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我们的1654 第727节(5 / 8)

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以用此物体的质量是多少来表述。这里是首次使用质量,前面对物体的描述中,使用重量描述!重量是地球对物体的引力大小,不是惯性的大小。当物体离地球很远时,引力就很小了。但是惯性不变!质量是物体内在属性,重量是物体在地球特定环境下受的力。在我们日常生活环境中,重量和质量在数值上有固定关系,以至于经常使用质量的单位来描述重量。比如买了2公斤(4斤)苹果,或者使用重量来代替质量。在前面我们引入密度时,使用的就是重量来代替质量。密度是一定体积内的质量,而不是重量。事实上我们在描述大小时,所有的重量都采用质量单位来描述。我们重新描述密度:

密度(希腊字母p,发音)=质量()/体积(v)

所有物质中密度最大的是金属锇(带臭味的金属),224克/立方厘米

当物体的惯性概念引入后,所有涉及物体的概念就可以描述完备了。前面提出热量的单位:卡,1卡是1克水升高1摄氏度所需的热量。与密度概念类似,可引入热密度概念,称为比热。热量与质量及温度都相关,描述如下:

比热(c)=热量(j)/[质量()温度(c)]

水的比热就是1卡/(克c),是所有物质中最大的。

在涉及人的思维世界时,就很难用这样精确的数值来描述。我们无法用什么公式或数值精确描述固执、创造力、抵抗力。当然可以给出一些评估数值,但这些与物理世界无关。

力的基本单位是牛顿(n),以英国人牛顿的名字命名,因为他最早精确描述了力及其规律。使用熟悉的重量和质量对应来描述力的大小更易直观感知。在地球表面,1kg的物体重量是98n。粗略计算时,可当10n来对待。在讨论杠杆原理时,曾给出了1000斤力气这样描述。这对应的就是500kg,或5000n。

牛顿最著名的推理就是万有引力定理。宇宙万物相互之间都有引力,仅仅是大小和方向不同。在地球这个局部环境下,就是重力。

思考:

1日常生活中重量使用质量的单位来描述,会带来一些混乱。比如有人问1kg铁和1kg棉花,那个重?当1kg是对应重量,是描述力的时候,那么自然完全相等。如果1kg是对应质量时,那么重量大小会涉及很多因素。如果铁和棉花都在同一位置称重,按理重量完全相同。但体积不同,收到空气浮力不同,造成测量的重量不同。同时称重的手段不同结果也不一样。使用杠杆原理的秤,其实是质量比较(因为区域非常小,可以认为地球对物体的作用效果不变),并不是测量力的工具。如果使用类似弹簧秤的工具,测量力本身大小的话,在地球不同同一位置称重,结果完全不同。而原问题中根本没有提及是否在同一位置测量,采用何种测量方式。那么条件缺乏,需要我们自己填补空白。这种方式不是严格的物理推理方式。这个最终这个比较结果无法确定。当问题的提问形式变化时,变成,我们可能又认为是比较质量大小。问题的自然语言中描述有很多含糊的地方,因此要用物理概念精确给出,避免含糊的提问。在学习自然规律时,原因和结果之间经常出人意料。直接给出结果(比如重量值),经常是理想中的原理分析。给出原因求(测量)结果(给出质量求重量),有大量细微的因素影响结果。如果仅仅是粗略地进行,只为了解原理的话,可以忽略这些。但精确进行测量分析时,所有的影响因素都必须考虑在内,如果这些因素对原理造成干扰的话,要设法消除这些干扰因素。这就是从理论到实验的思维转变。事实上大量的原理都是依赖测量完成的,因为科学本身就是不断分析、验证、修正分析、验证这样的过程。

2同一概念,可以有多种定义,区别在于看待的视角不同。我们可以定义质量是物体所含物质的多少。这个是静态的定义,着眼于物体自身。质量是物体的惯性大小,这个是动态的定义,没有外因无法体现惯性存在。外因可大可小,但无法改变质量大小。所以质量还是物体的内在属性,但外因必须出现,只是不必在意形式。同样是惯性,德国人马赫和牛顿的观点完全不同。马赫认为:惯性源于物体与整个宇宙物质间相互作用的结果,称为马赫原理。牛顿认识:惯性是物体自身与一个超然在外的绝对存在相联系的属性。这个绝对存在称为绝对空间。掌握基础知识后改变视角,可以更清晰地看待规律的发展。形而上者谓之道,大约是这个意思吧。

3伽利略比牛顿更早研究过力,但没有成为一个完整体系。拉格朗日和哈密顿给出了力的另外一个体系,称之为分析力学,但比牛顿晚。所以力的原理以牛顿的名字命名。分析力学的视角比牛顿力学视角更开阔,很容易扩展到统计力学、量子力学。而牛顿力学无法这样扩展。

4通常我们更容易察觉局部密度上的差别。但惯性是以质量为衡量。万有引力总是存在的,从这个意义上讲,马赫原理更接近直觉。能产生这样的感觉吗?

力作用于物体,产生状态变化。那么首先讨论没有力作用时物体的状态

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