導讀:如果你不清楚能量和力的關係和區別,看看此文。力和能量都是抽象的概念,抽象能力是幫助我們去繁就簡,看清事物本質的能力。力的定義是這樣:力是物體對物體的作用,力不能脫離物體而單獨存在。兩個不直接接觸的物體之間也可能產生力的作用。力的單位是牛【N】,力的三要素是大小,方向,作用點。
能量的定義是這樣的:能量是物質運動轉換的量度,簡稱“能”。世界萬物是不斷運動的,在物質的一切屬性中,運動是最基本的屬性,其他屬性都是運動的具體表現。也可以表述為能量(energy)是質量的時空分佈變化程度的度量,用來表徵物理系統做功的本領。現代物理學已明確了質量與能量之間的數量關係,即愛因斯坦的質能關係式:E=MC²。能量的單位與功一樣是焦耳【J】。
OK,上面的內容是力和能量的定義,這都是初中的內容。現在我們來分析一下,看似很簡單的內容,其實分析起來很複雜。力和能量都不是可以一句話說清楚的概念。在長達二個世紀之內,力和能量都是混淆的,法國學者科里奧利(Gustave Gaspard Coriolis,1792-1843)引進了功的概念後,力和能量的概念才被明朗的分開來。
內容如下:
力的作用效果只有兩點:1.力可以改變物體的形狀,使物體發生形變。
2、力可以改變物體的運動狀態(速度大小、運動方向,兩者至少有一個會發生改變)。
那麼如果一個物體發生了形變,或者發生了運動狀態的改變,就一定有力存在。
力和能量而言,很明顯,能量是更本質的東西。一個物體不一定是施力者或受力者,但一定具有能量。無論它處於什麼狀態,都具有能量。這就是愛因斯坦的貢獻。即使不使用相對論質能關係,也可以得到,無論物體處於什麼狀態下都具有能量的結論。
一個勻速運動的不受力的物體,有能量。運動本身具有動能。而由於萬物都在運動,萬物都受到萬有引力的影響,你找不到不具有能量的物體。
當然,同樣也找不到完全不受力的物體。所以力和能量,能量是更根本的東西。那麼現在來回答,力和能量有什麼關係?有什麼區別?
他們之間的聯絡就是功,其實上面已經說了。力對物體持續【時間】作用的累積,就是功。是物理學中表示力對物體作用的空間的累積的物理量。而能量也是用功來表示的,這不是它們之間的聯絡嗎?
不同點,和區別的地方,就在於能量是更根本的東西。你可以想象一個物體不受力,但你不能想象一個物體沒有任何能量。因為某物體受力是有條件的,但某物體具有能量,是不需要條件的,有質量的物體,都具有能量。這不難理解。
而且在此書中關於質量的定義就是:質量是物體在相對時空中的一種物理屬性,物體所蘊含能量的多少是物體質量的量度。
也可以通俗的說,能量是普遍存在的,力卻不是普遍存在的。我們也知道能量守恆定律,但沒有聽說過力的守恆定律。
其實力可以看作是能量的“表現”,沒有無緣無故的力,哪怕是引力也是。必須有物質存在,才能說有引力。而愛因斯坦的拓展,就是告訴我們,質量和能量是一個東西,是一東西不同的形式表述而以。質量具有慣性,能量也具有慣性。
這就是力和能量的區別和聯絡。還有一點,能量是守恆定律告訴我們,能量是永恆存在的,不會滅亡。而力不是永恆存在的,但記住,力的作用,力產生的作用效果其實是永恆的。就好像我們說的“蝴蝶效應。”蝴蝶用力煽動翅膀,扇了一下,力作用於空氣,空氣又給蝴蝶一個力。力推動空氣運動,空氣又影響周圍空氣……也可以說,力轉化為了能。
課本問題,和現實中遇到的問題還是有區別的。比如我給你留一個問題,你來回答一下。我們假設你作為成年人一拳可打出200N的力,你現在一拳打在空氣中,如果根據作用力和反作用力相等,你會受到一個反作用力,可是為什麼你感覺這個反作用力很小。而打在牆上,卻疼的無法忍受?
你回答完這個問題,我再深化一下問題。你再想想該怎麼回答。假如在真空房間中空無一物,一個鐵拳,知道質量10kg,也知道它的加速度達到了10m/s2。這時它一拳打在真空中。問題是力產生了嗎?力的大小應該是多少?
