相对运动与绝对运动的等同性
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相对运动与绝对运动的等同性
摘要:绝对惯性系描述的是绝对运动,近似惯性系描述的是相对运动。近似惯性系指
的是通常说的惯性系与非惯性系,即所有物体。绝对惯性系与近似惯性系都是对物体
运动的描述。即同一物理现象的不同描述。关键字:相对运动,绝对运动,惯性系,
绝对静止,惯性定律,引力,非惯性系惯性,中图分类号:O412.1文献标识码:A作者简介:吴兴广河北邯郸物理学者
绝对静止系以绝对静止为标准描述物体的运动,近似惯性系以变速运动为标准,即以
相对静止为标准描述物体的运动。两者都是对物体运动的描述,只不过描述的标准不同。两者以不同的运动为起点描述物体的运动。绝对静止系中的惯性定律是以绝对静
止为标准的惯性定律,称之绝对惯性定律,也就我们通常说的牛顿第一定律;近似惯
性系中的惯性定律以相对静止为标准,与绝对惯性定律在语言上的描述一样。绝对静
止系描述的运动称之为绝对运动,近似惯性系描述的运动称之为相对运动。
物体的运动我们用V表示,那么在绝对静止系看来就是(V一0);根据(V一0)就是对V 的描述,得出公式1,(V一0)=V,那么得出等式左边与右边的V相等。物体的运动在近似惯性系的描述就是(v十at),根据(v+at)就是对V的描述,得出公式2,(v十at)=V。这里说左边与右边相等,说的是本质的等同,不是数值的相等。而是数值的转换。V
以某一标准转换就是v+at,这个标准就是参考系自身的运动。根据公式1,2得出,V
一0=v十at。左边是绝对静止系的描述,是绝对运动,右边是近似惯性系的描述,是相对运动。这个公式表示绝对运动与相对运动是等同的,同等的,都是对物体本身运
动的描述。左边的数值可能是不变量,而右边却可能是变量。这里变量等同于不变量,是对一个现象的不同描述。
绝对静止系中得出的是绝对惯性定律,物体在绝对静止系中符合的是绝对惯性定律即
牛顿第一定律。近似惯性系中得出相对惯性定律,物体在近似惯性系中符合相对惯性
定律,即物体不受外力是相对于参考系的不受外力,由于惯性保持静止或匀速直线运
动的运动状态是相对于参考系说的,惯性是物体受力后的惯性。这个力被参考系抵消。在近似惯性系中,物体符合相对惯性定律,不符合绝对惯性定律。物体由于惯性保持
静止的状态,在近似惯性系看来就会受到惯性力,具有加速度,变速运动。就像我们
以前说的惯性系中保持静止的物体,在非惯性系中受到惯性力类似。我们知道以前所
说的惯性系与非惯性系符合的都是相对惯性定律,都是绝对惯性系外的参考系,都是
绝对非惯性系,也就是上面说的近似惯性系。
在绝对静止系中有万有引力定律,在近似惯性系中引力定律也成立,但在绝对静止系
描述一个物体受到引力的时候,在近似惯性系中可能被参考系抵消,即在近似惯性系
看来这个物体没有受到外力,没有受到引力。这是由于参考系以不同的标准描述外力
为零造成的,但如果我们以此认为万有引力是不存在的,那是不对的。同样,惯性定
律即牛顿第一定律在近似惯性系中不成立,但我们不能因此说牛顿第一定律不成立。
在近似惯性系例如自由落体系中,参考系抵消的引力,是与参考系加速度相同的物体
受到的力。在参考系中这个物体与其它物体之间具有引力。这个不能抵消。就是说在
一个封闭系统中,一个物体与外界的引力可以抵消,但这个物体与参考系内的物体的
引力无法抵消。就是说我们把一个或者一些物体单独研究的时候,这个或者这些物体
与周围的物体的引力可以通过参考系抵消。这个我们通过单个物体或者一些物体的单
独研究得出这个或者这些物体的引力能够抵消,消除,然后把每一个物体都单独研究,即通过参考系描述,然后得出,一个个物体的引力都能够抵消,然后根据这个一个个
物体组成整体,得出所有的物体引力都能够抵消,然后推广到一切物体,得出一切物
体的引力都可以抵消,得出引力是不存在的。这是错误的。因为,虽然单个物体组成
整体,但根据每一个单个个体都符合某一规律,从而推出整体符合这一规律,不一定
都成立。
在绝对静止系中静止的物体,在近似惯性系中为什么会受到惯性力呢?从能量的角度
讲这是能量守恒的结果。一个物体不吸收外来能量,也不释放能量的时候,能量不变。物体由于惯性保持静止或匀速直线运动,就是保持能量不变。绝对静止就是能量绝对
不变,而近似惯性系是变速运动,本身能量变化,以变量为不变量描述绝对静止的时候,绝对静止的物体就变成一个变量,受到惯性力。物体受到惯性力是物体本身运动
不变的一种体现,是能量不变的体现。假设绝对静止的物体受到惯性力,而是与近似
惯性系保持静止,那么绝对静止的物体就相当于能量改变,运动状态发生改变。
把一个物体看成一个系统,那么这个物体符合动量守恒定律,那么这个物体的动量具
有保持恒定的性质。物体受到惯性力,是因为本身的动量没有变。如果不受到惯性力
反而与非惯性系保持静止或匀速直线运动的花,那样才是动量不再守恒。
绝对静止不存在就像绝对零度不能达到,但绝对零度是有物理意义一样,绝对静止也
是有物理意义的。我们之所以说绝对静止不存在,是因为假设绝对静止存在,以此得
出物理规律,牛顿第一定律,万有引力定律,从而推断出绝对静止的物体不存在。我
们之所以说运动是绝对的,静止是相对的,就是因为运动都是相对于绝对静止而言的。绝对静止的不存在,即物体不能存在与空间一点不动,与空间坐标一致,使我们无法
描述出物体本身运动的绝对值,只能通过运动的物体作为空间不动的坐标描述物体的
运动,即相对运动。物体的运动能够通过不同的参考系转换,因为参考系具有一个共
同的特点,所有参考系的运动都是相对于一个共同的起点来说的,即绝对静止。
我们选择任一个物体作为参考系描述物体的运动的时候,物体都不符合绝对惯性定律即牛顿第一定律,而是符合相对惯性定律;但是我们不选择如何物体作为参考系的时候,却认为所有物体符合牛顿第一定律,即所有的物体不受外力的时候,都变成静止
或匀速直线运动状态,直到外力改变这种运动状态为止。不受外力变成绝对不受外力,