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继续讨论杠杆问题,
[楼主] 作者:youngler  发表时间:2005/02/16 13:09
点击:333次


  应该是利用动量矩(角动量)定律. jqsphy
  你是用余弦定理来证明勾股定理吧。Archimedes 要是 2000 年前作了证明,会用(角)动量守恒,能量守恒这些定理来证明吗。 Youngler
  非也. 角动量守恒定律是从牛顿第二定律F = ma导出来的.只要您承认F = ma,经过一番逻辑推导,就能得到力矩的表达式,它与角动量变化率有关.以上并非类似"用余弦定理来证明勾股定理".同样,阿基米德的浮力定律也可以如此做到.历史上,杠杆原理,浮力定律,都是实验加思辩的产物,但不是经过严格证明的定律. 在当时的条件下,无法对杠杆原理与浮力定律以及大量其他力学规律进行统一的证明. 只有在产生F = ma体系后,才发现所有过去的力学规律均可以从F = ma导出. F = ma也就上升为公理的地位.jqsphy

  表演给大家看看: jqsphy
  先说一段不是闲话的"闲话": 什么样特征的规律能上升到定律的地步? 答案很简单: 就是具有守恒物理量的规律,就具有上升到定律的地位了. 所以下面我们来寻找守恒物理量,这是我们的"探路棍":
  牛顿第二定律 F_x=mdV_x/dt, F_y=mdV_y/dt
  (F_x, F_y表示x, y方向的分力; V_x, V_y表示x,y方向的分速度)
  计算:
    xF_y=mxdV_y/dt=md(xV_y)/dt-mV_xV_y   (1)
    yF_x=mydV_x/dt=md(yV_x)/dt-mV_yV_x    (2)
(1)-(2),得到
    xF_y-yF_x=md(xV_y)/dt-md(yV_x)/dt
  方程右边可以写为某个物理量的全微分形式,于是守恒物理量就找到了,这个守恒物理量命名为角动量. 当角动量不变时, 左边的xF_y-yF_x就等于0.
    xF_y-yF_x=0,这就是杠杆原理的数学表达式.

  我没有认真审查 jqsphy 以上的数学过程,因为我觉得用动力学规律来证明静力学规律就是类似于用余弦定理来证明勾股定理的错误。大家想想,Newton 第一定律能不能用第二定律的特例来说明?如果能够的话,Newton 也就不必列出多余的第一定律了。没有惯性思想,加速度概念、受力概念也都无法定义,你这个第二定律从何而来。所以没有第一定律,也就没有第二定律,历史的思想足迹体现了因果关系的链条。同样在搞清转动力学之前,科学应该搞清转动静力学的问题,即杠杆平衡问题。没有什么是转动平衡的概念,即使转动加速度可以定义,但是这个转动力矩概念是无法定义的,为什麽我们把力矩定义为FR 而不是 FRR ?其实没有一个时间惯性定律,转动加速度也是无法定义的。所以在谈动量矩定律之前,有必要搞清楚这些概念性的问题。用动量矩定律来证明转动平衡问题是用以后的概念证明以前的概念。没有具体的概念问题解决,数学过程缺乏明晰的物理思想,数学算式没有物理意义,整个推导也就没有物理意义。云野鹤先生困惑的就是这个问题,现在科学中转动力学的因果体系依然是一个空白。不知大家是否想过,力矩为什么是力和距离的一次方乘积来操作?当然人们可以说,这样的约定力矩概念符合实验结果,但是说这样的话是把转动力学降级为一个纯粹的经验体系。Youngler



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 [2楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/02/17 03:05 

您不要有顾虑.我的推导绝对可靠唯一.

您不要有顾虑.我的推导绝对可靠唯一.

假设F=ma成立(前提是您要承认它成立),那么由此可以导出全部古代发现的物理学定律(杠杆原理,浮力定律等等).

反过来,正因为F=ma能导出全部经典物理学定律,所以就要把F=ma看作是一个公理(既然是公理,就没有必要去问它来自哪里.反正,只要是其他全部物理学定律的源泉,这个源泉就可以被看作公理).

 [3楼]  作者:wbx.21  发表时间: 2005/02/17 07:32 

回复:同意!
由F=ma再加上F=-F'就能推导出全部经典力学物理学定律(包括动能定理、动量定理及它们的守恒定律等)。

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[楼主]  [4楼]  作者:youngler  发表时间: 2005/02/17 12:55 

F = m a 是物理原理吗?
    与其说这是物理原理,还不如说这是力的定义和质量的定义,一个算式里循环定义,即用质量来定义力,也用力来定义质量,实际上什么也没有定义清楚的一个数学算式。这就是上海交通大学杨本乐教授所说力学的逻辑缺陷。(再说,在时间可变的现代物理概念里,加速度怎么定义也是问题,时间的不均匀流逝,惯性运动变成了加速运动。)公理应该是不言自明的东西,这样糊里糊涂的 F = m a ,你不解释清楚,怎么能算作公理呢?就算定义,到底是力的定义还是质量的定义?

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 [5楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/02/17 18:42 

对于您所希望达到的杠杆定律的证明,我的前次帖子已经达到要求了,也即这个"形而下"的问题已经解决了.

对于您所希望达到的杠杆定律的证明,我的前次帖子已经达到要求了,也即这个"形而下"的问题已经解决了.

