4)第11章 风起云涌 (完)_火影之黑色羽翼
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  ,牛顿力学中的力的概念只是一种方法论性质的工具,或是一种形而上学的东西。G.R基尔霍夫、H.B.赫兹和E.马赫都认为牛顿的力的概念很难说明力的实质,但都肯定力是一种计算用的量,代表质量和加速度的积。当然,牛顿提出的力的概念对科学进展的贡献很大:没有这种概念,物理就会失掉理论的连贯一致性。

  力的单位牛顿第二定律既可以看作是质量的定义,也可以看作是力的定义。前者把力看作是基本量,把质量看作是第二定律的导出量;后者则反之。

  我们把长度单位定义为标准衡器在两点之间的距离,或用特定的光谱线波长来度量。同样,时间可以用标准运动的周期。如地球公转周期,时钟的摆动周期,或分子的振动周期来衡量。利用这种长度和时间的单位,我们就能给出速度和加速度的定义和度量。现在,我们通过两种途径探讨牛顿第二定律,即绝对制和引力制。在绝对制中,我们引进标准物体的质量为单位质量,从而根据第二定律,把单位质量产生单位加速度的力作为单位力。其他质量原则上可以和标准单位质量相比,用单位力作用测定它的加速度。这样求得的加速度同它的质量成反比。实验证啁,质量是一个标量,而力和加速度则都是矢量,它们服从矢量合成和分解的规律。

  在绝对制中,非相对论力学的牛顿第二定律可写成:

  F=ma,

  式中F和a为力和加速度;m为该物体的质量。式右的m和a如果是已知的,则本式即为力的定义。所以在绝对制中,质量是基本量,力是导出量。力的量纲是MLT-2,其中M、L、T分别为质量、长度和时间的量纲。

  在引力制中,用标准物体所受地球引力作为标准力,因而,引力制把力作为基本量,而根据第二定律,质量为联系力和加速度的比例因子,成为导出量。在引力制中,标准物体的重量作为单位力,引力加速度为g。任何物体的重量是用标准物体的重量来度量的。设物体的重量为W,则它的质量m可以写成W/g。这个导出量m的量纲为FT2L-1,其中F为力的量纲。由于地球表面各处的地球引力加速度并不完全相等,所以物体在地球表面各处的重量,也不会完全相等。为了避免这种困难,规定地球表面的某一特定点作为测量标准物体的标准重量的场所。所以,引力制的绝对程度并不比所谓绝对制的绝对程度差。

  绝对制的力的单位为达因和牛顿。1达因是使1克的质量产生1厘米/秒2加速度的力;1牛顿是使1千克的质量产生1米/秒2加速度的力。1牛顿等于105达因。国际单位制和中国法定计量单位中,力的单位是牛顿。

  合

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