牛頓第一定律是不是有瑕疵?
第一頂定律說,「沒有外力作用時,物體或者靜止或者勻速直線運動」。但不受外力時物體也可以勻速轉動呀,而勻速轉動不是靜止,也不是勻速直線運動呀。所以牛頓定律瑕疵。
媽呀,因為牛一定律說的是質點。
在經典物理的模型裏,質點是不能轉動的,
如果要考慮輪子繞軸轉動,這時候就不能把輪子看做一個質點,應當是一個質點系。
輪子上的各個質點繞圓心運動。
這裡每個質點所收到的是更內側質點對其的拉力。這個拉力時刻指向軸。
(中學物理會有這樣的思考題:什麼時候一個物體不能被假設為一個質點? 轉動就是一個非常經典的答案。)
為什麼質點不能轉動?因為質點的假設是沒有「形狀」和「大小」的,是一個0維的點(這裡要注意區分轉動和質點繞某點做圓周運動)
什麼時候一個物體可以被考慮為單個質點?那就是這個物體上每個點的運動(速度和位移量)都相同,給出速度和位移結果不能區分物體中任意一點。轉動的輪子是一個顯然不能被考慮為質點的物體,因為輪子上等半徑圓周的點速度方向不同,同一半徑上的點速度大小不同。
為什麼題主會有這樣的感嘆詞呢?大概是因為在學習一個理論的時候忽略了它的研究對象和它的適用範圍,而這纔是學習物理最關鍵的地方。因為天下理論千千萬,真正解決問題的時候該用什麼樣的公式,還用什麼樣的邊界條件,該用什麼樣的假設,纔是最重要的,最後解方程的問題,電腦都能搞定了。
爵爺原話。
或者,使用較為嚴謹的語言,牛頓第一定律的內容是:
孤立系統質心靜止或者勻速直線運動。
你給出的牛頓第一定律的內容是假的。
正確的版本是:
「物體在不受到合外力作用下時,保持其原有的運動狀態」
旋轉也是運動狀態。
物體運動狀態由6個坐標來描述,分別是
3個平動自由度和3個轉動自由度。
你所描述的情況是轉動自由度不為零的情況,
與勻速直線運動(平動自由度不為零,轉動自由度為零的情況)
本質上完全相同
不知道為什麼,總感覺這個問題有一種濃濃的民科風。如果題主不是民科,對不起,冒犯了。
關於牛一:
任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態,直到外力迫使它改變運動狀態為止。
牛一適用範圍:
牛頓第一定律只適用於慣性參考系。在質點不受外力作用時,能夠判斷出質點靜止或作勻速直線運動的參考系一定是慣性參考系,因此只有在慣性參考系中牛頓第一運動定律才適用。
質點:
具有一定質量而不計大小尺寸的物體。
由於質點無大小可言,作用在質點上的許多外力可以合成為一個力,另一方面,研究質點的運動,可以不考慮它的自旋運動。
你懂了吧,你的物體不能視作質點,視作質點自旋狀態就不考慮了。
而且,牛一是可以解釋你的問題的,你可以自己思考一下啦。
勻速圓周運動一定是需要有外力作為向心力的,比如你拿著一根繩子拉著小球轉圈,會感覺繩子有張力。
哥們兒,好好學物理,這個太簡單了。
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