字體:小 中 大 |
|
|
|
| 2024/12/23 03:58:09瀏覽14|回應0|推薦0 | |
在前面一篇已經指出,力是一種中介的觀念。力的作用是造成物體運動的變化。隨著時間的前進,物體的位置會自然的依據真實慣性而變化。力描述的是加速度,也就是速度的變化。看起來並不是最低層次的變化,怎麼會是最基礎的定律與觀念? 問題的根源在於一般的對於宇宙的理解是會變化的三維空間。在三維空間中慣性運動改變了物體的位置就是變化。宇宙實際是四維空間。在前面已經詳細說明,四維空間中是沒有靜止這個觀念的。因此慣性運動就是最基礎的行為。改變慣性運動就是最基礎的變化。 在思考力的作用時,一不小心就會認為力會改變物體的速度。這個想法是錯誤的。描述力的作用規律的是牛頓第二運動定律。在物體質量不變的情況下,與力對應的是加速度,是速度變化率。力必須持續一點時間才會改變物體的速度。這個區別在應用時沒有影響,但在理解時很重要。 在日常生活中常看到力從一個物體傳導到另一個物體。在打檯球時,球桿擊球施力於球,球前進撞擊施力於另一個球。看起來力從球桿傳到第一個球,再從第一個球傳到第二個球。然而實際情況是什麼? 當球桿向第一個球前進時,一開始距離較遠,幾乎沒有電磁力。當球桿幾乎接觸到球時,雙方電荷的排斥力開始持續作用,相等並且相反。雙方越來越近,排斥力越來越強。持續作用到球桿的力降低球桿的動量及速度,而持續作用到球的力增加球的動量及速度。直到球的速度快過球桿的速度,雙方開始拉開距離。排斥力越來越弱。直至排斥力可以忽略不計,球等速前進。所以是球桿的動量經過持續的電磁力傳導到球上。第一個球以類似的過程將動量傳導到第二個球。這就說明沒有力的傳導,只有動量的傳導。 當一個觀察者的速度與第一個球撞擊第二個球之前的速度相同,會看到完全不同的過程。第一個球並沒有靜止,而是向球桿迎去。第二個球隨著第一個球以相同速度前進。第一個球,與球桿碰撞之後停止前進,而球桿在碰撞後向後倒退。這就是說,第一個球的動量經過持續的電磁力傳導到球桿之上。隨後第二個球前進碰撞第一個球。第二個球的動量經過持續的電磁力傳導到第一個球。動量的傳導方向完全相反。這就說明動量的傳導方向是主觀認定。 力是相對性的觀念。在前面解說相對慣性時已經演示。這裡不再贅述。 物體是由原粒子構成。粒子之間有吸引力才不至於散開,又有排斥力才不至於收縮。吸引力來自於共享電荷對相鄰粒子核的異性電磁吸力;排斥力來自相鄰粒子表面電荷的同性電磁推力。吸引力與排斥力必須達到某種平衡才能維持物體的形狀。這種平衡並不需要時時刻刻互相抵消,而是時期的平衡。也就是說,粒子之間可以容許一定程度的震盪。 當球桿撞擊到球時,只有雙方接觸點附近的原粒子之間才有較強的排斥力。要將整個球擊出,接觸點的持續力必須在球的內部經過某種機制使得球的各處都產生動量變化。在接觸點附近的粒子受力後會向內部移動,從而與相鄰的粒子們互生排斥力。粒子本身的動量會降低,而相鄰的粒子們也會向後退,進一步影響與他們相鄰的粒子。所以在撞擊時球在接觸點會略為變凹,內部會震盪。在球脫離球桿接觸後,球會逐漸恢復。是否能完全復原在於球的材質。 整個物體撞擊的程序從頭到尾都是電磁場與電荷之間的相互作用。傳統力學對於物體碰撞時需要接觸的理解是錯的。
力的作用是改變物體的慣性。力是有方向的。施加到物體上的力依方向可以分拆成互相垂直的兩股。一股沿著物體慣性運動的方向,改變物體的速率。從物體運動的軌跡來看,力的方向是切線的方向。這股力我稱為直力。直力會改變物體的能量。推車子前進,一個檯球擊中另一個球,所施的力都只是直力。直力不會改變物體的空間方向,物體的空間軌跡是一條直線,但是物體的時空軌跡是彎曲的拋物線。 另一股力垂直於物體運動的方向,改變物體的運動方向。這股力我稱為曲力。直力不會改變運動的方向,曲力不會改變物體的速率,也就不會改變動能。當物體做圓周運動時,所施的力都只是曲力。物體作圓周運動的時空軌跡是螺旋形。圓周運動是一種旋轉,有另一套規律,後續會討論。 從牛頓第二運動定律看來,作用到物體上的力是動量對時間的變化率。這就是說,當力持續作用到物體會改變物體的動量。動量差=力×時間差。另一方面,當物體在力場中隨受力的方向從一個位置移動到另一個位置,能量可能會隨之改變。能量差=直力×位置差。直力是能量對空間路徑的變化率。這就將動量與能量透過力聯繫在一起。這個聯繫是從以力為核心的力學通向以能量為核心的力學的通道,是以能量為核心的物理理論的起始點。 |
|
| ( 知識學習|科學百科 ) |












