经典力学的奠基:牛顿的力学体系

扫地僧说课程 2025-03-11 20:20:39
经典力学,作为物理学的基石之一,不仅对自然界的诸多现象提供了解释,还为后来的科学革命和技术发展奠定了理论基础。而牛顿的力学体系,作为经典力学的核心,其深远的影响可以说无可比拟。牛顿的工作不仅将天文学与力学紧密联系在一起,还开创了一个能够解释所有物体运动的普遍性理论。本文将详细探讨牛顿的力学体系如何奠定了经典力学的基础,以及这一体系的核心内容、基本假设与后来的应用。 牛顿力学的诞生背景牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中提出了经典力学的基本框架,这是人类历史上最为重要的科学著作之一。牛顿的伟大贡献不仅在于他提出了描述力学现象的数学模型,还在于他通过实验和理论相结合,建立了力学的三大基本定律,进而为后来的物理学发展提供了坚实的理论基础。 在牛顿之前,物理学家如开普勒和伽利略等已经作出了重要贡献,尤其是在行星运动和自由落体的实验方面。开普勒的行星运动三定律揭示了行星围绕太阳的轨道性质,而伽利略则通过实验验证了物体自由下落的规律。牛顿的成就则在于将这些现象和规律通过一套统一的数学框架结合起来,并且解释了力和运动的内在联系。 牛顿的三大定律牛顿力学体系的核心是他的三大运动定律,这些定律奠定了力学的基础,为物体运动的定量描述提供了规则和方法。 A)第一定律(惯性定律) 牛顿的第一定律,也称为惯性定律,指出“如果一个物体不受外力作用,它将保持静止或匀速直线运动状态”。这一定律强调了物体运动状态的保持性,表明了物体具有惯性,也就是物体在没有外力作用时,自己的运动状态不会发生变化。第一定律的提出,突破了传统观点的限制,改变了我们对物体运动的理解。对于大多数物体而言,这一规律无疑是成立的,尤其是在没有显著外力作用的情况下。 在数学上,牛顿的第一定律可以用如下的公式表示: F = 0 ⇒ d^2x/dt^2 = 0 这里,F 代表外力,x(t) 是物体的位置,公式表明当外力为零时,物体的加速度也为零,因此它的速度保持恒定。 B)第二定律(加速度定律) 牛顿的第二定律给出了力和物体加速度之间的关系。它的数学表达式为: F = m * a 其中,F 是作用在物体上的外力,m 是物体的质量,a 是物体的加速度。这一定律表明,物体的加速度与施加的外力成正比,而与物体的质量成反比。牛顿第二定律的提出,使得我们能够通过力的大小来推算物体的运动状态,这为物理学中的力学问题提供了强有力的工具。 C)第三定律(作用与反作用定律) 牛顿的第三定律指出,“任何两个物体之间的相互作用力是大小相等、方向相反的”。这一定律揭示了力的相互性,它表明,物体施加在另一个物体上的力,总是伴随着一个大小相等、方向相反的反作用力。 第三定律的数学形式通常表示为: F_12 = -F_21 其中,F12 是物体1对物体2施加的力,F21 是物体2对物体1施加的反作用力。该定律广泛应用于力学中的各类相互作用,比如弹性碰撞、流体力学等领域。 牛顿力学体系的基本假设与应用牛顿力学的奠基不仅仅体现在三大定律上,还包括它的一些基本假设。牛顿力学体系的适用范围广泛,但也存在一定的局限性。为了使得牛顿的力学体系能够充分描述物体的运动,牛顿作出了以下几个假设。 A)绝对空间与绝对时间 牛顿假设存在绝对空间和绝对时间。绝对空间是一个不受物质影响的静止参照系,所有物体的运动都是相对于这个绝对空间的。绝对时间则认为时间是独立于物体和空间的,始终以恒定的速度流逝。这一假设在当时符合人们对宇宙的基本认知,但在后来的爱因斯坦相对论中,绝对时间和绝对空间的概念被打破,提出了相对性的空间和时间。 B)力的作用与物体的运动 牛顿认为力是物体运动变化的直接原因。通过他的一系列实验和理论推导,牛顿认识到,物体的运动不仅仅是自然的结果,而是外界力作用的结果。这一观点直接影响了后来的经典力学研究,在解释力学现象的过程中,力的作用成为了关键因素。 牛顿力学的应用非常广泛,它为现代物理学中的力学、天体物理学、工程力学等领域提供了基本的理论框架。通过牛顿定律,我们能够解释从天体运动到地面物体运动的各类现象。例如,行星绕太阳运动的规律、物体自由下落的规律、物体之间的碰撞等,都是牛顿力学成功解释的经典问题。 牛顿力学的局限性与发展尽管牛顿的力学体系在许多领域取得了巨大的成功,但它并不是无所不包的。在19世纪末和20世纪初,科学家们发现牛顿力学在极端条件下(如高速、强引力等)并不完全适用。 A)相对论的出现 爱因斯坦的相对论提出,物体在接近光速时,其运动不再符合牛顿力学的规律。特别是在描述高速物体的运动时,牛顿力学的经典假设(例如绝对空间和时间)不再成立,而必须引入相对性原理和时空的弯曲。 B)量子力学的兴起 牛顿力学对于宏观世界的物体非常有效,但在微观世界中,尤其是在原子和亚原子粒子层面,牛顿力学就无法再准确描述粒子的行为。这时候,量子力学的出现弥补了这一不足,量子力学提供了描述微观粒子行为的概率性框架。 结语牛顿的力学体系不仅是经典物理学的基石,还为整个物理学的发展提供了必要的工具和框架。尽管牛顿的理论在现代物理学中有所局限,但它仍然是许多经典问题的有效描述,并且在现代工程技术和宇宙学的研究中,牛顿力学依然发挥着巨大的作用。牛顿力学的思想奠定了科学实验与理论结合的基础,也促使我们深入思考更为宏大的宇宙规律。 通过牛顿的三大定律,物理学家们得以更深刻地理解力、质量和运动之间的关系,这为后来的科学发展指引了方向。尽管牛顿的理论不再是宇宙规律的最终解释,但它无疑是我们理解自然界运动的一个重要起点。
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评论列表
  • 2025-03-11 23:07

