一个困扰我的物理学问题

作者&投稿:江点 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
一个困扰我多年的物理问题~

  这儿关键是经典力学和相对论力学的联系与区别:虽然描述的物理量基本还是时间、空间、速度、力、动量、能量等等,但是有些量的含义两者的认识是有很大区别的。比如时间、空间在经典力学中是各自独立的,但是在相对论中时空是连为一体的,并且跟参考系的速度还紧密关联。
    实际上速度是区别两者的一个重要参量,当速度远小于光速时,适用经典力学,但是如果速度接近光速,那么就必须使用相对论力学来讨论,比如你提到的动能,在经典力学中表示为Ek=½mv²,但是当速度接近光速的时候,动能就不能用这个来讨论了,而变为Ek=mc²-m0c²,其中的m0是静止质量,而m是运动质量,这两个是不能混淆的,在相对论中运动质量是要随着速度增加的。所以你所说的动能定理同样适用,不过既然末速度是光速,那么根据相对论其静止质量一定为零,因此根据动能定理(外力所做的功等于物体动能的改变)所需要的能量即为E=mc²,而不是E=½mc²。
  其实关键就是你不能把经典力学的动能公式直接搬到相对论中来使用。 E=½△mv²这个式子的写法就说明了其适用于经典力学,然后你却讨论末速度为光速的情况,这是错误的做法。
  当然相对论公式是把经典力学公式包含在里面的,当速度远小于光速时,所有相对论公式都能回到经典力学。

物体示重小于实际重力的情况称之为失重
但这题用失重来考虑不妥,因为受力较复杂。
LZ考虑了加速度但没考虑F,物体的合外力是Fy+mg-Ny-fy,而不是mg-Ny-fy(y表示竖直方向分量)
另外第二题的标答是大于(M+m)g,物体也并非失重而是超重(加速度有向上的分量)
还有,f初≠0,题中写明了粗糙斜面,f末=f初,因为物块给斜面的压力未变

这是这个世界上最基本的一条物理定律搞得把戏:牛顿第一定律。

如果你和苍蝇在飞机上,你会发现它的速度是1000公里/小时;
如果你和苍蝇在国际空间站上,你会发现它的速度是28000公里/小时;

其实就算是你和它在地面上“不动”,你也会发现:
假如你在赤道上,你正在以时速1600公里/小时围绕地球旋转;
同时你正在以时速108000公里/小时(30km/s)围绕太阳旋转;
同时你正在以时速900000公里/小时(250km/s)围绕银河系中心旋转;
同时你正在以时速3060000公里/小时(850km/s)围绕M31本星系团旋转;
........
你感觉到你的运动了吗?没有。
很正常:这就是运动和静止的相对性。

呵呵,老兄看来还是对惯性没有理解:
惯性使物体的一个基本属性,一个物体的惯性大小是不变的,它既不是运动,也不是一种力,它是一种企图使物体保持原状态的一种趋势,一个静止的物体同样有惯性,并且和他运动时的惯性一样大:你要使一个静止的物体运动起来,必须对它施加一定的力,因为它要企图保持静止的状态,反之也一样。
一个保持匀速直线运动的系统,即惯性系里面,任何物体的状态和运动与一个静止的系统里面感觉是完全一样的,无论这个系统的运动速度多么快。
其实你这个系统里面包含了三种物体:苍蝇,你和空气,这三种物体都在做匀速直线运动,因而是相对静止的,它和一个完全静止的系统在力学上没有什么区别。
如果条件改一下:汽车忽快忽慢的前进,你会发现你和苍蝇将忽前忽后的摆动;为什么?因为汽车不再匀速运动;如果在一个敞篷车里面,你会发现苍蝇立刻被气流吹走,为什么?因为车里面空气不再与你们保持相对静止。
伽利略曾经也曾举例说明一个惯性系统相对静止效应,在一个封闭的火车车厢里,一个运动员扔铅球,无论这个火车速度多快,只要是匀速直线运动,他朝前扔和朝后扔铅球的的距离是一样,不会出现朝后扔的比朝前扔的远的现象,同理,两个乒乓球运动员打乒乓球,朝前打的运动员不会觉得比朝后打的运动员更吃力,无论火车速度多快,事实上,如果火车全封闭而且一点也不颠簸的话,这几个运动员将没有任何办法感觉出火车是静止的还是在高速前进。
此即运动和静止的相对性。
最后需要指出的是:上述一切均是建立在经典力学即牛顿力学体系上面的,如果按照爱因斯坦的广义相对论,运动物体和静止的物体相比,其质量会发生变化,其力学特性会有所不同,但是那只是在接近光速运动和原子尺度大小的微观世界才有明显变化,在宏观世界的大尺度及远低于光速的系统里面,人们凭感觉不会有任何不同。

关键的一点你搞混了:车厢内的空气相对于你并没有运动,它和是你保持相对静止的,和你在室内是一样的。打开窗户的话就不一样了,假如空气有从前向后的流动,相对于你空气就不在保持静止了,此时苍蝇也必定会被吹向车箱后部。

如果你跳高的话,如果不刮风(没有空气的流动),只要你垂直向上跳,落下来你仍然落到原地,只要你不是跳得太高(地球表面毕竟不是做直线运动,而是做圆周运动)!因为空气并没有对你施加任何横向的力。在横向上空气仍然对你是保持静止的。
还不明白吗?

