒定律,在B看来:m1v1=-(M1-m1)V1’ V1’为枪身后退的速度: V1'=-m1v1/(M1-m1) 而在地球观测者D看来:m1(V0+v1)=-(M1-m1)V1'’=-(M1-m1)(V0-V1’) V1'’=V0-V1’=-m1(V0+v1)/(M1-m1) 这也是沈建其先生一直坚持的观点。但他故意忽略了一个前提:只有当手枪M1也可以被视为质点时,沈先生的这个观点才是正确的。 这也是欺世盗名的经典理论的招牌观点! 在另一把手枪B的眼里,子弹弹药的化学能E0转换为三个部分: 1,子弹m1的动能ΔE1=m1v1v1/2; 2,枪身的后退动能ΔE2=(M1-m1)(M1-m1)/2; 3,尾气的内能(含动能)ΔE3; 而在地球观测者D的眼里,子弹的动能增量ΔE1居然小于弹药的总化学能E0!!!!!!!!!!!! 于是想当然的经典理论的拥趸们自以为是地“决定”: ΔE1可不仅仅是源于E0!————剩下的不足部分居然可以来源于ΔE2的减小!!!!!! 即:E0全部转换为ΔE1; 而ΔE1+ΔE3的不足部分由ΔE2补足!!!!——因为枪身的速度由3080变为3080-300=2780 枪身不仅不增速反而减速!!! ——那么:它的动能可是不增反减的哦!!!!!!! 遗憾的是:实际上,由于枪口的位置偏心,任意一把手枪都不能被视为质点!!!!!!!!——切记:这一点至关重要! 射击的后果永远是:子弹前行,而枪身旋转!——也许在旋转的同时还会附带有一个后退的运动速度v2。 但v2的大小取决于枪管的中心线与质心的垂直距离D。 D越大,则v2越小,ω越大。 ——不管是在B眼里还是在D 的眼里: ω的大小可都是唯一的哦!!! 当D足够大时,v2几乎可以忽略不计。这个时候,只需考察ω。 即:枪身从不转到旋转,其转动动能都只能增加,而不可能减小!!! 这样一来,沈建其之流可就傻了眼啦!!! 枪身只转不退,这m1 的动能增量的不足部分上哪儿去借呢? 如果沈建其不承认自己曾经的强词夺理,就应该勇敢地站出来: 既然子弹的动能增量ΔE1>弹药的化学能E0,而枪身的转动动能不仅不肯获利回吐,反而嗷嗷待哺———— 这这这、这、这、又该如何是好呢? |
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我这里就是想看看大家的认识,其实就是参考系的选取问题,答案的不一致也是参考系选取的问题。这两个计算结果都对,但是不能拿来对比。
本话题快结束了,我就是想说,很多问题一开始都是各种答案都有,看似矛盾的,其实并不矛盾。总有共通的地方,是有桥梁的。 还有一个较真的话题,等那边发出来后我再粘贴过来,作为结束语。 谢谢大家热烈参与! |
| 你们大家都是对的。在这里就存在一个能量较真问题。在太阳参考系中计算的能量就比在地球参考系计算的较真。但在所在参考系内,各自的计算都是正确的。 |
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较真的概念:
这里存在一个能量增量的真实性问题。我们先假定宇宙是大结构是静态的,小结构是动态的。因为宇宙无垠,因此并不考虑它转动。那么把宇宙中的总星系相对就是静止的,如同一块肉中的蛋白质分子,是一种结构上有序结合的。这块无限大块的肉并不转,转的是肉中的原子或电子,因此可把宇宙总体看成静态宇宙。相对静态宇宙,定会出现绝对静止,那就是所有天体的速度之平均。 在宇宙细微处,是动态的,由于引力场的关系,很多天体都有自己的局部静态。这种局部静态并不是大结构上的静态,而是相对大结构做振动、转动的。但是本征引力场的作用,使得局部并不能感受这种转动,因此在局部,转动是相对的。这就如同我们在地球上,日行八万里的线速度不能把我们甩出去一样,引力使我们紧紧贴附在地面。中子星转速极快,也不能把物质甩出去,就是引力把物质仅仅吸附住了。天体的引力,造就了自己的一个小天地,造就了一个它自己的“准静态”方位,这个准静态方位对于真正的宇宙来说并不是静态,比如旋转就是。地球绕太阳旋转,零角速度是太阳决定的,因此在这个准静态中,计算能量更较真。因此,前面的例子中,在太阳上计算的结果更趋于真实,我把A比B更真实叫做A较真、B不较真。