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 [91楼]  作者:silin007  发表时间: 2015/07/20 21:29 

作者:silin007 发表时间: 2015/06/22 06:26
事实上,牛顿第一定律简单的说就是:
所有物体在没有变力的作用下,始终保持静止或匀速圆周运动状态!
注:因为在宇宙中根本就没有不受外力作用的物体,所以应该将外加力改为变力就更加合理了!

※※※※※※
即别轻信人说的,也别坚信己学的,更别迷信书写的;只信亲眼能见的,而且亲手能算的,关键亲身能验的;科学事实
[楼主]  [92楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2015/07/20 21:40 

78楼】王先生:

您说:“我的参考物不仅可以是有形的物体,还可以是广义的物质。……这些物质是场物质。”这句话我是同意的,但我不知道您的场物质具体是指哪一种场?场源在哪里?

如果不能给出具体参照物是什么,那么,您的这个惯性系很难让人信服。

 

81楼】宋先生:

首先谢谢您劝我“无需向后纠结”,但我并没有什么可纠结的问题,因为您的质疑我都已给予了清晰的解释和否定。

您说:“你说的那些根本就谈不上什么解释”,这让我很不理解:解释就是解释嘛,您要么指出我的解释错在哪里,要么同意我的解释,有什么谈不上、谈得上的呢?

我在【65楼】已声明:请不要误会我是在否定牛顿力学而“另起炉灶”。我之所以采用“打个补丁”的说法,就是因为我深刻地认识到……牛顿力学这件“好衣服”必须继续穿下去,无可替代,决不能丢。

因此我认为,给第一定律打补丁之后无须为牛顿力学给出相应的数理表达和数理论证。如果您认为这个补丁影响了牛顿力学原有的数理表达,那么请您明确指出来。

另外,您在【15楼】举的两个例子已被我证明与我的补丁没有冲突,如果您不这样认为,请亮出您的理由。

其实只需要您能举出一个发生冲突的例子,而我无法解释,那么我的补丁就不成立,希望您进一步开动脑筋。

谢谢!

 [93楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/07/20 22:22 

对[92楼]费先生说:
我的场物质就是真空中的中性微粒。它在理想状况下是密度均匀的、互相之间的作用力达到平衡状态的物质。也就是说,它的密度若为ρ,则ρ对x、y、z三个方向的偏导数都是零。这种物质既是光的传播媒介,也是引力的传播媒介。更重要的是,它本身也是场的源。引力的传播是相邻场物质被依次极化的结果,它们本身既充当被极化物质,又充当极化源物质。在我的理想惯性系中,这些物质处于零极化状态。因此我的惯性空间并不存在宏观的场源。

不给出具体的参照物是我定义的惯性系的高明之处。因为任何有形参照物,比如地球,它都会破坏掉我定义中的条件。宏观场源的存在意味着破坏掉场密度各向均匀的条件、破坏掉参考系中无力场的条件。因此那种有引力源的参考系,就不是我定义的参考系了。
 [94楼]  作者:silin007  发表时间: 2015/07/21 06:08 

给牛顿第一定律打个补丁:相对于其所处的引力场,
每个物体都保持其静止或按原方向并沿等势面作等速运动的状态, 除非有外加力作用于它迫使它改变那个状态。

[16楼] 作者:silin007 发表时间: 2015/06/17 07:06
不应叫"打个补丁"应该叫"发展完善"!因为牛顿第一定律肯定先天不足,所以需要后人的发展完善,
而楼主的"补丁"虽非常正确但还不够完善,至于完善的牛顿第一定律应该有数学表达式吧?

[20楼] 作者:silin007 发表时间: 2015/06/22 06:26
事实上,牛顿第一定律简单的说就是:所有物体在没有变力的作用下,始终保持静止或匀速圆周运动状态!
其实处于静止状态的物体也都在做匀速圆周运动,也就是所有物体都在相互之间的万有引力作用下做行星运动!
这样我们就不难从行星结构上的万有引力与向心力恒等的数学关系中发现牛顿第一定律的数学公式是:GM/R=UU!

