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| 王老师说的有道理。火车从北京开到南京,行程是1000000米,同时服务员推餐车从车尾到了车头,距离是100米,用力10牛顿,问她做功到底多少?是10牛顿乘100米啊还是乘100万米!还有能量又发生了怎样的变化? |
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视在功率中包含了无功功率和有功功率,就如同相对速度中包含了测量者自己的速度一样:v±v1、v±v2、v±v3。计算能量时必须把这部分剔除出去。所以每家每户的电度表都叫有功电度表。
而在速度计算时,把无效速度剔除出去的过程,就是我说的把在运动坐标系中发生的物体运动归结到物理参考系中去的过程。 我所做的事情和爱因斯坦所做的事情正好相反。他要把在物理参考系发生的事情转移到运动坐标系,把运动坐标系当作真实物理参考系。 |
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一枪从一面对厚木板射击,子弹m相对地面和木板速度绝对值是v,射入木板后,其动能完全转化成热能。放出的热能等于动能。E1=(1/2)mvv。
另一枪从另一面对厚木板射击,子弹m相对地面和木板速度绝对值也是v,射入木板后,其动能完全转化成热能。放出的热能等于动能。E2=(1/2)mvv。 可见两子弹带有的动能完全转化成热量后最多放出热量mvv。 现在除去厚木板,只剩下两子弹对射。子弹在各自枪膛里开始加速,就看到自己的和对方的加速度是2倍的子弹加速度。子弹出膛后,匀速运动,各以自己为参考系看对方的速度都是2v。这就是[31楼]马国梁先生说的相向运动情况。这时相对速度是2v,每个子弹上的人都认为对方有(1/2)m(2v)^2=2mv的能量,这比实际上两子弹能量之和整多出了一倍。如若两子弹相撞,马先生不能得到那多出来的1倍虚假动能的。这就是相对速度动能的虚假性。 |
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对[35楼]马老师说:
在地面上看,服务员用10牛顿的力推小车,她的做功按100万米计算是对的。力从北京持续到了南京,经过的距离是100万米。但是列车上的服务员感觉不到,她感觉到的是100米距离。服务员的做功是1千万焦耳,但同时小车的摩擦力也做负功1千万焦耳。摩擦力也经过了1百万米的距离。 在列车上看,服务员走了100米,摩擦力也走了100米。列车上计算,服务员做功1000焦耳。摩擦力做功1000焦耳。 两种情况,都是正功、负功作用在小推车上,小推车的能量没有变化。列车能量也没有发生变化(这里自势至终不考虑列车起动和停止时的加、减速过程)。 列车能量没有变化是因为手推车和地板的摩擦力与服务员脚底对地板的摩擦力大小相同,方向相反。在列车地板上就互相抵消了。 但是如果没有地板对手推车的摩擦力,这10牛顿力会作用在列车上。假定手推车质量是20千克,服务员给手推车加速a=F/m=0.5ms-2。到达南京时,手推车能量E已达1千万焦耳,速度已达v=√(2E/m)=1000ms-1。总用时t=v/a=mv/F=2000秒,而在2000秒时间内,手推车走完S'=100米列车长度,列车必须是以a'加速的。a'=2S/tt-a=0.49995ms-2,这样列车就成了非惯性系。在这个非惯性系列车内,有相对列车Δa=a-a'=0.00005ms-2加速的手推车(手推车相对地面加速度a=0.5ms-2)。这样,手推车在加速的列车中加速, 在2000秒内走完列车全长=0.5Δatt=0.5*0.00005*2000*2000=100m,列车头部到达南京时,走过的路程是S'=0.5a'tt=0.5*0.49995*2000*2000=999900m的距离。这是因为列车头部在北京发车前的位置比车尾距离南京近了100米。 小车和列车分别以0.5ms-和0.49995ms-2的加速度行驶2000秒时,手推车和列车车头同时到达南京。 以上这些都是在地面参考系中算的,在地面上,列车中的服务员的做功是1000万焦耳。在列车内计算,她付出的劳动是1000焦耳,因为那里的位移只有100米。 这个1000焦耳是不较真能量,只适合在列车内看。1000万焦耳是较真能量,因为这时到达南京的速度已经达到了1000米/秒。 有人一定会问,服务员只付出了1000焦耳的劳动,那9999000的做功从哪里来?答案是列车。有人还会说,服务员的手臂并没有感觉到能量的传递,这是不懂物理的人的外行话。力通过手臂传递能量是不会增加任何感觉的,服务员只要使出10牛顿的力就足够了,她会将这个力通过脚底传给车头。车头必须给出这个力才行,因此多余的做功来自车头。 |
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物理过程不随观察者所在参考系改变而改变。地面上看子弹的射入前后两车也不存在哪个杀伤力大的问题。枪有原始初速度,子弹停留在两车中依然保留下了这个初速度。
两子弹都射向静止木板,最多放出热量mvv。两子弹对射,以任何一个子弹为参考系看,对方能量都是2mvv。但这就是假的,它们释放不出来2mvv,最多释放出mvv。 |
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接[42楼]