還有一個點,學生們應該很少會問這個問題,可能不是因為想不到這個問題,而是認為問這個問題傻。那就是力的傳遞速遞是多少?
如果認真看完了此書的內容,你可能會對這個問題愣一下。但應該很快就能想明白,並不難。力包括很多力,比如重力、萬有引力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力……但力的本質一樣,都是物體對物體的作用。
那麼就很清楚了,引力的傳播速度是光速,那麼力的傳遞速度上限就是光速。肯定有低於光速的,比如空氣振動產生的力,空氣振動不能達到光速。
同樣能量傳遞的速度上限,也是光速。光本身也是一種能量。
首先本書中時間的定義是這樣的:時間是物質在引力場中的位置以及運動速度的應變度量過程;它是物質存在的客觀形式。
我是這樣回答他的:從定義你可以看出,時間是強調當下時間的。但不是說,時間是一個點,時間對具體物體而言,是一個點。但從宇宙萬物來說,就是一個大的場。你可以理解為高低不平,快慢不同的時間海洋。物體處於宇宙中不同的位置,有不同的質量和速度,那麼時間流逝一定是不一樣的。
不是說過去是虛擬的,不是說過去的時間是假的。過去是真實的,過去的時間也是真實的。但說時間沒有過去和未來,是為了說明,過去的時間不再是可以利用的時間,它已經失去了“時間”的意義。未來也一樣,未來的時間,還沒有顯示其實用性,你無法把過去和未來的時間利用在你身上。只能說過去的時間,是既定的事實事件,未來的時間,是未來的既定事件。
而且在前面章節,有說到過,時間,空間,物質是一體的,無法分離的這個概念。這就是我給這為讀者的回答。
其實你仔細去想,從慣性,力,能量;慣性定律,楞次定律,和其他各種守恆定律,都可以從中感受到萬物的聯絡和萬物的協作,一定是有原因的,一定是統一的。我們不理解的東西,僅僅在於知識面還沒有達到那個東西之上。我們需要做的,就是搭橋,當橋搭足夠多的時候,你會發現,原來通往那個我們不理解的地方的路,在這裡啊。
摘自獨立學者,科普作家,藝術家靈遁者科普書籍《變化》
導讀:如果你不清楚能量和力的關係和區別,看看此文。力和能量都是抽象的概念,抽象能力是幫助我們去繁就簡,看清事物本質的能力。力的定義是這樣:力是物體對物體的作用,力不能脫離物體而單獨存在。兩個不直接接觸的物體之間也可能產生力的作用。力的單位是牛【N】,力的三要素是大小,方向,作用點。
能量的定義是這樣的:能量是物質運動轉換的量度,簡稱“能”。世界萬物是不斷運動的,在物質的一切屬性中,運動是最基本的屬性,其他屬性都是運動的具體表現。也可以表述為能量(energy)是質量的時空分佈變化程度的度量,用來表徵物理系統做功的本領。現代物理學已明確了質量與能量之間的數量關係,即愛因斯坦的質能關係式:E=MC²。能量的單位與功一樣是焦耳【J】。
OK,上面的內容是力和能量的定義,這都是初中的內容。現在我們來分析一下,看似很簡單的內容,其實分析起來很複雜。力和能量都不是可以一句話說清楚的概念。在長達二個世紀之內,力和能量都是混淆的,法國學者科里奧利(Gustave Gaspard Coriolis,1792-1843)引進了功的概念後,力和能量的概念才被明朗的分開來。
內容如下:
力的作用效果只有兩點:1.力可以改變物體的形狀,使物體發生形變。
2、力可以改變物體的運動狀態(速度大小、運動方向,兩者至少有一個會發生改變)。
那麼如果一個物體發生了形變,或者發生了運動狀態的改變,就一定有力存在。
力和能量而言,很明顯,能量是更本質的東西。一個物體不一定是施力者或受力者,但一定具有能量。無論它處於什麼狀態,都具有能量。這就是愛因斯坦的貢獻。即使不使用相對論質能關係,也可以得到,無論物體處於什麼狀態下都具有能量的結論。
一個勻速運動的不受力的物體,有能量。運動本身具有動能。而由於萬物都在運動,萬物都受到萬有引力的影響,你找不到不具有能量的物體。
當然,同樣也找不到完全不受力的物體。所以力和能量,能量是更根本的東西。那麼現在來回答,力和能量有什麼關係?有什麼區別?
