牛頓第一定律反映了什么運動規律 牛頓運動定律是自然界普遍適用的基本規律之一( 二 )


假定一架飛機的質量m和飛機作用合力F恒定不變,飛機飛行的最高速度為360米/秒,加速度為6米/秒2,那么
a=F/m=6米/秒2
暫且不論飛機的質量m和飛機作用合力F的具體大小數值,因為F/m的比值就是a,只需看加速度a=6米/秒2產生的結果會怎么樣?將飛機的加速度代入以下公式:
v=at=6t
當時間大于60秒后,假定飛行了120秒,那么飛機的速度為:
v=at=6×120=720米/秒
此計算得到的速度是假定飛行最高速度的2倍 。再假定飛行時間是6小時,那么,
v=at=6×21600=129600米/秒=129.6千米/秒
在飛機質量不變和飛機作用合力為持續恒力的條件下,這個速度是否可以飛出地球了?甚至可以飛出太陽系了吧?請問:得出這樣的結果是不是悖論?很顯然就是悖論!
物理新論研究得知,不是牛頓第二運動定律有缺陷,而是人們的認識和理解不準確或者不到位 。牛頓第二運動定律是正確的,是物質運動的一個客觀規律 。但是,牛頓第二運動定律只是反映了物質運動變速度的客觀規律,不是物質運動全部速度和整體速度的客觀規律,對于這一點人們應當是有共識的,否則,科學家牛頓也不會把物質的運動定律分成三個了 。那么,如何認識牛頓第一運動定律和第二運動定律才算是準確的和到位的呢?
先從牛頓第一運動定律開始認識,實際上,牛頓第一運動定律有一個方程式如下:
F=mv ——————(1)
方程式中,F是作用力;m是物質質量;v是物質的運動速度 。
或許知道這個方程式的人不會太多,而且這個方程式也不敢放進物理課本里給學生講解和傳授 。為什么呢?因為這個方程式被物理學認為與牛頓第二運動定律方程式F=ma相矛盾,矛盾在哪里?物理學認為矛盾就在于速度v與加速度a這兩個物理量不同,同時,物理學認為,作用力是改變物質運動狀態的原因,不是產生物質運動速度的原因,所以,這個方程式被刻意地隱瞞了 。
盡管如此,人們根據牛頓第一運動定律的這個方程式,生產出了子彈 ?;蛟S有讀者朋友知道子彈的運動原理,子彈射出后,假如沒有空氣的阻力,那么,子彈的速度就不會減慢;假如沒有地球的引力,那么,子彈就會作直線勻速運動;而不會落回地面 ??墒?,子彈明明是受到了一個初始的作用力才會產生了一個運動的初速度,難到子彈飛出的速度不是因為作用力而產生的?于是就陷入了一個難以解釋的尷尬局面 。
事實上,子彈受到了一個外力的作用,這個外力可以看成是瞬時恒力,也就是說,這個外力作用的時間很短暫,在子彈飛出槍口后,這個外力的作用就基本上消失了 。因此,恒力實際上分為持續恒力和瞬時恒力兩種 。物理新論研究表明,作用合力為恒力時,物質作勻速運動;持續恒力作用的物質可以是勻速直線運動,還可以是勻速曲線運動(包括圓周運動等);瞬時恒力作用的物質是勻速直線運動,特別是在真空理想狀態下,瞬時恒力作用的物質一定是作勻速直線運動 。
為此,如何認識和理解牛頓第一運動定律F=mv方程式里的速度是一個什么速度呢?物理新論研究得知,是一個物質運動的末速度 。既然是一個末速度,那么,末速度與初速度及加速度(變速度)之間的基本關系就一目了然了,用以下方程式就可以清晰地表達出來:
v=v0+a ————————(2)
從這個方程式不難看出,現在的問題是如何來正確地認識和理解加速度(變速度)?這個加速度(變速度)的問題正是伽利略和牛頓等科學家以及物理學缺失掉的認識問題 。為什么呢?這是因為物理學把加速度(變速度)方程式表達如下:
a=v/t=(vt-v0)/t ——————(3)
這個方程式有問題嗎?當然有問題!從方程式速度v=vt-v0很容易就看出來了,速度v本來就是一個速度變化量,不是末速度,也不是初速度;加速度(變速度)a難道不是一個速度變化量?方程式(3)還需要再加進來一個時間t的物理量嗎?在方程式(3)里如此加進來這個時間t意味著什么?意味著a是速度變化量的變化量,或者說,是加速度(變速度)的加速度(變速度),畫蛇添足了 。由此不難得出結論:加速度(變速度)方程式a=v/t是錯誤的 。原因是這個方程式里的速度v的物理含義并不是速度變量,而是速度 。
因此,正確的加速度(變速度)方程式如下:
a=vt-v0 ——————(4)
在物理新論里,末速度統一用v來表示,故方程式(4)變為
a=v-v0 ——————(5)

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