[28楼] 作者:silin007 发表时间: 2015/06/23 18:45
注:因为在宇宙中根本就没有不受外力作用的物体,所以应该将外力改为变力,将直线改为圆周就更加合理了!

※※※※※※
即别轻信人说的,也别坚信己学的,更别迷信书写的;只信亲眼能见的,而且亲手能算的,关键亲身能验的;科学事实
 [95楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/07/21 06:25 

按照我的条件定义的惯性系,光在其中的惯性运动都是各向同性的,具体有形物在其中的运动更是各向同性的。物体在我定义的惯性系中朝各个方向做惯性运动,都不会产生加速或减速的现象,而在有场源的参考系中则是不可能的。比如在地球场中,垂直于等势面的运动,都会发生势能变化,产生加减速。有心力场中的场物质密度是向上渐变的,只有在一个个等势面上才具有相同的场物质密度。在地球引力场中做惯性运动的物体,都是沿等势面(也是场物质等密面)运动的。

 

在我的这个惯性系定义下,地面上垂直方向不存在场物质等密的路径。在做自由下落的电梯空间中,也不存在垂直方向的等密线。这就证明自由下落的电梯并不是惯性系。等效原理也是不成立的。为此,朱顶余先生与我争执很久,他坚持自由下落的电梯是惯性系,而我是否定它是惯性系的。

 

否定自由下落电梯空间是惯性系不仅有“不存在垂直方向的等密线”的理由,还有“相对电梯参考系空间有向上加速的场物质”这一事实。这也不符合我的惯性系定义中“参考系和场物质相对静止”的条件。

 

我的这个惯性系定义对等效原理是个打击。这个定义中包含了场物质在其中静止的含义,这个惯性系定义是无前例的。

 [96楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/07/22 07:42 

我的参考系定义,改变了以往的参考系要找一个具体参照物的方法。我把惯性系、准惯性系、非惯性系之间的区别用场物质在参考系中的不同状态表示了出来,道出了场物质决定参考系性质的本质。这种定义方法没有人提出来过,我提出来了,就必然造成对传统参考系定义的冲击。作为新生的观念,不被大多数人理解或被反对是非常正常的。朱顶余 先生肯定是反对者,这在以往的讨论中早已表明了。陆道渊 先生和我正相反,他认为只有大质量的物体才可做参考系,而我认为无引力场的参考系才是理想惯性系。费先生可能以难定位作为怀疑的理由,其实根据我前面说过的光在我定义的惯性系中各向同性的性质,用光学手段是能够找到近似惯性系的。

 

我前面定义的三种参考系都是理想的参考系(这里的理想不是指它多么优秀,而是指它们理想单纯),但宇宙中的天体基本上是有心力场的场源。有天体的参考系各向异性,很难用一种参考系或几种参考系组合而成。这里要进一步研究的问题还很多,希望费先生不屈不挠,继续深入研究。

 [97楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/07/22 16:03 

大家可以查看现有的书籍,或者现有网上关于惯性系词条的解释,没有一个令人满意的,没有一个是从机理上定义惯性系的。有些是模棱两可的、有些是自相矛盾的、有些是循环论证的、有些甚至是毫无道理的。

比如,网上对惯性系有如下解释:
“惯性参照系(inertial frame of reference) 牛顿运动定律在其中有效的参考系,又称惯性坐标系,简称惯性系。如果S为一惯性系,则任何对于S作等速直线运动的参考系S'都是惯性系;而对于S作加速运动的参照系则是非惯性参考系(非惯性系)。所有惯性系都是等效(等价)的。一个参考系是不是惯性系要由实验确定。实践表明,对于一般工程技术中的动力学问题,与地球相固结的坐标系是一个很好的近似的惯性系。但在研究大气或海洋的大范围运动或航天器空间的运行时,必须考虑地球缓慢自转的影响,这时地心坐标系(坐标原点在地心,三坐标轴指向三颗恒星)就是一个更精确的惯性系。如果研究空间探测器的行星际飞行,还需考虑地球的绕日公转,应使用日心坐标系作为惯性系”(选自百度百科,惯性系词条)。从书籍上也得不出更新、更准确的解释。