    悖论斯坦五大骗术V3: ——1.蔑视自然创造反公理假说。绝对速度,相对时空,无源场,,, ——2. 数学冒充物理,假说演绎方程,搞虚幻数学“物理”概念,破坏基本概念和认知体系。虚幻数学相对时空、数学质量、数学能量。相对速度无穷多,有高低速之分吗?光是绝对速度钉子户?力与质量有宏观微观两套规则?数学冒充物理追不上芝诺乌龟,笑死人。 ——3. 以不确定性观测精度攻击确定性引力公理,以认知进化祸害绝对真理。不变现象1+1=2是绝对真理,需要相对论修正吗?宏观电磁理论描述微观粒子电磁行为当然不行,两朵乌云和光电效应矛盾都证伪了电磁理论,骗子却借机祸害伽利略变换! ——4. 指鹿为马,指马为鹿,搞二象性,破坏观测自然同与不同的确定性,祸害认知自然的核心根基。 ——5. 无中生有的假说(鬼)解释稀奇谎称证明全称命题,且无耻于悖论,诱骗别人证明没有鬼,搞万能骗术!!………水星进动证明的大笑话:(A).号称证明全称公设是欺骗。 (B).忽视了水星电磁力等影响因素(1974地外水星探测),居然弄出高精度?活见鬼还是见活鬼?(科学求真需要批判精神,虽异常艰难但绝不应包容悖论欺骗!)

  • 2025-03-13 20:22

    天地人都是不均匀变化的电磁场,人之间有引力和斥力,二都相互依存和转换。天、地、物都是如此。 作用(付出、因)与反作用(回报、果),做好(强)自己。物理说实验、文献报告, 天地人都是变化不均匀的电磁场,只是大小而异。 万有力与电磁力的统一是:物体(粒子、星球)之间不但有引力还有斥力,二者相互依存、相互转换,都是电磁力,质量也跟随变化。中子、原子是带电的,物体是带电的。物体内外都有变化的电参数,还有变化的机械参数。能解释太多的现象,包括人类社会现象。宇宙、地球、动植物是个大化工厂。 黑洞是一台非常大的水泵(风机) 真空有电流 时间是事物变化过程! 光内外同样有引斥力及转作用 有作用力就有反作用力,是基本平衡的,多善出少入积德。宇宙有平衡法则 从黑洞到量子,再到人都会纠缠,光子内外也有引斥力。

