| 读帖时,帖子不存在 |
| 读帖时,帖子不存在 |
|
老王:
1、动能是个相对量; 2、既然是相对量,差值不恒定很正常; 3、从太阳系看汽油燃烧,别忘了汽油有质量,也有相应的动能; 4、一般来说,应选取燃烧物静止的参考系计算你说的这些问题。 |
| 还搞不清楚吗?地球那30千米/秒的速度是不需要汽车烧燃油的!要问就只要问地球的公转速度(还有自转速度)是怎么来的。 |
|
对[8楼]说:
我想,我有自己的认识:这是参考系互换带来的问题。无论是从地球上计算,还是从太阳上计算,都应该有一个自己的正确答案。但是一个正确答案只能在一个参考系中正确,不能同时在诸多参考系内正确。 因为很多物理量都是相对的,其中速度就是。而参考系之间还有速度关系。所以各自参考系内的计算都应属于正确,但不一定为真。 相对论之所以能把人思维搞乱,就是在来回互换参考系。一个约定在自己的约定范围内使用本来就是正确的,但是它不能来回变换,引进洛仑兹变换就是在两个参考系中变来变去,使得人们头脑混乱。就和上面的例子一样。在地球上,以地面参考系计算,40000焦耳的能量差是对的,在太阳上计算,能量增量6040000焦耳的增量也是对的。但是一会儿使用地球参考系,一会儿使用太阳参考系,必然引起混乱。 |
|
比如我们在地球上用10秒时间把这个1千克的物体从100米/秒的速度加速到300米/秒的速度,则加速力是20牛顿,加速度是20米/秒秒。这样在10秒时,速度v=v0+at=100+20*10=300米/秒,物体走过的路程是
S=v0t+(1/2)at^2=100*10+0.5*20*10*10=2000米。 做功=力乘距离,W=FS=20*2000=40000焦耳。 但在太阳上计算,这个20牛顿的力在10秒时间内,加速物体走过了 S'=v0't+0.5at^2=30100*10+0.5*20*10*10=302000米 做功=力乘距离,W=FS=20*302000=6040000焦耳。 可见,在地面上和太阳上的计算各自都正确。 那么这个物体究竟从火箭那里得到了多少能量呢?在太阳上计算就是604000焦耳,在地球上计算就是40000焦耳,丝毫不含糊的。都是正确结果。错误仅仅是不能互换参照系后对比数据。 |
|
能量的增量就是力的做功,而力的做功是力乘位移。在力的持续时间内,不管你在哪个参照系看,你看到的物体有多少位移,它就是得到了多少能量。
在20牛顿力的作用下, 在10秒加速时间内,在地面上看物体,它加速走了2000米,它得到的动能在地面看就是40000焦耳, 在10秒加速时间内,在太阳上看物体,它加速走了302000米,它得到的动能在太阳上看就是6040000焦耳。 |
|
对[14楼]说:
“地球那30千米/秒的速度是不需要汽车烧燃油的!”,不错!地球的速度不需要烧燃油,但是地球也不对这个物体施加推力,施加推力的是火箭。这里地球实际上是旁观者,在地球上计算出的40000焦耳是相对地球速度说的,计算是正确的,但不较真。 火箭实际对物体做功就是604000焦耳。要按照这个做功去设计火箭。这样,当我把地球从物体旁边拿掉,物体就是一个独立的小行星了,加速这个小行星由30100米/秒的速度到30300米/秒的速度,全靠火箭。 地球如果是20000米/秒的公转速度,作为旁观者,依然计算这个由30100米/秒加速到速度到30300米/秒的速度的物体,计算出的动能增量就不是40000焦耳了。可见地球上的计算只是摆设。 |
|
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; |
|
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。 |