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两个大牛,在吴沂光先生的问题面前,都卧床了。谁来救?
[楼主] 作者:和满  发表时间:2005/02/04 19:36
点击:270次

吴先生指出:经典理论与相对论,都存在“各系等效”问题。

在“弹性碰撞”中,经典理论,还有可能用“双守恒”挽救。

在抽象谈论理论时,我们还可以说:“各系数值不等,经过变换,各系物理作用结果相等”。

但在具体问题中,我们无法回避。看下例:

设:有一粒子弹,在S系中以v=1000米/秒速度运动,在S’系中保持静止。还有一个大冬瓜,在S系中静止。子弹击穿大冬瓜后,在S系中V=900米/秒。问:要几个那样的大冬瓜才能让子弹在S系内静止?

在S系中运算:

1/2m(1000X1000)/(1/2m(1000X1000)—1/2m(900X900))=100/19.

答:要6个大冬瓜。

在S’系中运算:

1/2m(1000X1000)/(1/2m(1000-900)(1000-900))

=100

答:要100个大冬瓜。

到底要几个大冬瓜?在处理技术问题时,我们不会费事,在S’系内求解。但不等于理论上各系就等效了。

在相对论中,动能是“(动能相应的质量+固有质量)cc减(固有质量)cc”。

1 无论是否各系等效,相对论对此目前都是无法技术落实的,因为宏观运动物体的“动能相应质量”无法测量。

2 好象理论运算结果也不是各系等效的。S系中,子弹通过一个大冬瓜能量变化量为:m/SQRT(1-v1v1/cc)cc-m/SQRT(1-v2v2/cc)cc(1),S’系中,子弹通过一个大冬瓜能量变化量为:m/SQRT(1-v3v3/cc)cc-m(2)。用洛仑兹速度合成,v3=(v2-v1)/(1+v1v2/cc)。(1)与(2)不是恒等的。注意。此处使用的v1,v2,v3不是“表观速度”,是“动能相对应的速度”。

我能确定1,没时间检查2。(波长测定,还是没搞清楚。没心情)。即使只是1成立,“宏观物体动量变化量”各系等效还是解决不了。

“二程”早指出的参照系问题,似乎也与此有关。

吴先生试图通过实验,检验出“绝对参照系”。我认为即使检验出“绝对参照系”,也不能完全解决问题。例如,上述经典力学中的S,不一定是地表参照系。在飞机参照系,火箭参照系中也成立。似乎又符合“各系等效”了。

到底问题成不成立?问题出在何处?

 

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 [2楼]  作者:xuebinguo  发表时间: 2005/02/04 23:31 

回复: 有没有搞错?

这种子弹射西瓜的非弹性碰撞问题动能守恒吗?热能损耗都不算了?

另外这个西瓜难道是固定的?那样的话连动量守恒都用不上,算几次可以停下来不是胡算吗?

[楼主]  [3楼]  作者:和满  发表时间: 2005/02/04 23:53 

好象没搞错。此例不涉及“动能守恒”。

大冬瓜与子弹是“非弹性碰撞”,动能当然不守恒。对此题,我们不需要考虑大冬瓜能量变化,也不需要考虑子弹改变了多少“非动能”。只需要考虑一个大冬瓜能改变子弹多少动能,及总共要改变子弹多少动能。

是nx=y,求n的问题。只涉及xy,与其它量无关。

另外,我用的模型中,没有“西瓜”,是“大冬瓜”。

 [4楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/02/05 00:00 

第一条大牛确实被救活了,经典方法应该行不通
牛顿时代的人们确实无法设计出测量单个质点的动能增量实验来。另一方面,牛顿认为动能是没有质量的,因而从计算上来说,描述单个质点的动能定理在伽利略变换中是否协变都有对其他物理现象没有影响。也许正是这两种原因,使得几百年来人们从不怀疑动能定理的正确性。
 [5楼]  作者:xuebinguo  发表时间: 2005/02/05 00:14 

两个参照系观察到的力作用位移是不同的

因此得到的动能变化也不同。

你的处理里面,尤其是 S' 里面,好像把位移视作相同了。

[楼主]  [6楼]  作者:和满  发表时间: 2005/02/05 00:28 

什么“力作用位移”呀?我不懂。

FS的S是什么有什么关系?