大家看,如果说地面坐标系是一个惯性系S,则按照这个解释,相对地面做向下加速的电梯S'就应该是非惯性系,但有人把这个自由下落的电梯看作局部惯性系,显然这是矛盾的。如果说自由下落电梯的是局部惯性系,就等于说说地面不是惯性系,可是牛顿运动定律在地面又是适合的。我从来没有听说过牛顿三定律在地面不适合、在地面失效了的言论。因此用“牛顿运动定律在其中有效”并不能准确定义惯性系。
所有所有的关于惯性系的解释,没有一例是阐述到场物质在参考系中作用的。我从物理本质上阐述的惯性系,就能取代以往对惯性系的定义,它是更准确的惯性系定义。
[楼主]  [98楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2015/07/24 15:40 

王普霖先生:

您在82楼说:“我的理想惯性系中没有力场……但这么理想的环境在宇宙中是不存在的”,我认为这样的理想惯性系有点虚无缥缈,很难让人接受。

您又接着说:“我们只能在宇宙中找到有限的空间接近这些条件,得到近似惯性系。……在远离天体的空间,…… 我可以采用光学手段测量座舱内各方向的光速差别,控制各个方向的速度,直到各方向的光速都相等为止,这时我的座舱就是一个近似惯性系了。”这里就有一个问题:您在远离天体的空间测量光速是以什么参照物建立的参考系?

既然您在95楼也认为:“在地球引力场中做惯性运动的物体,都是沿等势面(也是场物质等密面)运动的。”那么您王先生接受我对第一定律的修正,障碍在哪里呢?

 

 [94]  silin007  先生:

您所发现的牛顿第一定律的先天不足与我发现的基本一致,我们需要协调的是如何正确表述修正后的第一定律。

您认为牛顿第一定律简单的说就是:所有物体在没有变力的作用下,始终保持静止或匀速圆周运动状态!

这里有两点值得商榷:1、匀速圆周运动的物体,尽管所受的向心力大小不变,但向心力的方向始终在变,所以,向心力应该属于变力;2、匀速圆周运动好像不足以囊括全部惯性运动。

我在主帖《给牛顿第一定律打个补丁(第五稿)》中对第一定律修正如下:相对于其所处的引力场,每一个物体都具有保持机械能守恒的固有特性——惯性;每一个物体都保持其静止或按原方向并沿等势面作等速运动的状态,除非有外力对它作功迫使它改变那个状态。

这样表述是否更严密一点呢?

 [99楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/07/24 17:20 

对[98楼]费先生说:

您问“您在远离天体的空间测量光速是以什么参照物建立的参考系?”

 

我的参考系是待定场物质。我用光学手段测量各方向光速,用测量结果调整座舱各方向的速度,最终达到各方向光速最大程度上趋于相等,这时候我的座舱和场物质在空间中是同步的,是没有相对运动的。此时的座舱就可以代表场物质作为参考物。也就是说待定的结果是座舱的速度。

 

我在座舱中安装多组方向不同(比如三组正交的)的光速测量装置,我从一个侧壁发射光到对面侧壁的镜子上再反射回来,测量光的往返时间。我知道光相对某均匀密度场物质的速度是某恒定值c(注意这里c不是定义值299792458米/秒),我还知道座舱和场物质的相对速度是v,因此光的往返时间是T=T1+T2=L/(c+v)+L/(c-v)。我还知道v=0时,T达到最小哦!我用分别测量到的Tx、Ty、Tz分别控制三个方向的加减速,最终就能得到座舱和场物质之间相对速度v=0的结果。这是利用自动控制手段完成的座舱和场物质同步。当然如果进行单向光速测量结果更好。我调整座舱内各个方向的光速都一致了,这个参考系的定位就完成了。这是理想能做到的事情。

 [100楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/07/24 23:48 

我的这个座舱外面要有12个喷火装置,其中6个用于调整三个方向的速度,6个用于调整三个方向的角度。我不知道同步卫星的姿态调整是需要多少小喷火装置。
 [101楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/07/25 15:21 