这是真实程度的一种比较。这个例子在太阳上算较真,在地球上算不较真。虽然计算结果在地面上正确,但是火面、金面上又不同了。 在地面这个引力场中,如果不考虑太阳,一切相对地面的运动,按地面基准算,不能算错。因为我们生活中的运动都发生在地面这个环境下。但这种在地球的算法不能算真。牛顿定律在地球这个准静态参考系中适用。牛顿定律在太阳这个准静态参考系中也适用。地球这个系和太阳这个系之间存在运动。如果一件事情一会儿从这个参考系看,一会儿又从另一个参考系看,那肯定不正确。本例子就是分别交替使用了两个不同的参考系。从地球上计算,物体得到了40000焦耳的动能增量没有错,怎么算都符合牛顿定律。从太阳上计算,物体得到6040000焦耳的能量也没有错。这个物体在地球场中,同时也在太阳场中。单独对待这个物体,它就是小行星。在太阳上看比在地球上看更真。这里我引出一个真的比较概念,我称它为较真,是利用了一个现有词汇。是比较谁比谁更真的意思。 我们在地球上,看到太阳、月亮、天球都在围绕地球转。这种看出来的东西、或是从看产生出来的认识,其中就存在真假问题,其中月球绕地球运动较真,太阳绕地球运动不较真。但是这不是绝对的,如果只有地球、月亮和太阳,那么地、月这个系统和太阳也将是互绕的。如果一个人站在电子上看宇宙,他看到宇宙是一片宇宙云,和我们看电子一样,是电子云。我们看电子不能看到它的具体运动轨迹了,不光是太快,还有轨道运动的复杂性。我们看月球绕地球转,它的轨迹是圆,虽然在地球上正确,但这不较真。在太阳上看,月球轨迹是螺旋式的,这就比地球上看较真。从银河系看月球轨迹就更较真。 同样道理,该物体在地球上计算正确,但不较真。在太阳上计算该物体比地球上较真,但是还有比太阳更高的银河系,在那里计算物体更较真。 |
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更正:
而地面上的观测者D却认为: 子弹m1的速度从V0增加为V0+v1 即:该子弹的动能增量应该是ΔE2=m1(v1+V0)(v1+V0)/2-m1V0V0/2 很显然:两者相差悬殊。 因为V0远大于v1; |
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同样,在地面准静止参照系中,一个匀速v行驶的A车,它对地面具有较真能量E=(1/2)mv^2。在与这个车平行行驶的、速度大小各不相同的匀速车1、2、3上,各自以自己的车为参照系看A车,计算出来的能量是不较真能量,不较真能量是不真实的能量。不较真能量是相对准静止参考系运动的观察者看出来的。因为观察者速度各不相同,所以这些不较真能量虽然在计算上符合牛顿定律,但不具有真实性。
它们各自对A车能量的计算是E1=(1/2)m(v±v1)^2、E2=(1/2)m(v±v2)^2、E3=(1/2)m(v±v3)^2,每个参考系对A车能量的计算都不等于E=(1/2)mv^2,因此它们计算出的都是不较真能量。 我前面的例子,6040000焦耳是较真能量,40000焦耳是不较真能量。 这也是我在其他帖子中多次说过的意思。只有用物体相对静止场的速度,计算出来的才真实可信。静止在这个场中的任何物体,都可以作为参照物,这样的参考系我称为物理参考系。 我例题中为什么要追究被加速物体从火箭得到的实际能量呢?我就是要的这个较真能量。而把物体加速到相对地面300米/秒,需要的40000焦耳能量,仅仅是地面看上去的能量增量,是不较真能量。 这个准静态参考系,我把它叫C系。光在其中各向同速,我也叫它物理参考系。 一切物理活动都是在物理参考系中进行的。运动参考系因不具有引力场,因而不是准静态参考系。比如匀速的列车、飞机都是运动坐标系,它里面的任何物理活动都可以看作在物理参考系中活动的。在其中发生的物理活动所遵循的物理规律,也都是物理参考系赋予它们的。运动参考系实际上就成为了一个运动的空架子。我把这样的参考系叫做运动坐标系。 我在前面找火箭推力时,实际上是把太阳作为物理参考系使用,而把地面仅当作运动坐标系看待了。因为在计算那个物体的能量时,我仅仅把地面当作了一个观测点。而对它是否自转、是否有引力都一概无视。 |