他們之間的聯絡就是功,其實上面已經說了。力對物體持續【時間】作用的累積,就是功。是物理學中表示力對物體作用的空間的累積的物理量。而能量也是用功來表示的,這不是它們之間的聯絡嗎?
不同點,和區別的地方,就在於能量是更根本的東西。你可以想象一個物體不受力,但你不能想象一個物體沒有任何能量。因為某物體受力是有條件的,但某物體具有能量,是不需要條件的,有質量的物體,都具有能量。這不難理解。
而且在此書中關於質量的定義就是:質量是物體在相對時空中的一種物理屬性,物體所蘊含能量的多少是物體質量的量度。
也可以通俗的說,能量是普遍存在的,力卻不是普遍存在的。我們也知道能量守恆定律,但沒有聽說過力的守恆定律。
其實力可以看作是能量的“表現”,沒有無緣無故的力,哪怕是引力也是。必須有物質存在,才能說有引力。而愛因斯坦的拓展,就是告訴我們,質量和能量是一個東西,是一東西不同的形式表述而以。質量具有慣性,能量也具有慣性。
這就是力和能量的區別和聯絡。還有一點,能量是守恆定律告訴我們,能量是永恆存在的,不會滅亡。而力不是永恆存在的,但記住,力的作用,力產生的作用效果其實是永恆的。就好像我們說的“蝴蝶效應。”蝴蝶用力煽動翅膀,扇了一下,力作用於空氣,空氣又給蝴蝶一個力。力推動空氣運動,空氣又影響周圍空氣……也可以說,力轉化為了能。
課本問題,和現實中遇到的問題還是有區別的。比如我給你留一個問題,你來回答一下。我們假設你作為成年人一拳可打出200N的力,你現在一拳打在空氣中,如果根據作用力和反作用力相等,你會受到一個反作用力,可是為什麼你感覺這個反作用力很小。而打在牆上,卻疼的無法忍受?
你回答完這個問題,我再深化一下問題。你再想想該怎麼回答。假如在真空房間中空無一物,一個鐵拳,知道質量10kg,也知道它的加速度達到了10m/s2。這時它一拳打在真空中。問題是力產生了嗎?力的大小應該是多少?
還有一個點,學生們應該很少會問這個問題,可能不是因為想不到這個問題,而是認為問這個問題傻。那就是力的傳遞速遞是多少?
如果認真看完了此書的內容,你可能會對這個問題愣一下。但應該很快就能想明白,並不難。力包括很多力,比如重力、萬有引力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力……但力的本質一樣,都是物體對物體的作用。
那麼就很清楚了,引力的傳播速度是光速,那麼力的傳遞速度上限就是光速。肯定有低於光速的,比如空氣振動產生的力,空氣振動不能達到光速。
同樣能量傳遞的速度上限,也是光速。光本身也是一種能量。
首先本書中時間的定義是這樣的:時間是物質在引力場中的位置以及運動速度的應變度量過程;它是物質存在的客觀形式。
我是這樣回答他的:從定義你可以看出,時間是強調當下時間的。但不是說,時間是一個點,時間對具體物體而言,是一個點。但從宇宙萬物來說,就是一個大的場。你可以理解為高低不平,快慢不同的時間海洋。物體處於宇宙中不同的位置,有不同的質量和速度,那麼時間流逝一定是不一樣的。
不是說過去是虛擬的,不是說過去的時間是假的。過去是真實的,過去的時間也是真實的。但說時間沒有過去和未來,是為了說明,過去的時間不再是可以利用的時間,它已經失去了“時間”的意義。未來也一樣,未來的時間,還沒有顯示其實用性,你無法把過去和未來的時間利用在你身上。只能說過去的時間,是既定的事實事件,未來的時間,是未來的既定事件。
而且在前面章節,有說到過,時間,空間,物質是一體的,無法分離的這個概念。這就是我給這為讀者的回答。
其實你仔細去想,從慣性,力,能量;慣性定律,楞次定律,和其他各種守恆定律,都可以從中感受到萬物的聯絡和萬物的協作,一定是有原因的,一定是統一的。我們不理解的東西,僅僅在於知識面還沒有達到那個東西之上。我們需要做的,就是搭橋,當橋搭足夠多的時候,你會發現,原來通往那個我們不理解的地方的路,在這裡啊。
摘自獨立學者,科普作家,藝術家靈遁者科普書籍《變化》