继续对[98楼]费先生说:
对于您的“‘在地球引力场中做惯性运动的物体,都是沿等势面(也是场物质等密面)运动的。’那么您王先生接受我对第一定律的修正,障碍在哪里呢?”问题。我认为障碍在于和牛二的冲突。做圆周运动的物体有向心加速度a,这个加速度是不为零的向心力和质量为m的物体作用后产生的。

物体m在等势面(或等势线)上运动,只能说明它不增减动能能量,不能说明它不受力。如果这个等势面(或等势线)是理想平面(或理想直线),物体m是不受力的。比如在我定义的理想惯性系中,任意一个方向的平面或直线都是等势面(线),因此它可以在任意方向上做纯惯性运动。如果这个等势路径是弯曲的,在这个曲线运动中一定有力产生了。圆周运动可以这么理解,物体瞬间在某个切点上,经过时间t,它沿切线惯性运动了一小段路程,但这时物体远离了圆心,势能变高了,它就要牺牲动能来换取,动能降低了它又被“引力拉回”到自己的轨道,动能又恢复了。这些过程时时刻刻在进行着,事实上它们动态平衡的结果只能是维持在圆轨道上运动。这种“引力拉回”的力就是在等势面上产生的力。因此我们可以得到一个广义的结论,凡是在弯曲的等势面(线)上的惯性运动物体,都是受迫惯性运动物体。

推广一下概念,在非圆球状天体周围会产生非圆球面的等势面,物体做的受迫惯性运动路径也不是圆。比如引力中心是个椭圆形的天体,那么受迫惯性运动的轨道也将是椭圆。我未曾计算,但我推测可能两椭圆长轴是正交的。
[楼主]  [102楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2015/07/26 05:58 

101楼】王普霖先生:

终于明白了您的障碍,您认为我的补丁与牛二有冲突。显然,您的基本功是深厚的。在我《给牛顿第一定律打个补丁》的前4稿中,确实存在这个冲突,但是,我在第五稿中已消除了这个冲突,您没注意到,请您仔细看一看:

综上所述,应给牛顿第一定律打个补丁,修正如下:相对于其所处的引力场,每一个物体都具有保持机械能守恒的固有特性——惯性;每一个物体都保持其静止或按原方向并沿等势面作等速运动的状态,除非有外力对它作功迫使它改变那个状态

请特别注意,物体作惯性运动的原因并不是其不受力,也不是其所受的合力为零,而是其所受的合力不作功!!!

比如,匀速圆周运动,尽管物体受到的合力并不为零,但是,在向心力方向上物体没有位移,也就是说向心力所作的功为零,因此,匀速圆周运动是惯性运动!

可见,不仅水平平面上小球的运动是惯性运动,行星、卫星的运动也是惯性运动。

如此表述,能消除您王先生的障碍吗?

 [103楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/07/26 07:03 

对[102楼]费先生说:
受外力作用的惯性运动是受迫惯性运动。它也是惯性运动,这点我是同意的。但不能用这个理由否定牛一的叙述“物体受合外力为零,物体保持静止或做匀速直线运动。”。

因为从牛一的叙述“物体受合外力为零,物体保持静止或做匀速直线运动。”中可以直接推论出“物体受合外力不为零,物体不再保持静止或做非匀速直线运动。”。而“非匀速直线运动”中就包括了曲线运动。

比如王普霖第一定律说“人吃了饭就不饿”,其中就包含了相反的意思“人不吃饭就饿”。所以没必要把王普霖第一定律“人吃饭了就不饿”补充修改为“人吃了饭就不饿,人不吃饭就饿”。
 [104楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/07/26 07:10 

你要想给牛一打个补丁的愿望是好的,打出的补丁也不错,但这个补丁必须是从原定律不能直接推论出来的。
[楼主]  [105楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2015/07/26 23:24 

王普霖先生:

首先感谢您一直以来同我的讨论。

根据您102103楼的回帖,我认为您原来对我的补丁所存在的主要障碍(与牛二有冲突)已消除了,这给了我很大的信心。

您说得不错:“这个补丁必须是从原定律不能直接推论出来的”,而我的补丁正是从原定律不能直接推论出来的。

您说:“从牛一……中可以直接推论出‘物体受合外力不为零,物体不再保持静止或做非匀速直线运动。’”,这个推论本身并没有错,但是,这个推论并不是我的补丁啊!