  • 2025-03-11 23:07

    牛顿研究上帝神学,是敬畏信任自然,希望自然哲学与上帝协调一致。牛顿归纳万有引力是只能如此理解(公设),不知道为什么有引力而且确定明天还有???这种人类认知自然的极限困惑(任何不变真理没有原因),成了悖论斯坦的搞骗技巧。居然有人贬低嘲笑牛顿。………自然绝对诚实有确定性/决定论,有复杂性::意识可以作用于人体(物质),对自然现象具有广泛扰动。万物普遍联系持续发展,复杂现象有观测困难的不确定性(水往低处流隐藏了万有引力)。修水坝不是改变自然法则,是意识作用下重复不变法则演绎新的自然现象。🍎信任自然/唯物主义,观测确定树上苹果数量,不是唯心主义/假说猜测不确定,观测归纳(必要充分真实)认知自然/真理,有了真理才有“因果思维”演绎论证预测,从来如此,只能如此,是人类生存和科学的唯一根本。………所有自然规律都是对过去自然现象的观测归纳,为什么这些规律在未来还是那样?没人知道(科学尽头),不知为不知也!❌过度好奇心与不诚实滋生欺骗!!信任自然/唯物主义的信念(观测归纳)是根本,假说诠释自然搞骗是祸害!!将绝对诚实的自然想象成上帝或神,是一种敬畏自然的信仰罢了。

  • 2025-03-11 23:08

    ❌以太的小胆太小了???以太是波动学派的(根基)托辞遮羞布,悖论斯坦干脆厚脸皮直接骗,让波搞独立单干/和物质质量说拜拜,来个二象性指鹿为马,无源场也用上!再诠释诠释,高速低速搞区别对待,宏观微观弄成不同,质量尺寸时间都弄成可以变,能量搞成数学能量,,,还不行?绝对时空也不要了,相对运动搞成残废/让光绝对运动,相对时空更美妙可惜惯性系不同意。又不行了??什么能难住骗子呢?换个假说继续骗,搞广义的,把空间也搞弯,轨道电子不干就不管它了,物质相互力也弄点鬼,,,,用假说无中生有(🍎哈哈,我说有鬼谁能证无?)号称证明全称命题,脸厚怕啥?坚决把大胆假说革命进行彻底/1955/game over? ❌❌悖论斯坦,悖论潘多拉,终身搞骗祸害人类科学。一个终身肮脏的灵魂。

  • 2025-03-11 23:09

    ⭕️⭕️天不生牛顿万古如长夜………一个有缺点的人,牛顿,站在自然哲学的巅峰,伟大的辩证归纳法。其后的哲学家都在山脚下爬,很多爬行的方向都是错的。莱布尼兹说,人类数学的一半工作是牛顿完成的。而且,牛顿让数学插上了翅膀得以进入物理现象演绎的新天地。牛顿建立了自然科学的大厦,其它人只是搞搞门窗,还有不少假说/证明的坏人总是趾高气扬地挖科学大厦的墙脚。

  • 2025-03-11 23:08

    ❌质能方程是一个鬼把戏!!!———能量的具体内涵是动能和势能,是物理公理规定的物理概念。物质质量是其不变的内在本质,能量(动能和势能)都是物质相互作用和相对运动变化的度量(质量不变),是变化现象。能量不是物质的本质,咋能与孤立质量等效???场无质量居然有能量?………数学(包括逻辑)都是基于物理公理的演绎,超越物理公理的数学能量理解当然是虚幻(1+1=2是自然哲学/物理公理,牛顿定义自然哲学公理作为数学原理)。………🍎🍎物质的本质是带电质量体,物质不灭,电荷守恒,电磁力与万有引力统一于物质的不变本质。能量,力,场,波等宇宙一切自然现象,都是物质/粒子相互作用相对运动的变化现象,变化现象当本质(不变现象)是思维错乱丧心病狂。号称物质是波/波是物质/物质是能量,都是搞骗。质能等效是脱离基本公理的数学虚幻,欺师灭祖&蔑视自然,祸害基本概念和认知方法。———有人知道悖论斯坦的狗屁能量内涵是啥吗???狗屎核弹方程是如何应用的???………有趣的是木星象太阳一样自发光,它们的大气也相似。木星是裂变发光还是聚变发光??木星大气中的氦和氢有没有可能是裂变反应释放的???