[楼主]  [7楼]  作者:和满  发表时间: 2005/02/05 00:32 

既然“行不通”,怎么还“被救活了”?
两个大牛,在吴沂光先生的问题面前,都卧床了。谁来救?
 [8楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/02/05 00:52 

被击中的大冬瓜有一定的运动速度,以保证动量守恒
两个大牛,在吴沂光先生的问题面前,都卧床了。谁来救?
[楼主]  [9楼]  作者:和满  发表时间: 2005/02/05 00:54 

批评得有理。我把原贴相对论分析改严谨些。
两个大牛,在吴沂光先生的问题面前,都卧床了。谁来救?
[楼主]  [10楼]  作者:和满  发表时间: 2005/02/05 01:04 

对呀。可是这与此题有什么关系呢?此题只问“要几个大冬瓜”。
两个大牛,在吴沂光先生的问题面前,都卧床了。谁来救?
[楼主]  [11楼]  作者:和满  发表时间: 2005/02/05 01:20 

用“动量守恒”...

1 的确各系等效。

2 与动能运算结果不一致。要10个大冬瓜。

3 动能运算对,还是动量运算对?为什么?

 

 [12楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/02/05 09:29 

确是如此.如果S系动能定理Fdx是正确的,则S'应表述为Fd(x'+vt),两系才能保持动能守恒.
[楼主]  [13楼]  作者:和满  发表时间: 2005/02/05 14:06 

如果这样处理,又会遇到“热力学问题”。

我原本使用“大冬瓜”就是“大,意味着有足够摩擦力,使其在S系内保持静止。”现在我们可以进一步设定。假如我们把“大冬瓜”固定在S系中,例如钉在地面,粘在飞机内地板上。根据能量守恒,子弹改变的动能与大冬瓜改变的热能是一致的。

在牛顿体系中,F是绝对的。S系中子弹动能改变是Fdx,S’系中子弹动能改变是Fd(x'+vt)。相应S系中冬瓜热能改变是Fdx,S’系中冬瓜热能改变是Fd(x'+vt)。

牛顿体系中,体积是绝对的。设体积为大V。同样一个物理过程,S系中冬瓜温度的改变是T=Fdx/V(1),S’中冬瓜温度的改变是T’=Fd(x'+vt)/V(2)。

牛顿体系中,温度是绝对的。可是现在推导出的结果是(1)不=(2)。问题出在哪里?

顺便谈一下,在相对论热力学问题中,目前也存在很大争议:

1 爱因斯坦最早推导出“运动物体温度降低”。

2 后来又有人推导出“运动物体温度升高”。

3 1966年有人在Nature上发表文章指出:无论降低还是升高都不对。因为都会导致不自恰。(这次我没记错,是1966年Nature。作者名字我忘了)

4 相对论热力学目前没什么应用价值,很多人都不研究。所以很多人不知道“1966年热力学悖论”。我也不太懂,听说中国厦门大学有人曾解决过这个问题。作者名字我也记不清了,理论思路还依稀记得,好象是“用四维张量方式修改传统热力线”。

 [14楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/02/05 17:56 

把x=x'+vt'代入,式(1)=(2),好象没有您说的不相等

严格地说,受打击的大冬瓜要运动,但钉子却不让它运动,没办法,大冬瓜只好意外得到的能量分一部分给钉子。

一个体系会借助外力做功与环境交换能量(或从环境吸收能量,或向环境辐射能量)而从状态1变化到状态2。

狭相有个问题让人不满意 ,即相对运动质点一定是经过了从环境吸收能量的过程,以便保证质量增大。似乎“从环境吸收或向环境辐射能量”不是客观的,而是可以随着人们的意念改变

广相对这个问题也是说得不清楚,有时正确,有时又扯不清。

如果引入绝对空间的概念,这个问题就分得清了。当然,绝对空间的概念又会破坏运动力学中作为广义相对论的广义变换群固有的对称性。

[楼主]  [15楼]  作者:和满  发表时间: 2005/02/05 20:26 

不相等
在S’系中,每一次碰撞的t’,都在递增。
 [16楼]  作者:xuebinguo  发表时间: 2005/02/05 22:46 

温度只是分子无规则运动的那部分能量量度吧?

记不清了。。。相对运动的那部分宏观速度对内能的贡献是否应该予以剔除?

发现热学忘的最多。

 [17楼]  作者:xuebinguo  发表时间: 2005/02/05 22:58 

可以用恒摩擦力的模型来看

划一条斜线(v/t),S 系中每次碰撞后减少的动能如果相同的话,在 S' 中每次碰撞后增加的动能却是不同的。

双方最后计算出来的次数则是一样的。

拿动量、动能计算都一样,不过最简单还是直接拿速度算。

[楼主]  [18楼]  作者:和满  发表时间: 2005/02/05 23:36 

大冬瓜被约束,无法“宏观运动”。能量到哪里去了?
两个大牛,在吴沂光先生的问题面前,都卧床了。谁来救?
[楼主]  [19楼]  作者:和满  发表时间: 2005/02/05 23:47 

直接拿速度算就错了。

摩擦力相等情况下,连锁贯穿的每一次作用时间不同。

P不是恒定的,每次v的改变也不是恒定的。

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