呵呵,善于观察事物的巨细的人。
你的分析和假设都没有问题,但是你和楼下所有人的回答都忽略了一个很实际的问题——时间。
简单的说,速度变化是靠“加速度”和“时间”共同决定的(V=V。+ at),之所以我们很怀疑这个问题是因为我们无法把“时间”小到一定量级,人通常只能区分1秒左右的时间,而苍蝇在车厢被打飞后,独自飞行的时间绝不会太长,外界越是快的时候,它越是很快的落下来。
下面我来说人们在分不清的“时间量级”里发生了什么,首先苍蝇在它能接受的程度上搭乘了一辆车,它的腿会在 极短的时间内 抓住物体,在这段时间内,苍蝇承受外界速度突然加到它身上的这种变化(例如我们坐车,汽车突然快速启动),现在你把它打飞了,它在离开外界物体的时候,它运动速度仍然是原速度,此时,由于空气阻力等因素对它的速度的耗损是很小的,苍蝇随后会快速的着落,以便恢复耗损的速度,然后你促使它反复进行这种运动。
你所说的跳起来的问题,是因为在你离开到再次回去的短暂时间内,所耗损的速度在你再一次接触速度体后得以恢复,而这种恢复使得你可以承受,假设你有特异功能,跳起来后可以一定时间内不掉下去,在秒后你在突然跳到原来的速度体上,你会站稳吗?不会!
举个例子,我们所看到的跳车表演,两辆车的速度几乎是一样的,演员跳过去的时候调整一下很快就能恢复,如果两辆车的速度差距很大或者跳车的时间比较长(所谓的长,是想对于速度大小而言),演员要跳车的话,他的身体肯定是受不了的。这是一种威机感迫使他快速跳过去。
同样,在头脑中这种危机感迫使苍蝇也要快速回去,而在离开和回去的“时间量级”内的所发生的速度变化,它是能承受的了的。
这就是你的疑惑。

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苍蝇在地面上如果飞的速度是100km/h,那确实匪夷所思,因为此时苍蝇飞时受很大的空气阻力。
苍蝇在车里随车一起运动的速度是100km/h,那就没有什么奇怪的了,向前运动的阻力由车来克服,苍蝇不受此阻力,所以车多快,苍蝇就可以多快。

的确是这样啊 因为苍蝇虽然是生物但飞行速度不大 可以近似看作 惯性系 所以在车上是 具有和车相同的速度 着不奇怪 你试想下 在飞机上 你坐着 不动 你的速度(相对与地面)也有飞机那么大 你就会发现 这不奇怪了


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合川区19241697911: 一道困扰我的物理题,请各位物理高手指点下.
暴群凡乐: 可以的.粒子受到电场力qU/d,竖直方向重力mg.两个力的合力F合=mgtan37=3mg/4,则粒子加速度为a=3g/4s=(v^2-v0^2)/2a,v=sqrt(2as+0.25)=sqrt(2*(3g/4)*0.05+0.25)=1m/s你给的解析里:F合S=1/2mv²-1/2mv0^2,也应该解得 v=1m/s

合川区19241697911: 我问大家一个物理问题,也是一直困扰我的问题,麻烦大家了
暴群凡乐: 短路就是没经过该用电器.比如R1R2串联,R2被短路,就是电流没从R1走,只走了R2,电路还是有电流的,但是R1里没有.所以电流表有示数,但是如果电压表次R1的的有的话电压表就没示数.断路是电路断开,是没有电流的.但是测量断开位置还是有电压的.要具体提才能说得更明白.

合川区19241697911: 一道困扰我的物理题 -
暴群凡乐: 没有可能呀....如果半径不等,线速度和角速度是成反比的.第二个图明显的线速度相问题是这样的:从第一个图看出所有轮子转动起来时的角速度都相等.从第二个图:用一条皮带带动图中的大轮和最左的小轮,则这两个的线速度相等,这就让我困扰了,这样转动的话不就是全部轮子的角速度线速度都相等吗?有可能吗?

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