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FS中的S是"作用点位移"吗?
[楼主] 作者:和满  发表时间:2005/09/06 23:22
点击:879次

设S系内,地面为XZ平面,滑块沿X轴向X正方向运动.

假如:FS中的S是"作用点位移".
"滑块所受摩擦力"的作用点可以有两种取法,一种是当滑块底面积远小于路程时,把滑块质心作为作用点,一种是把滑块在X轴上最前端的点作为作用点.
无论那种方法,一旦我们取了点,就不好确定"滑块所受摩擦力反作用力"的作用点.令"滑块所受摩擦力"的作用点为A点.地表与A点重合的点是在随时间变化而变化的,这些点构成了一条线,这条线的长S2恒等于"滑块所受摩擦力"的S1.
结果就是FS1-FS2恒=0.摩擦力作功不可能存在.
"摩擦力作功不可能存在"显然不符合实验结果.我到底那里推错了?
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 [2楼]  作者:_mercury  发表时间: 2005/09/06 23:46 

s当然是作用点位移,系统能量守恒,没有错啊!
把滑块与地面作为一个系统
[楼主]  [3楼]  作者:和满  发表时间: 2005/09/06 23:52 

那摩擦力作功产生热能,各系通用公式是什么?
不就是E=W=FS1+FS2吗?
难道摩擦力作功产生热能恒为0?
 [4楼]  作者:_mercury  发表时间: 2005/09/07 00:38 

我的解
以地面为参照,滑块受力F,位移S,滑块能量改变E2-E1=FS;
以滑块为参照,地面受力-F,位移-S,地面能量改变FS;
W=2FS;
因为地面的作用点随时间重新选择,但不等于原作用点向新作用点移位了,原作用点的移位应是-s,而不是s

[楼主]  [5楼]  作者:和满  发表时间: 2005/09/07 00:46 

W=2FS不是"各系平权"的,只是两系平权"
FS中的S是"作用点位移"吗?
 [6楼]  作者:_mercury  发表时间: 2005/09/07 00:55 

是否平权我没深入考虑过
我不清楚怎么样才算“平权”,请和满指点一下;
对于相互作用的实际物理过程物理学并不完全清楚
[楼主]  [7楼]  作者:和满  发表时间: 2005/09/07 01:07 

两种解释:
1 各系中物理规律不变.
这不意味"洛仑兹变换在各系中都成立".
2 在一系中成立的物理基本方程,在其它系中也成立.
我觉得不对.
只有"各系平权的公式"才能在各系中成立,例如动量守恒公式,"各系平权的公式"意味着"各系中运算的结果都与实验结果相符"
[楼主]  [8楼]  作者:和满  发表时间: 2005/09/07 01:10 

另外,这个解作为"热量运算"是无意义的,因为会推导出动能热能不守恒.
详见:http://forrootbasic.51.net/guand/mcshrdjsjg.htm
注意,其题设部分有笔误.
 [9楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/09/07 11:14 

"S"为两作用点之间的位,与参照系选取无关。


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 [10楼]  作者:_mercury  发表时间: 2005/09/07 13:16 

选惯性系做参照,能量守恒
FS中的S是"作用点位移"吗?
[楼主]  [11楼]  作者:和满  发表时间: 2005/09/07 23:00 

"S"为两作用点之间的位,
和满:(怎么求?我上述分析已经表明,当把滑块质点化以后,不存在"地表作用点的位移",只存在"地表作用点的改变",假如把"地表作用点的改变"作为地表所受摩擦力作功的距离S,就不符合"S是作用点位移".)

与参照系选取无关。
和满:(当然有关,凡是涉及"相对运动"的问题,都是在一个物体静止的参照系中运算的.这一点常被人忽略.
我们想想,"洛仑兹变换"是干什么的?在S系内运动速度为v的物体A与运动速度为-v的物体B,AB之间的相对速度为什么不是S系内的几何速度叠加2v呢?洛仑兹速度合成其实就是一个物体静止的参照系内另个物体的速度(是"运动学速度"还是"动力学速度姑且不论).
适用于迦利略变换的问题,求相对速度时,其实也需要变换,只不过这种变换比较简单,人们已经习惯成自然,反倒忽略了.例如"雨中打伞跑步",求雨与伞的相对运动夹角.在地表系中就算不出.如有不同意见,请展示其运算.
[楼主]  [12楼]  作者:和满  发表时间: 2005/09/07 23:27 

