作者condensed (heuristics)
看板tutor
标题Re: [解题] 国三物理 台车运动
时间Tue Nov 5 01:35:11 2013
※ 引述《condensed (heuristics)》之铭言:
: → oodh:我记得我跟朋友讨论过,这跟相对论有点关系;我本身也不是很 11/04 18:50
: → oodh:懂,不过某位物理教授有丢出几个名词大家可以去了解一下: 11/04 18:50
: 推 oodh:「惯性座标系」、「最适、参考惯性系」 11/04 18:53
: 推 oodh:因为我後来没空去深究,简单的了解下,他们认为在地球上最适 11/04 18:55
: → oodh:的惯性系就是以地球作为质心的惯性系。 而惯性系决定之後,速 11/04 18:56
: → oodh:度在计算动能时,就不会有相对性.... 吧…… 可能是我误解了 11/04 18:57
: → condensed:和相对论无关,这都是在牛顿力学的框架下就能讨论的。 11/04 18:57
: → condensed:「速度变化」和「速度」两者的定义不同,就这样子而已。 11/04 19:00
: → condensed:而「位能变化」意义很明确,「位能」则比较含糊。 11/04 19:01
: → condensed:选择位能零点是必须,选择速度(动能亦然)零点是多余 11/04 19:05
: 推 oodh:不是这样吧,如果V甲=10 V乙=20,後来乙减速到10。 在地面 11/04 22:22
: → oodh:上的丙,观查到的乙 ΔV=10 释出动能是 1/2M (400-100) 11/04 22:23
ΔV=-10 ΔEk=(1/2)m(10^2-20^2)
: → oodh:但甲观察到的乙 是相对速度 10 减到0 ΔV一样是10 11/04 22:24
ΔV=-10 ΔEk=(1/2)m(0^2-10^2)
: → oodh:但这样一来,动能变成要用 1/2m (100-0)来算;这样就不合理了 11/04 22:25
不合理的地方在哪?
动能Ek =(1/2)mv^2,当然会随着参考系(观察者)的不同而有不同的值。
这当中没有矛盾。
位能需要取零点值和参考系的选择无关,
在同个参考系里,一定要选择零点才能决定某个状态的位能值。
: → oodh:也就是说,不能只是用「速度变化,不随观察位置而改变」来想 11/04 22:25
: → oodh:动能算的是 v平方。 11/04 22:25
「速度变化,不随观察位置而改变」何意?
一个质点的动能就是 Ek =(1/2)mv^2
式子里显见不依赖於位置,Ek当然就与位置无关。
同样的,一个质点的速度变化也不会与观察位置有关。
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 180.206.230.103
1F:推 DKer:想请教,既然动能会随着参观察者所在的座标系不同而不同 11/05 10:03
2F:→ DKer:那讨论时不定义参考点不会有问题吗? 11/05 10:03
动能不是invariant(不变量),
不意味着动能直必须建立在参考点的选择。
术语一定要区分清楚,避免观念混淆。
选参考点和参考系不是同一回事。
参考系只是针对某个观察者而言相对静止;
参考点则是某个参考系中的一个位置。
我们在定义角动量或力矩的时候,才会需要选择参考点;
动能则不必。
3F:→ DKer:像是例子的甲跟丙应该是位在不同座标系,并定义本身速度为0吧 11/05 10:09
4F:→ DKer:他们两个如果不先定义好观察用的座标,应该就没办法讨论才是 11/05 10:10
讨论任何物理以前,确立所处的参考系是必要的。
这是讨论一切物理的前提,怎麽能说没有先定义。
只是在叙述上时,如果没有特别说明,
我们会默任一些基本假设,例如定义地面为参考系,忽略地求自转的效应..等等。
但是这与位能值必须选择零值点是两回事。
位能之所以可以有不同的值,是在於我们所选的零值点不同。
这件事情无涉於参考系的变换。
例如在古典力学的架构底下,重力位能是不变量(不随参考系而异),
也就是一旦你选择了零值点,变换到任何参考系里,仍是零值。
可是动能不是不变量,它会因为参考系的不同而有不同,这是很正常的。
无需涉及零值点的选择。
就算选择了零值点,也不会让动能因此成为不变量。
(你自己试着推导看看便知,你找不出某一条公式定义动能使之不变)
在任何参考系里,要计算动能只要代入(1/2)mv^2就行了,
这就是动能的定义,无关乎你选择的参考系是什麽,也不会有零值点的问题。
但是位能没有一般性的公式,如果你不说明零值点,
没有人知道这个值是什麽。
参考系、参考点、零值点,
这都是全然不同的观念,彼此之间没有直接的等价或连系。
这里要区分清楚才能谈。
当我们说甲看到乙的速度是20m/s时,
就代表已经默任了是在与甲相对静止的参考系里讨论的,
这都是物理讨论中常见的约定俗成。
※ 编辑: condensed 来自: 180.206.230.103 (11/05 12:39)
5F:推 DKer:看来是我对名词定义不够严谨产生的误解 谢谢,这样我了解了~ 11/05 14:32
6F:→ condensed:不客气 您能明白就好 ^^;; 11/06 02:54