我仍然认为,您应该可以接受我对牛顿第一定律的修改,我对您抱有信心。

[楼主]  [106楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2015/08/23 21:28 

朱顶余先生:

    您在我的上一个帖子《给牛顿第一定律打个补丁》的第40楼回了如下的帖子:

 

 [40]  作者:541218  发表时间: 2015/06/26 07:20 

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回复修改来源删除

任何理论体系当然 牛顿力学也不例外 都需要不断完善。 
但 你非绑金所谈论的问题 并不算问题,惯性运动 的概念 并不需要改进;定义圆周运动为非惯性运动也无不妥。 
质点 只单纯地做角运动 不做线位移的只有 自转。 
单纯地 片面地考察 物体的角运动, 也可以,但是无法摆脱线位移的影响。所以不宜定义 匀角速圆周运动为惯性运动,否则将带来概念混乱。譬如 匀角速自转的气球内部存在着 压强梯度 密度梯度 温度梯度,这复合非惯性系的特征,若定义 匀角速自转着的气球为惯性运动,那就无法面对惯性系不存在着 参量梯度 的理念。 
惯性运动 必须具有共同的特征。速度的模保持不变 不等于惯性运动,必须呈现 速度 的模与方向 同时保持不改变 才能定义 为 没有改变运动状态,因为运动状态 不仅是指 线位移情况,还包括 角位移情况 
运动状态是用其参考速度来表征的,只要其参考速度发生改变,就意味着其运动状态发生改变 做匀角速圆周运动的卫星虽然其速率没有改变,但其运动方向发生了改变,所卫星的运动状态发生了改变。而惯性运动要求 物体的运动速度不发生改变 即速度的大小 和方向必须同时不改变 才能属于惯性运动。 
所以 非绑金 的想法 源自 对惯性运动的概念不清 所犯下的思想错误。希望 非绑金 立即停止 妖言惑众 悬崖勒马 澄清物理概念,别再胡说八道。补丁 轮不到你非绑金来如果牛顿力学 真的存在着 需要改进 充实 的地方 早已被我朱顶余的火眼金睛所发现所完成,你等就别瞎掺和了。 
在这里 自以为是 的人 还有很多 诸如 【云野鹤】、【王普霖】 也不例外,都是在胡说八道。 
在这里 只有 沈建其 能与我朱顶余 匹敌;其余都是些大蠢蛋。

我认为您的火眼金睛之所以没能发现牛顿力学的不足之处,主要是因为您还顽固地抱着后人强加给牛顿的“惯性系”这个错误概念不放。

建议您仔细研读一下我主帖的“第三章、牛顿第一定律的参考系究竟是什么?”

在该章,我已有力地否定了惯性系这个概念。期待您对我的观点发表评论。谢谢!

 [107楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/08/25 06:00 

费先生:

你说“相对于其所处的引力场,每一个物体都具有保持机械能守恒的固有特性——惯性;每一个物体都保持其静止或按原方向并沿等势面作等速运动的状态,除非有外力对它作功迫使它改变那个状态。请特别注意,物体作惯性运动的原因并不是其不受力,也不是其所受的合力为零,而是其所受的合力不作功!!!”

 

不是我不愿意支持你的观点,而是这样做带来的问题多多。

 

比如一个物体在引力场中做椭圆运动,它的机械能也是守恒的。但这个物体既不是做等速运动的,也不是合力对它做功为零的。你说这个物体是不是做惯性运动?

 

从物体沿运动切线方向有加速度这一点说,不符合你说的“合力不作功”,但是机械能却依然守恒,你说这个物体算做惯性运动还是不算?你说的“每一个物体”实际上只是指那个速度满足做圆周运动的物体,并不包括那些比做圆周运动的物体速度大的那些物体。因为那些物体都不满足在等势面上运动、合力不做功、等速运动,但都机械能守恒。因此你不能说只有直线运动的和圆周运动的两个物体才是做惯性运动的,其余的都不是吧?你并没有对每一个物体给予公平的对待,原因或过错只是因为它们的原始速度不同?

