牛顿第一定律是不是有瑕疵?
第一顶定律说,「没有外力作用时,物体或者静止或者匀速直线运动」。但不受外力时物体也可以匀速转动呀,而匀速转动不是静止,也不是匀速直线运动呀。所以牛顿定律瑕疵。
妈呀,因为牛一定律说的是质点。
在经典物理的模型里,质点是不能转动的,
如果要考虑轮子绕轴转动,这时候就不能把轮子看做一个质点,应当是一个质点系。
轮子上的各个质点绕圆心运动。
这里每个质点所收到的是更内侧质点对其的拉力。这个拉力时刻指向轴。
(中学物理会有这样的思考题:什么时候一个物体不能被假设为一个质点? 转动就是一个非常经典的答案。)
为什么质点不能转动?因为质点的假设是没有「形状」和「大小」的,是一个0维的点(这里要注意区分转动和质点绕某点做圆周运动)
什么时候一个物体可以被考虑为单个质点?那就是这个物体上每个点的运动(速度和位移量)都相同,给出速度和位移结果不能区分物体中任意一点。转动的轮子是一个显然不能被考虑为质点的物体,因为轮子上等半径圆周的点速度方向不同,同一半径上的点速度大小不同。
为什么题主会有这样的感叹词呢?大概是因为在学习一个理论的时候忽略了它的研究对象和它的适用范围,而这才是学习物理最关键的地方。因为天下理论千千万,真正解决问题的时候该用什么样的公式,还用什么样的边界条件,该用什么样的假设,才是最重要的,最后解方程的问题,电脑都能搞定了。
爵爷原话。
或者,使用较为严谨的语言,牛顿第一定律的内容是:
孤立系统质心静止或者匀速直线运动。
你给出的牛顿第一定律的内容是假的。
正确的版本是:
「物体在不受到合外力作用下时,保持其原有的运动状态」
旋转也是运动状态。
物体运动状态由6个坐标来描述,分别是
3个平动自由度和3个转动自由度。
你所描述的情况是转动自由度不为零的情况,
与匀速直线运动(平动自由度不为零,转动自由度为零的情况)
本质上完全相同
不知道为什么,总感觉这个问题有一种浓浓的民科风。如果题主不是民科,对不起,冒犯了。
关于牛一:
任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
牛一适用范围:
牛顿第一定律只适用于惯性参考系。在质点不受外力作用时,能够判断出质点静止或作匀速直线运动的参考系一定是惯性参考系,因此只有在惯性参考系中牛顿第一运动定律才适用。
质点:
具有一定质量而不计大小尺寸的物体。
由于质点无大小可言,作用在质点上的许多外力可以合成为一个力,另一方面,研究质点的运动,可以不考虑它的自旋运动。
你懂了吧,你的物体不能视作质点,视作质点自旋状态就不考虑了。
而且,牛一是可以解释你的问题的,你可以自己思考一下啦。
匀速圆周运动一定是需要有外力作为向心力的,比如你拿著一根绳子拉著小球转圈,会感觉绳子有张力。
哥们儿,好好学物理,这个太简单了。
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