我前面没有注意到你在地面上把靶子改放在地面上了。现按在地面上回答你。地面上,两目标固定于地面。汽车向前射击的杀伤力大是无疑的。因为向前射击的子弹速度大。可你前后同不同的例子想说明什么问题呢?我实在看不出。 如果前面你在汽车坐标系上,也是向地面射击,那么地面的靶子在你坐标系中就是动的。杀伤力也是向前的大。 想比较在不同参考系看,就要使用同一种情况,比如都是向车上射击或都是向地面射击,你改变靶子的处所,分别用两个参考系。 不知道你想表达什么? |
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对[41楼]说:
老师就喜欢你这样的学生。这里的人都热爱你。 你这个例子恰恰说明了两子弹能量不一致,为什么地面上看向前的子弹能量大?这是因为枪身原来就有速度。你不信就把向前、向后的子弹分别射入地面静止的木板看看,哪个射入的深?如果前后两车在地面静止,你看看还一样不一样? 你在汽车参照系中,枪身对子弹贡献出的速度被同向的汽车速度抵消了,而你又是站在运动的汽车上,你当然看前面、后面的车和你距离不变了。比如把你当作子弹射出去,你看到自己的各个器官还在原地,你能证明你的能量没有增加吗?增加虽然增加了,但是你用你的手打自己一巴掌和你没有速度时打一巴掌效果是一样的。在自己的系里分析的宏观力学东西总是不错的。你这个例子就是一个说明,前面列车服务员和手推车的例子也一样,在自己的系内分析看不出丝毫错误。只有和其他系中的的做对比,才能比较出真假。你自己在自己的系中永远看不到真假。较真能量和不较真能量是比出来的。如果在地球上计算那个物体,不知道地球有30000米/秒的速度,你会认为40000焦耳能量永远是真实的。 |
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对[47楼]说: 马老师也认为两子弹互射E=mvv。 事实上马老师的相对动能公式就是两个物体相互碰撞后互相黏结在一起,损失的能量。这个损失的能量就是发热的能量,也是两物体的相对动能。 两物体m1、v1和m2、v2 相碰撞后黏结在一起,速度为V,是丧失相对动能后的剩余速度。碰撞后 m1v1+m2v2=(m1+m2)V V=(m1v1+m2v2)/(m1+m2)…………(1) 粘合在一起的剩余动能是 E2=(1/2)(m1+m2)[(m1v1+m2v2)/(m1+m2)]^2…………(2) 两物体原动能 E1=(1/2)m1v1^2+(1/2)m2v2^2…………(3) 动能损失(发热能量) ΔE=E1-E2=(3)-(2) =(1/2)m1m2(v1-v2)^2/(m1+m2)…………(4) 其中v1-v2就是相对速度。 |
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更正[50楼]笔误,重贴
对[47楼]说: 马老师也认为两子弹互射E=mvv。 事实上马老师的相对动能公式就是两个物体相互碰撞后互相黏结在一起,损失的能量。这个损失的能量就是发热的能量,也是两物体的相对动能。 两物体m1、v1和m2、v2 相碰撞后黏结在一起,速度为V,是丧失相对动能后的剩余速度。碰撞后 m1v1+m2v2=(m1+m2)V V=(m1v1+m2v2)/(m1+m2)…………(1) 粘合在一起的剩余动能是 E2=(1/2)(m1+m2)[(m1v1+m2v2)/(m1+m2)]^2…………(2) 两物体原动能 E1=(1/2)m1v1^2+(1/2)m2v2^2…………(3) 动能损失(发热能量) ΔE=E1-E2=(3)-(2) =(1/2)m1m2(v1-v2)^2/(m1+m2)…………(4) 其中v1-v2就是相对速度。 |
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46王普林,
你连我的41楼都看不懂呀!——我是在认真回答你的主楼,教育你这个物理盲——两个参考系看到的枪弹的速度都是真实的;它能够做的功也是真实的;它的能量来源也是真实的!——所以,就教导你不要在这个主题磨叽了。 |
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对[44楼]说;
嫌我“磨叽”你可以不来。 两个v=50米/秒、m=1000千克的汽车对撞,得到的热能最多就是2(1/2)mvv=mvv=2500000焦耳, 而不是(1/2)m(2v)^2=2mvv=5000000焦耳。 马老师提出的动能公式和我提出的动能公式是一个意思,都表明相对速度2v得到的热量并不是5000000焦耳。马老师的公式是对的。实际上,当两个物体的质量(m1=m,m2=M)相差极大时,两物体速度也相差极大时。这时质量大的物体m2就可看成静止,而相对速度v1-v2就可以看成绝对速度v 相对动能 E=(1/2)m1m2(v1-v2)^2/(m1+m2) =(1/2)mM(v1-v2)^2/(m+M) 因m2=M很大,v2很小趋于零 M/(M+m)=m2/(m1+m2)=1 v2=0 并且因速度之差其中的一个速度成为零 公式就演变成物体m的绝对动能公式了 E=(1/2)mv^2 对[45楼]说: 我写的东西就是基础的东西,我的目的是系统地写书。编写小学教材的人也得是教授级别的,这没有什么新鲜的。小儿科的医生也得是医大毕业。不把所有理论理顺,就不能写好书。我不会去研究什么变分法那么深的东西,我只搞最基础的研究——物理基本原理。 |