志勰先生没有在“非惯性系”中运算呀。
其参照系可以是惯性系,也可以是非惯性系。
我把质心位移作为S,使用“FS1-FS2”的绝对值作为W,W=E,证得守恒。
可是“质心位移作为S”并不是普适的。对被作用物体有变形的问题不适用。
所以我现在思想很乱
 [13楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/09/08 09:56 

证明如下:
由任意动系观的原点为O,设地面相对O点平动。

某瞬间地面作用点相对于O的元位移dr=r0+dr1
滑块作用点相对于O的元位移dr'=r0+dr2
F和-F分别表示作用力和反作用于力,那这对相互作用力元动之和

dw=F(r0+dr2)+(-F)(r0+dr1)=F(dr2-r1)=ds

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[楼主]  [14楼]  作者:和满  发表时间: 2005/09/08 14:57 

您这个证明我服,但结论F(dr2-r1)与2FS是不同的呀.
到底哪个对?连志勰先生使用的也是W=2FS,看来不是MERCURY个人的失误.
 [15楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/09/08 19:29 

非也!
用例子说明:

在参照系中完全相同的质点,受相同的力沿相反方向运动,质点A的动能 EA=FS=(1/2)MVV。
质点B动能 EB=FS=(1/2)MVV

两者作非弹性碰撞后静止,根据能量守恒,二者放出的热量为

-Q=MVV=2FS
注意的是,这里的S为质点相对参照系的位移,而不是两质点间的位移。二者不能混为一谈。

半年多前,我们就动能的问进行较深的讨论。也许您还不明白我的观点,即我认为:

在物理学中,单体动能的增量不表示物质的多少,因此不能被“提取”出来,只在互相作用时(作功之和)才表示物质的多少,才可以验证。

假设牛顿所说的绝对静止系可用实验来测量,那么质点在外力做功过程中与环境之间的能量转移能量E可用dE=Fd(r0+r),r0为参照系相绝对系的元位移。这样定义的新物理量就满足各系不变了,即客观存在能表示物质的多少。

反过来说,若转移能量E是客观存在的,那对物理现象一定有影响。我们通过测量这个影响就可确定参照系的绝对运动。简言之,爱因斯坦认为相对论效应因子依赖于动能,而新的理论就要认为效应因子依赖于转移能量E。

此外,dE=Fd(r0+r)与动能定理dEK=Fdr可以同时并存.就经典物理学来说,在所有可测现象中,我们不用dEK=Fdr,而改用dE=Fd(r0+r)也同样满足能量和动量双守恒,同样能解题。



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 [16楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/09/08 20:14 

另,考虑这问题时,应注意:参考系不动,但地面有稍小的向后运动


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[楼主]  [17楼]  作者:和满  发表时间: 2005/09/08 22:55 

到底"同"还是"不同"?
在物理学中,单体动能的增量不表示物质的多少,因此不能被“提取”出来,只在互相作用时(作功之和)才表示物质的多少,才可以验证。

和满:(我们现在只在经典框架下讨论,不涉及动能的增量与物质的多少的关系.我现在只问您:您的dW=F(dr2-dr1)中的dr是否恒等于"-dr1"?假如不是,dw在时间t上的积分就不是2FS.)
 [18楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/09/09 08:47 

没有看懂您的意思!


和满:(我们现在只在经典框架下讨论,不涉及动能的增量与物质的多少的关系.我现在只问您:您的dW=F(dr2-dr1)中的dr是否恒等于"-dr1"?假如不是,dw在时间t上的积分就不是2FS.)


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[楼主]  [19楼]  作者:和满  发表时间: 2005/09/09 20:48 

我打错了,真对不起:
应该是:
我现在只问您:您的dW=F(dr2-dr1)中的dr1是否恒等于"-dr2"?假如不是,dw在时间t上的积分就不是2FS.)



 [20楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/09/09 21:33 

一般情况下是不相等的
在上帖我举的例子中是相等的,但一般情况下是不相等的。就地面摩擦生热的现象来讲:

如果说以不动的参照系S上看,地球与木块相互作用而相对S系的元位移为dr1(尽管它非常小),木块相对S系的元位移为dr2.由于地球质量大,木块质量小,自然有:|dr2|>>|dr1|。

故功之和:dW=F(dr2-dr1)

若S系固定在地球上,其结果也是dW=F(dr2-dr1)

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[楼主]  [21楼]  作者:和满  发表时间: 2005/09/13 01:24 

谢谢
FS中的S是"作用点位移"吗?

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