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| 你说的这种情况,第一,在不自转的天体上不会出现,第二,不是在地球任何一个地方都出现。在赤道上就不会出现。 |
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[183楼]: 我这里没有使用比水轻的空气。你的“如果抬杠,当然可以找出向上的物质,例如气体,但这不是我们讨论的内容。”不成立。
你、我说的固体也必须是浸泡在液体里有不同密度的粉末,也不是整块花岗岩。我这里没有一点是抬杠的话,反倒是你的这句话才是抬杠。你难道就没看到我“把铝粉、食用油、水按按体积比1:1:1调和成1升混合流体。”这句话吗?你使用任何固体也必须打成粉末浸泡在液体里。液体在这里可以帮助润滑。如果你把一片铝箔、一片铜箔、一片金箔顺序平铺在离心机里,无论你用多大加速度,也不能使最上面的金箔跑到最下面位置,把铝箔置换出来。是不是?抬杠谁不会? |
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接[182楼]:
在赤道上,随地表运动的物体,所需要的向心力的心,是和引力中心重合的,不管这个球的扁率是多大。因此引力和向心力之差,就是系铅锤的线上体现出的重力。这个重力始终指向质心。没有偏移,这和科氏力有相同的特性。在其他纬度,造成铅锤偏离质心的力就是科氏力。只是一个体现在球面上,一个体现在竖直的合力上。所以我说地球的自转是原因是正确的。没有自转,还有月球也是可以影响偏移的。 |
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地面物体对地面的有压力,地面同样对物体有压力,这是一对作用力和反作用力,它们永远相等,方向相反。
加速物体和被加速物体之间的力也是相等的作用力和反作用力。它们都不是判断物体是否会有位移、加速度的依据。判断物体有没有加速力,要看物体受的合力。 你说物体在地面会使地面向下变形,物体没有向上的变形(物体质点向上移动)是对的。这是由于地球地面不会受压力后使受压处半径变大。压哪里哪里鼓起来只有人被打时这种情况才会出现,这是由于充血造成的,是有物质补充到这里的缘故。地表没有这个功能。因此地面对物体的支持力只有抵抗来自物体的重力而已。地面变形是产生这个力的必须。只有地面变形到一定程度,才能产生足够的应力充当支持力。因此,支持力的建立必须是建立在变形的基础上的。物体刚刚把重力作用到地面时,地面还没有支持力,物体合力不为零,因此物体继续向下。随着物体继续下降,地面变形产生了,应力也开始逐渐增大,这个应力大到能够抵消重力了,这个变形也形成了,应力也和重力相等了,这时物体速度才能到零。其实物体有没有变形呢?也有!没接触到地面时的物体,物体受到的引力是均匀的,内部没有压力梯度。接触到地面以后,由于支持力的阻碍,在物体内开始出现力的梯度,这也会使物体发生变形。物体在接近接触面的位置压缩的程度最大。因此受支持的物体也变形,如果物体是个圆的水球,则水球会变成扁球。 物体被加速,物体的变形表现是相同的,力的梯度也和静止物体一样的。但物体中的所有物质都会加速上升,这是有位移的。静止物体不会改变物体的机械能,加速物体是需要支持力做功的。这就是不同。 |
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你的问题,并不一定在椭圆球上才会发生。比如我给你一个标准纯固体圆球,但这个圆球是旋转的,你说的情况也会发生。在xyz直角坐标系中,以原点为球心画出一个半径为R的球面。设这个球以x轴为旋转轴旋转,角速度是ω。在球面上纬度为θ的同纬圆上取一点P(R,θ),P点处质点m所受引为F1=GMm/R^2。同纬圆面和x轴相交于x=Rsinθ位置。该点是质点m向心力中心点。同纬圆半径r=Rcosθ,该半径是向心力计算半径。 Tcosα=(GMmcosθ/R^2-mRcosθω^2) 在赤道上,纬度θ=0,α=0,T=(GMm/R^2-mRω^2) |
| “铅垂线不垂直于水平面是不可能的,那样的话水会继续流动,直到与铅垂线垂直后,水平面才会静止。” 这句话完全正确。理由只是王先生说的:在旋转的地球上,铅锤受到的力是重力,要从它受到的引力中要扣除掉向心力。 |
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对[189楼]说: 你说“原来你说的是‘把轻的浮上来,把重的沉下去。’是?那就用不到离心机了,用水一漂不就行了吗? 分离铀235和铀238不能用这样的方法吧?我说的是两种比重不同但都比液体重的固体的情况,开始的时候是浑浊液,也不是浮在液体表面。”, 我例子中有铝粉、水、食用油还不足以说明问题吗?你使用235+238+水也可以,使用235+238+食用油也可以。你还可以继续添加铁粉、铜粉或各种它们的化合物粉末。你放100种也没人管你!你放1000种固体进去也改变不了物质分离的机理。
我前面用式子(m1-m2)a说明两种物质受力之差,我把物质受力之差写成(ρ1-ρ2)Va也一样,ρ是颗粒密度,V是颗粒体积。这个受力之差是和加速度成正比的。越高的加速度,这个差也越大,分离效率越高!怎么会有你说的“用水一漂不就行了”?你浮在表面和悬浮在液体中没什么区别,无重力时,它们的相对位置都不会变。
对[193楼]说:谢谢马老师指教。一般情况下,确实是铅垂线垂直于水平面,在水平面表面附近是这样的结果。但铅垂线是有长有短的。一般情况下,铅锤受力不考虑线长。当考虑铅锤线长度时,情况可能会产生变化。 |
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对[189楼]说:
“这用惯性力说明就很合适啊。” 我也知道使用那个词很方便,但牛顿定律不容它。你只要能在牛顿定律F=ma中安排进惯性力F'的表达,合理并合法,你就可以使用它。你如果能把牛顿第二定律修改成:“物体的加速度和所受合惯性力成正比,和质量成反比。”那你就大功告成了。 这样,物体做加速运动也不用使用外动力了,光凭自己的惯性就自己给自己施加出力来了。这对那些追求能量不守恒的人来说,无疑是个巨大的鼓舞。 |
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我在[196楼]说过: “一般情况下,铅锤受力不考虑线长。当考虑铅锤线长度时,情况可能会产生变化。”
比如我在地面上,向下钻一个很深的井,可以想像能到达地心或穿过地心。对不起,研究物理离不开这种理想假设,请不必较真这井怎么挖。我用一根很长的无质量线拴住铅锤,一直往下放。因为我的线是无质量线,因此线上除了承载张力,再不受其它的力。这条线就一定是理想直线。我认为,这条线的方向会随下降的深度会有所改变。为什么这样说呢?因为在不同深度,铅锤受到的各种力的大小和方向都在变化着,这条线上传导的张力,作为作用力的一员,也是要发生变化的。这其中不仅会包括张力大小的变化,还会包括方向的变化。
因此,考虑了线长的铅锤,其铅垂线和地面处水平面还垂直不垂直就成了问题。马老师或刘老师可以深入探讨一下这里的规律。我只提出这种想法就够了,不想进一步演算。 |