[楼主]  [108楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2015/08/26 05:32 

107楼】王普霖先生:

您的思维果然严密,您的质疑有一定道理,我原先的表述确实有点含混,我自己也发现了这些问题,打算作如下修正,您看是否妥当。

16世纪以前,亚里士多德的运动理论居统治地位,他把运动分为自然运动和强迫运动:重物下落和天上星辰的运动是自然运动;而要让物体作强迫运动,必须有施力者,力一旦去除,强迫运动即停止。[物理学史,郭奕玲,P13] 显然,这是亚里士多德在不知道万有引力的情况下作的分类。

在我看来,亚里士多德的自然运动就是物体仅在万有引力作用下的运动,如果把物体和地球看作为一个质点系,那么,也可以说,自然运动就是物体在不受“外力”作用下的运动

依此,自然运动可包含下列5类:

1)   静止;

2)   匀速圆周运动;

3)   开普勒(椭圆)运动;

4)   斜抛(抛物线)运动;

5)   落体运动。

这五种运动,都不受“外力”的作用,因此,机械能都守恒!

其中的第123种运动是永恒的,但第3种运动,即开普勒运动,尽管永恒,但既不匀速,也不在等势面上,因此,应该把“静止”和“匀速圆周运动”这两种运动定义为惯性运动。而匀速圆周运动的本质是匀速并沿等势面。

综上所述,我打算在第六稿中按《自然》中的格式表述如下:

【【

定义3:“惯性”,就是相对于其所处的引力场,每一个物体都具有保持机械能守恒的固有特性。

 

定律Ⅰ:相对于其所处的引力场,每个物体都保持静止或沿等势面向前作等速运动的状态,除非有“外力”作用于它迫使它改变那个状态。

这里的“外力”,就是除了物体和引力场中心之间的引力之外的一切作用力。

】】

依修正后的第一定律,惯性运动就是静止或沿等势面向前作等速运动,惯性运动的原因也仅仅是不受“外力”的作用而已。开普勒(椭圆)运动只是近似的惯性运动。

请王普霖先生及各位网友严格审核,尽力找出其中的漏洞。

不胜感谢!

[楼主]  [109楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2015/08/26 10:21 

我又想了一下,不行,我108楼的补丁还是有漏洞(会把第345种自然运动也包含进来),应该这样:

【【

定律Ⅰ:相对于其所处的引力场,每个物体都保持静止或沿等势面向前作等速运动的状态,除非有“力”对它作功迫使它改变那个状态。

这里的“力”,是指所有的力。当把物体质心和地球质心看作质点系时,外力对物体作功,物体的机械能改变,其运动状态肯定会变,而如果内力(引力)对物体作功,尽管机械能守恒,但其动能和势能会发生转变,其运动状态也会变。唯有物体静止或沿等势面匀速运动,内力对物体不作功!物体才能保持原有运动状态。

】】

 [110楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/08/26 14:17 

费先生:

其实牛顿第一定律是物体不受外力时的惯性运动定律。牛顿第二定律是受外力时的惯性运动定律。牛顿第二定律包含牛顿第一定律,两定律其实是一个定律。
[楼主]  [111楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2015/08/26 15:07 

王普霖先生:

    我对第一定律进行这样的修正,其优越性是明显的: 

1)明确了惯性定律的参考系是物体所处的引力场。牛顿力学将不再是爱因斯坦所讥讽的那样是“筑在沙堆上”的学说了; 

2)明确了惯性的本质是保持机械能守恒

3明确了惯性运动是匀速并沿等势面的,第一定律不再与机械能守恒定律相抵触

4)使得在研究观点上侧重于力的牛顿力学,和侧重于机械能的分析力学有了统一的起点——机械能守恒;