  • 2025-03-11 23:07

    真理都是简单的,不证自明的(不变现象)无法证明的(全称命题),可证伪/乐于辩证批判。悖论诠释号称证明(全称命题)是骗。古希腊哲学对真理的理解 —— 真理是不变的现象。水流现象千变万化是真实/不是真理。水往低处流,指南针,物质不灭,能量守恒,电荷守恒,1+1=2,绝对时空,相对速度,……都是不变的现象/真理/知道/确定性。号称人人不知的空间弯曲是真理,胡编人人可知的时间是虚幻!!是缺德笑话。科学/哲学追求确定性(知道)是生存的必须,鼓吹不确定(不知道)❌是鬼迷心窍丧心病狂。不变现象(科学)是观测归纳不是假说证明不是解释稀奇。

  • 2025-03-11 23:10

    “背后作者”显然是一个搞科研的读书人。搞了什么项目骗国家??还要挖空心思地祸害人民的子孙??

  • 2025-03-11 23:07

    量子纠缠笑话——宇宙浩瀚。。。物质本质是带电质量体,普遍有力的相互作用和相对运动,是永远不变的。⭕️邪门纠缠比找六亲不认邪门女朋友邪太多了!!!!❌独此一女六亲不认???独此一男六亲不认???必须纠缠必然纠缠???❌如何找到独此一女???如何找到独女的独此一男???这种纠缠是万变中不变的真理吗?———观测归纳认知自然,从来如此,只能如此。在万变中寻求不变的真理,如,物质不灭,能量守恒,1+1=2等等。常常有人宣称,暗物质占XX%,只是人类观测不到!!物质是普遍相互作用的,有条件当然可观测。………号称有鬼只是你看不到,永远不可能露馅的鬼把戏,高明吗???

  • 2025-03-11 23:08

    ⭕️到底是量子摇号机?? 还是量子计算机?? ——— 导体与绝缘体的差异带来了电子的空间运动操控性。三极管电子运动与电平高低,电路的“与或非”运算,是标准的牛顿力学,有确定性。 量子计算搞的是哪个量子?电子,质子,三体多体量子?还是花仙子? ………量子位置稳定吗?存储记忆能力可靠吗?如何定位找到特定量子,观测特定量子,操控特定量子?如何用量子表达数字?如何实现与运算,或运算,非运算?不变现象/真理/知识/确定性是一切应用的前提和基础,崇洋媚外跟屁虫假大空,木用! ———有人说,量子计算机主要是用来产生随机密码的,为了避免误导,理解计算速度提升千万亿倍??叫量子计算机?还是应该称为量子秘码机,或量子摇号机呢?

  • 2025-03-11 23:08

    光速不变假说见证了高超的骗术!……光速可以测量,测量速度需要参考系,参考系移动改变了测量结果不变吗??笑死人了。 ———任何全称命题证伪当然有效,证明/证实当然无效。全称命题光速不变违背相对速度自然公理,已有效证伪!!!任何数学演绎能推理出来全称命题“光速不变”吗???无论多少次实验能证明全称命题“光速不变”吗???任何实验精度能证明“光速不变”吗???光速不变只能是创造假说当然是骗。相对光速/光速变化/超越光速当然都是正常现象。 光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗??光反射驱动光帆光速不变??相对速度变化导致多普勒效应和红移,是光速不变??光子离开黑洞速度变吗?光子进入黑洞速度(当然超越光速)也不变吗?掩盖谎言需要更多谎言!………光速常数C是电磁经验公式的一个常数,不是光速不变,地球引力常数G当前还在努力提高观测精度。———量子不确定性原理如何解释光速不变这种无限的确定性???号称场的速度是光速,地球速度显然不同,难道地球场跑掉了??

  • 2025-03-11 23:08

    ❌证实/证明理论是骗术:::需要证明的真理/理论是骗,号称证明真理/理论也是骗!!!真理理论作为预测未来的全称命题,证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,都是骗。实验只能证明具体现象是真实。 认知自然/想知道能不能趟过一条河?没有经验知识无法演绎应用,创造假说也没用,只能依靠观测归纳。所有自然规律都是对过去的归纳,未来不变,不变的原因是不知道,只能信任自然!——“相对真理”也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前月亮不运动吗??引力有没有??都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理??地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然_欺师灭祖_搞骗的伎俩。❌❌大胆假设(规律),细心求证,都是骗术,是悖论斯坦发家(科学家)的“两头骗”!用假设猜想后脑勺肯定没用,搞1000年可解释一切稀奇的鬼故事(假说假设,不是公设假定)也真不了,牛顿自然哲学反对任何创造假说!!!无人机,潜水艇,轮子,核弹的发明创造都是由公理和观测经验大胆演绎的结果/现象,与自然复杂现象一样,真理不变现象无穷多。质能方程演绎狗屎造核弹有用吗?