牛顿第一定律反映了什么运动规律 牛顿运动定律是自然界普遍适用的基本规律之一( 二 )


假定一架飞机的质量m和飞机作用合力F恒定不变,飞机飞行的最高速度为360米/秒,加速度为6米/秒2,那么
a=F/m=6米/秒2
暂且不论飞机的质量m和飞机作用合力F的具体大小数值,因为F/m的比值就是a,只需看加速度a=6米/秒2产生的结果会怎么样?将飞机的加速度代入以下公式:
v=at=6t
当时间大于60秒后,假定飞行了120秒,那么飞机的速度为:
v=at=6×120=720米/秒
此计算得到的速度是假定飞行最高速度的2倍 。再假定飞行时间是6小时,那么,
v=at=6×21600=129600米/秒=129.6千米/秒
在飞机质量不变和飞机作用合力为持续恒力的条件下,这个速度是否可以飞出地球了?甚至可以飞出太阳系了吧?请问:得出这样的结果是不是悖论?很显然就是悖论!
物理新论研究得知,不是牛顿第二运动定律有缺陷,而是人们的认识和理解不准确或者不到位 。牛顿第二运动定律是正确的,是物质运动的一个客观规律 。但是,牛顿第二运动定律只是反映了物质运动变速度的客观规律,不是物质运动全部速度和整体速度的客观规律,对于这一点人们应当是有共识的,否则,科学家牛顿也不会把物质的运动定律分成三个了 。那么,如何认识牛顿第一运动定律和第二运动定律才算是准确的和到位的呢?
先从牛顿第一运动定律开始认识,实际上,牛顿第一运动定律有一个方程式如下:
F=mv ——————(1)
方程式中,F是作用力;m是物质质量;v是物质的运动速度 。
或许知道这个方程式的人不会太多,而且这个方程式也不敢放进物理课本里给学生讲解和传授 。为什么呢?因为这个方程式被物理学认为与牛顿第二运动定律方程式F=ma相矛盾,矛盾在哪里?物理学认为矛盾就在于速度v与加速度a这两个物理量不同,同时,物理学认为,作用力是改变物质运动状态的原因,不是产生物质运动速度的原因,所以,这个方程式被刻意地隐瞒了 。
尽管如此,人们根据牛顿第一运动定律的这个方程式,生产出了子弹 。或许有读者朋友知道子弹的运动原理,子弹射出后,假如没有空气的阻力,那么,子弹的速度就不会减慢;假如没有地球的引力,那么,子弹就会作直线匀速运动;而不会落回地面 。可是,子弹明明是受到了一个初始的作用力才会产生了一个运动的初速度,难到子弹飞出的速度不是因为作用力而产生的?于是就陷入了一个难以解释的尴尬局面 。
事实上,子弹受到了一个外力的作用,这个外力可以看成是瞬时恒力,也就是说,这个外力作用的时间很短暂,在子弹飞出枪口后,这个外力的作用就基本上消失了 。因此,恒力实际上分为持续恒力和瞬时恒力两种 。物理新论研究表明,作用合力为恒力时,物质作匀速运动;持续恒力作用的物质可以是匀速直线运动,还可以是匀速曲线运动(包括圆周运动等);瞬时恒力作用的物质是匀速直线运动,特别是在真空理想状态下,瞬时恒力作用的物质一定是作匀速直线运动 。
为此,如何认识和理解牛顿第一运动定律F=mv方程式里的速度是一个什么速度呢?物理新论研究得知,是一个物质运动的末速度 。既然是一个末速度,那么,末速度与初速度及加速度(变速度)之间的基本关系就一目了然了,用以下方程式就可以清晰地表达出来:
v=v0+a ————————(2)
从这个方程式不难看出,现在的问题是如何来正确地认识和理解加速度(变速度)?这个加速度(变速度)的问题正是伽利略和牛顿等科学家以及物理学缺失掉的认识问题 。为什么呢?这是因为物理学把加速度(变速度)方程式表达如下:
a=v/t=(vt-v0)/t ——————(3)
这个方程式有问题吗?当然有问题!从方程式速度v=vt-v0很容易就看出来了,速度v本来就是一个速度变化量,不是末速度,也不是初速度;加速度(变速度)a难道不是一个速度变化量?方程式(3)还需要再加进来一个时间t的物理量吗?在方程式(3)里如此加进来这个时间t意味着什么?意味着a是速度变化量的变化量,或者说,是加速度(变速度)的加速度(变速度),画蛇添足了 。由此不难得出结论:加速度(变速度)方程式a=v/t是错误的 。原因是这个方程式里的速度v的物理含义并不是速度变量,而是速度 。
因此,正确的加速度(变速度)方程式如下:
a=vt-v0 ——————(4)
在物理新论里,末速度统一用v来表示,故方程式(4)变为
a=v-v0 ——————(5)

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