至于F=ma里面有概念循环定义的问题(这是常识,大家都知道),这个问题属于其他层次问题了,属于"形而上"的问题了. 其实任何物理与数学定律,都存在无法自包含的概念系统,概念循环定义的问题无法避免. 1930年有数学家(大概就是戴德金)就证明过这个事情.

 

[楼主]  [6楼]  作者:youngler  发表时间: 2005/02/17 19:25 

    你是博士,不过有些问题,你想得太复杂,反正我告诉你,证明杠杆原理,根本用不着其它原理,就像证明 2 的开方是个无理数,根本不需要什么数论!要是想到了,杠杆原理这个问题,一个不识字的工匠都能够做出证明。等我的书出版以后,适当时候我会公布我的证明,证明杠杆原理不用其它任何物理道理,只要画一幅图,大家自然会说这样的一杆秤没有什么不能平衡的理由。我的方法相当于几何证明中的作辅助线,画一些辅助图。

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 [7楼]  作者:julia132  发表时间: 2005/02/17 19:45 

请教:力和加速度都是独立定义、可测的量,怎能说f=ma是循环定义式呢?没有ma就没有f吗?

 

 [8楼]  作者:wbx.21  发表时间: 2005/02/17 20:06 

请问:力是怎么独立定义大小的?


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 [9楼]  作者:julia132  发表时间: 2005/02/17 20:07 

和尚说的都是真理(前提是你要承认他是对的)。f=ma要对杠杆成立,它必须能计算杠杆的加速度。你能吗?作到这一步还需要假设吗?
继续讨论杠杆问题,
 [10楼]  作者:julia132  发表时间: 2005/02/17 20:47 

力是由静力学转到动力学来的。将一重物定义一公斤,用杠杆或弹簧就可测力的大小。

有的书中用动量变化率来定义是狭隘的。

[楼主]  [11楼]  作者:youngler  发表时间: 2005/02/17 21:20 

对了,用杠杆定义出来的力来证明杠杆原理,
    对了,用杠杆原理定义出来的力来证明杠杆原理,这不叫循环论证,叫什么?

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[楼主]  [12楼]  作者:youngler  发表时间: 2005/02/17 21:31 

如果把太阳系当作弹簧,太阳系受到压缩是什么意思?
    如果把太阳系当作弹簧,太阳系受到压缩是什么意思?太阳系的形变只不过是行星轨道的变化。太阳系受到压力作用的效果,不是太阳系发生形变,而是行星轨道发生变化。所以应该明白一点,所有静力学材料都是行星系动力学系统,‘力’,都是动力学的力,‘力’只有一种效果,使物体产生加速度。本质上,‘力’是动力学的问题。

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 [13楼]  作者:逆子  发表时间: 2005/02/17 21:49 

应该说是质量与加速度定义力的。

当然了,其中的加速度要用时间与长度来定义。

如果说有时间与长度可变的前提下,这一公式就比较难说了。



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逆子
 [14楼]  作者:wbx.21  发表时间: 2005/02/17 22:25 

那是质量!因为F=ma即G=mg所以1Kg质量物体在地球表面受到9.8N的力


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 [15楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2005/02/17 23:36 

支持!!如果使用动量矩定理,请先说清动量矩方向如何确定

 



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 [16楼]  作者:wbx.21  发表时间: 2005/02/18 08:42 

杠杆原理怎么定义力的?


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 [17楼]  作者:wbx.21  发表时间: 2005/02/18 08:43 

规定和定义不同.规定具有人为主观性,不需要式子.而定义具有客观性,必须有定义式跟着.巴黎度量衡局保存的m、kg、s的大小原器,都是
规定和定义不同.规定具有人为主观性,不需要式子.而定义具有客观性,必须有定义式跟着.巴黎度量衡局保存的m、kg、s的大小原器,都是规定的量,而不是定义的.

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[楼主]  [18楼]  作者:youngler  发表时间: 2005/02/18 17:43 

见前面的讨论


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 [19楼]  作者:julia132  发表时间: 2005/02/18 20:43 

力的概念来自几千年实践经验和感受.

没有物理学时就有了.用定义来说,力就是物体间的相互作用.但大多数人认为力这个概念发空,只在牛顿给出万有引力之后才得到充实.其实,力是个独立的量,早已被人们所认识.如两人拉一根弹簧处于平衡状态,就与f=ma无关.也许有人想到了原子,请这是再别忘了理论是分层次的.

力学把物体的状态变化归于力,力是什么?它是产生果的原因.哪有将因与果混为一谈的.能认为因果律是循环论证吗.

 [20楼]  作者:julia132  发表时间: 2005/02/18 20:56 

f=ma是定律,可称原理.但它不在公理之中.
继续讨论杠杆问题,
 [21楼]  作者:julia132  发表时间: 2005/02/18 21:09 

原理来自经验和现象规律的总结,怎能用公式来证明?
继续讨论杠杆问题,
 [22楼]  作者:julia132  发表时间: 2005/02/18 21:17 

您自己研究的我还领悟不了,但我知到,力是不分什么学的.
继续讨论杠杆问题,
 [23楼]  作者:wbx.21  发表时间: 2005/02/19 11:45 

你说的对。但力的大小始终没有严格的定义,直到F=ma


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