5)在局部情况下,原牛顿第一定律仍然成立,因为,“局部用切线(直线)段近似代替曲线段,这在数学上称为非线性函数的局部线性化,这是微分学的基本思想方法之一 。”[同济大学数学系,高度数学(第七版)上册,P113] 因此,原牛顿第一定律只不过是修正后的第一定律的局部线性化。这样的修正并不会引起牛顿力学的地震。通常情况下,原牛顿第一定律更实用。 

[楼主]  [112楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2015/08/31 08:39 

我目前对原文的第四章的最新修改如下所示:

【【

古代的“自然运动”,是一个被广泛注意并做了很多研究的课题。亚里士多德在《物理学》中,把一切运动分为自然运动和强制运动两种,他对自然运动的定义是:被自身推动的运动者是自然地运动的。[17] “重物下落是自然运动,天上星辰围绕地心做圆周运动也是自然运动。” [18]

受亚里士多德运动理论的启发,我认为,可以把仅仅受到万有引力作用的物体的运动称为自然运动。依此,自然运动大概可包含下列五类:

1)静止

2)匀速(绕引力中心)圆周运动;

3)开普勒(椭圆)运动;

4)斜抛(抛物线)运动;

5)落体运动。

在牛顿发现万有引力之前,这些运动当然都被认为是“被自身推动的”。这个推动力大概就是“物质固有的力”。

如果把物体的质心和引力场的中心(质心)看作为一个质点系,那么,也可以说,自然运动就是物体在仅受内力作用下的运动。显然,自然运动的本质就是质点系机械能守恒。当两质点的质量悬殊时,质点系的机械能守恒就表现为小质量质点的机械能守恒。

综上思路,我认为惯性运动应该是最简单的自然运动,静止或匀速,且能持续。据此我给牛顿第一定律打了个补丁,修正如下:

修正后的第一定律:相对于其所处的引力场,每个物体都保持静止、或沿等势面向前作匀速运动的状态,除非有力对它作功迫使它改变那个状态。

注意:根据修正后的第一定律,物体作惯性运动的条件并非不受力,也不是所受合力为零,而是“所受的力对它不作功”。惯性运动的本质是机械能守恒。(但不能说凡是机械能守恒的运动都是惯性运动)

伽利略惯性律实验中,水平平板上的匀速小球,严格地说,小球是沿水平面作匀速圆周运动,小球所受引力与平板的支撑力的合力恰等于向心力,在该合力方向上小球没有位移,合力并不作功。因此,小球的机械能守恒,其运动是惯性运动,如果没有阻力,可以一直匀速地沿水平面运动下去。

理想的同步卫星,卫星仅受引力作用,而引力恰等于匀速圆周运动的向心力,而在引力方向,卫星没有位移,所以引力并不作功,卫星的机械能守恒,卫星的运动也是惯性运动。

行星的开普勒(椭圆)运动只是近似的惯性运动,因为其不是严格匀速的,尽管机械能守恒,但引力对卫星做了功,引起了其动能和势能的相互转化。

对第一定律进行这样的修正,其优越性是明显的: 

1)与伽利略惯性律实验的结论(惯性运动是沿水平面的)完全一致,改变了“惯性定律是不能直接用实验严格地验证的”尴尬局面;

2)明确了惯性定律的参考系是物体所处的引力场。牛顿力学将不再是爱因斯坦所讥讽的那样是“筑在沙堆上”的学说了; 

3)明确了惯性运动的本质是保持机械能守恒惯性定律不再与机械能守恒定律相抵触了

4)使得在研究观点上侧重于力的牛顿力学,和侧重于机械能的分析力学有了统一的起点——机械能守恒;

5)使得牛顿力学更完善,而不需另外创建新力学:在局部情况下,原牛顿第一定律仍然成立,因为,“局部用切线(直线)段近似代替曲线段,这在数学上称为非线性函数的局部线性化,这是微分学的基本思想方法之一 。”[19] 因此,原牛顿第一定律只不过是修正后的第一定律的局部线性化,修正后的第一定律包容了原牛顿第一定律。通常情况下,原牛顿第一定律更简便、更实用。

】】

请特别注意我的第5条优越性。

费邦镜  2015/8/30 

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