描述运动,绝不是一件简单的事情!

简介:在物理学中,运动是指物体在空间中随时间变化的相对位置。讨论运动必须采用某个参考框架,但参考系统是可选的。运动是物理学的核心概念,运动研究开创了力学科学。现代物理学是一门基于力学的科学。物理学中的每个学科只有在建立了一套力学之后才被认为是一门完整的学科。但是描述体育并不是一件简单的事情!

谈到运动,我决定先谈谈宏观运动。学过哲学的人都知道锻炼是绝对的,休息是相对的。你找不到宇宙中没有移动的东西。然而,准确描述运动也很烦人。

要描述运动,必须有一个参考,参考框架。描述由同一物质选择的不同参考系,并且运动状态可能会改变。例如,如果你坐在车里,如果你用车外的树木作为参考系统,人们就会动起来;人们仍然把车上的座位作为参考系统。这是我们在高中学习的。

看到这一点,我相信你已经想到了接下来要说的话。那是参考系统。参考系统分为惯性系统和非惯性系统。这也是我们在高中学到的东西。但我相信你和我一样,根本不关注这个知识点。

直到后来我才意识到这个知识点对整个物理甚至哲学的重要性。爱因斯坦能够建立一种特殊的相对论,并基于对该问题的清晰理解。也就是说,物理定律在任何惯性系中具有相同的表达式。爱因斯坦将这种相对性原理与恒定光速原理相结合,创造了一种特殊的相对论。

对于惯性理论,我们应该首先提到的是一个人伽利略。 “伽利略变换”这个词是物理学家所熟知的。该理论认为,所有彼此均匀线性运动的惯性系统完全等同于描述机械运动的机械定律。或者惯性系统保持相对静止或相对均匀的线性运动状态的参考系也是惯性系统。并且在惯性框架内进行的任何机械实验都不能确定惯性系统本身的运动状态。惯性系统保持相对静止或相对均匀的线性运动状态的参考系也是惯性系统。

值得一提的是,我们认为宇宙中没有真正的惯性系统。惯性系统是我们基于客观延伸的产品。在惯性系统中,当物体不受外力作用时,它始终保持均匀的线性运动或静止状态。您能找到不受外力影响的物质或参考系统吗?显然,由于诸如重力的因素,不能找到这种惯性系统和材料。所以真正的惯性系统不存在。

所以爱因斯坦指出牛顿的第一定律[任何物体必须保持均匀的线性运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动。 】有一个怀疑的循环论据。

后来,Landau在《场论》中给出了惯性系统的定义:由牛顿第一定律建立的参考系统称为惯性系统。这个定义让我相信,牛顿的第一定律并没有真正的循环论证,但在寻找惯性系统时会出现。

事实上,我们周围的环境是一个非惯性参考系统,但为什么惯性系统用于描述运动方程。原因是在该系统中描述运动方程更容易和更方便。

具体说明是在空间中,相对于任何参考点(静止或移动),可以计算和计算移动粒子的位移,速度和加速度。尽管如此,经典力学假定一组特殊的参考框架。在这组特定的参考系中,自然界的力学定律呈现出一种相对简单的形式,这些特殊的参考系统被称为惯性参考系(惯性系统)。

惯性系统具有一个特征:两个惯性系统之间的相对速度必须是恒定的;相对于惯性框架,任何非惯性参考系统(非惯性)必须表现出加速运动。因此,在任何惯性参考系中由净外力为零的点粒子测量的速度必须是恒定的;只有当净外力非零时,才会有一点颗粒加速运动。由于重力的存在,没有办法确保找到零净外力的惯性系统。

实际上,惯性系统可以被认为是非惯性系统的特例。真实宇宙中的非惯性系统可以无限地接近惯性系统,但它永远不会成功。因此,惯性系统基于客观的宇宙环境。在此基础上建造的实体建筑不是空中城堡。

说到这一点,我们将不可避免地谈论惯性[惯性,即保持其运动状态的物体的性质]。惯性和惯性系统是两个概念。惯性是物质的固有属性。无论是固体,液体还是气体,无论是移动还是静止,它都具有惯性。一切都有惯性。而惯性的大小只与物体的质量有关。质量体的运动状态相对难以改变,即惯性很大;小质量物体的运动状态相对容易改变,即惯性很小。

艾萨克牛顿在伟大的书《自然哲学的数学原理》中定义了惯性:惯性是物质的固有力量,一种存在于每个物体中的阻力现象,大约是物体的大小,并试图将其保持为存在。状态,无论是静止还是均匀线性运动。

惯性系统是用于描述运动的参考系统。 [由牛顿第一定律建立的参考系统称为惯性系统]

还有惯性和惯性定律不是一回事。惯性是物质本身的属性,我已经在上面说过了。惯性定律描述了运动和力之间的关系。也就是说,该关系表明力不是物体运动的原因,力是改变物体运动状态的因素。

我们都知道惯性是物质的内在属性。惯性大小仅与物体的质量有关,与运动状态无关。

这是另一种材料固有的属性。重力[任何两个粒子通过心脏方向的力相互吸引。重力的大小与它们的质量的乘积成正比,并且与它们的距离的平方成反比,与两个物体的化学成分和它们之间的介质类型无关。 】其公式为:F=(G×M1×M2)/R2。我们可以看到,引力只与物体的质量和物体之间的距离有关。

每个人都应该看到质量是惯性和重力的基础。因此,这里我们必须引入惯性质量和引力质量。

首先,惯性理解的一个重要发展是惯性和能量之间的关系。

阿尔伯特爱因斯坦在1905年的论文《论动体的电动力学》中提出的狭义相对论是一种基于伽利略和牛顿开发的惯性和惯性参考系统的新物理理论。它统一了力学理论和电磁学理论,使时间和空间概念发生了根本性的变化。

然后,爱因斯坦证明了质量和能量之间的关系:E=mc2,某种质量对应于某种能量,某种能量对应于某种质量。

在这里,能量包括各种形式的能量,突破了上述对某种形式的能量和惯性之间关系的理解。因此,惯性是能量的属性,能量有惯性(质量),任何惯性质量都归因于能量。质量的概念作为物理学的基本概念和物质的数量,已降至次要地位。今天,在现代物理学中,能量和动量等概念比质量和力等概念更重要。

虽然这个划时代的理论实际上改变了许多牛顿的概念,如质量、能量和距离,但爱因斯坦的惯性概念与牛顿最初的概念并无不同。事实上,整个理论都是基于牛顿对惯性的定义。但这也使得狭义相对论的相对性原理只适用于惯性参考系。在这个参照系中,不受外力影响的物体必须保持其平稳或均匀的线性运动。

为了应对这种限制,爱因斯坦在1916年发表了一篇论文[0x9A8b]。该理论可应用于非惯性参考系。然而,为了实现这一目标,爱因斯坦发现他必须使用弯曲时间和空间的新概念,而不是传统的牛顿概念来重新定义几个基本概念(如重力)。

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摘自一位独立学者、一位科普作家、一本科学著作[0x9A8b]。

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