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在古典力学里面,物体的运动形式凭历史的经验可分为平动及绕轴转动两种基本运动。
当人们在某个时间点感知到一种运动的时候,便构建了一个参考坐标系,观察者有在这个参考系中分析这个运动的意识倾向,不同的人可能会建立形形色色的不同的坐标系统,得到的物体的运动方程自然各异,这时便不禁要问,到底哪个观察者建立的坐标系和运动方程是统一的?
物体的运动永远是相对的,站在任何一个参考系去考察物体运动情况时,总会经验性的发现运动状态的改变仅仅取决于两个基本因素:一是别的物体或某种有势场作用于被分析物体;二是安装在参考系内的无刻度加速度计指针发生某种程度偏转。为了方便的寻找质点系运动方程的统一规律,必须要关闭其中一个基本因素,还是经验性的试将第二个因素关闭,即寻找一个参考系,使得安装在上面的加速度计指针不发生偏转,此时的参考系内的观察者将看到物体的变速运动由且仅由物体间相互作用产生,此时力的概念便产生了,原来力是在某种特定的参考系下改变质点系运动状态的原因和体现。这样定义的好处是它和质点系运动参数存在映射关系,可以建立出运动方程。这时的参考系称为惯性系或牛顿运动第一定律,这样的映射关系称为牛顿运动第二定律。有人或许要问,如果关闭上面第一个因素而仅保留第二个呢?此时站在参考系中的观察者将认为质点系的变速运动是由参考系本身的变速导致的,而参考系的加速度指针在逻辑上是没有刻度的,观察者是不能得到参考系的具体速度变化值的,进而不便于分析物体的运动,况且宇宙中物体之间的相互作用是普遍存在的,是不可回避的。严格来讲,宇宙中没有不受力的物体,因此安装在参考系内的无刻度加速度计指针永远不会归零,实则没有绝对的惯性系,视分析问题的精度来选择适宜的惯性系即可。
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GMT+8, 2024-11-23 19:10
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