能量和力有什么关系(如果你不清楚能量和力的关系和区别)

导读:如果你不清楚能量和力的关系和区别,看看此文力和能量都是抽象的概念,抽象能力是帮助我们去繁就简,看清事物本质的能力力的定义是这样:力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而单独存在两个不直接接触的物体之间也可能产生力的作用力的单位是牛【N】,力的三要素是大小,方向,作用点,下面我们就来聊聊关于能量和力有什么关系?接下来我们就一起去了解一下吧!

能量和力有什么关系(如果你不清楚能量和力的关系和区别)

能量和力有什么关系

导读:如果你不清楚能量和力的关系和区别,看看此文。力和能量都是抽象的概念,抽象能力是帮助我们去繁就简,看清事物本质的能力。力的定义是这样:力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而单独存在。两个不直接接触的物体之间也可能产生力的作用。力的单位是牛【N】,力的三要素是大小,方向,作用点。

能量的定义是这样的:能量是物质运动转换的量度,简称“能”。世界万物是不断运动的,在物质的一切属性中,运动是最基本的属性,其他属性都是运动的具体表现。也可以表述为能量(energy)是质量的时空分布变化程度的度量,用来表征物理系统做功的本领。现代物理学已明确了质量与能量之间的数量关系,即爱因斯坦的质能关系式:E=MC²。能量的单位与功一样是焦耳【J】。

OK,上面的内容是力和能量的定义,这都是初中的内容。现在我们来分析一下,看似很简单的内容,其实分析起来很复杂。力和能量都不是可以一句话说清楚的概念。在长达二个世纪之内,力和能量都是混淆的,法国学者科里奥利(Gustave Gaspard Coriolis,1792-1843)引进了功的概念后,力和能量的概念才被明朗的分开来。

内容如下:

力的作用效果只有两点:1.力可以改变物体的形状,使物体发生形变。

2、力可以改变物体的运动状态(速度大小、运动方向,两者至少有一个会发生改变)。

那么如果一个物体发生了形变,或者发生了运动状态的改变,就一定有力存在。

力和能量而言,很明显,能量是更本质的东西。一个物体不一定是施力者或受力者,但一定具有能量。无论它处于什么状态,都具有能量。这就是爱因斯坦的贡献。即使不使用相对论质能关系,也可以得到,无论物体处于什么状态下都具有能量的结论。

一个匀速运动的不受力的物体,有能量。运动本身具有动能。而由于万物都在运动,万物都受到万有引力的影响,你找不到不具有能量的物体。

当然,同样也找不到完全不受力的物体。所以力和能量,能量是更根本的东西。那么现在来回答,力和能量有什么关系?有什么区别?

他们之间的联系就是功,其实上面已经说了。力对物体持续【时间】作用的累积,就是功。是物理学中表示力对物体作用的空间的累积的物理量。而能量也是用功来表示的,这不是它们之间的联系吗?

不同点,和区别的地方,就在于能量是更根本的东西。你可以想象一个物体不受力,但你不能想象一个物体没有任何能量。因为某物体受力是有条件的,但某物体具有能量,是不需要条件的,有质量的物体,都具有能量。这不难理解。

而且在此书中关于质量的定义就是:质量是物体在相对时空中的一种物理属性,物体所蕴含能量的多少是物体质量的量度。

也可以通俗的说,能量是普遍存在的,力却不是普遍存在的。我们也知道能量守恒定律,但没有听说过力的守恒定律。

其实力可以看作是能量的“表现”,没有无缘无故的力,哪怕是引力也是。必须有物质存在,才能说有引力。而爱因斯坦的拓展,就是告诉我们,质量和能量是一个东西,是一东西不同的形式表述而以。质量具有惯性,能量也具有惯性。

这就是力和能量的区别和联系。还有一点,能量是守恒定律告诉我们,能量是永恒存在的,不会灭亡。而力不是永恒存在的,但记住,力的作用,力产生的作用效果其实是永恒的。就好像我们说的“蝴蝶效应。”蝴蝶用力煽动翅膀,扇了一下,力作用于空气,空气又给蝴蝶一个力。力推动空气运动,空气又影响周围空气……也可以说,力转化为了能。

课本问题,和现实中遇到的问题还是有区别的。比如我给你留一个问题,你来回答一下。我们假设你作为成年人一拳可打出200N的力,你现在一拳打在空气中,如果根据作用力和反作用力相等,你会受到一个反作用力,可是为什么你感觉这个反作用力很小。而打在墙上,却疼的无法忍受?

你回答完这个问题,我再深化一下问题。你再想想该怎么回答。假如在真空房间中空无一物,一个铁拳,知道质量10kg,也知道它的加速度达到了10m/s2。这时它一拳打在真空中。问题是力产生了吗?力的大小应该是多少?

还有一个点,学生们应该很少会问这个问题,可能不是因为想不到这个问题,而是认为问这个问题傻。那就是力的传递速递是多少?

如果认真看完了此书的内容,你可能会对这个问题愣一下。但应该很快就能想明白,并不难。力包括很多力,比如重力、万有引力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力……但力的本质一样,都是物体对物体的作用。

那么就很清楚了,引力的传播速度是光速,那么力的传递速度上限就是光速。肯定有低于光速的,比如空气振动产生的力,空气振动不能达到光速。

同样能量传递的速度上限,也是光速。光本身也是一种能量。

这一章的内容,要接近尾声了。在这里提一个和本章看似无关的内容,是读者在微信上问我的。他问我说:“你认为时间是没有过去,没有未来的,可是过去是实实在在的呀?你能说它是假的吗?虚拟的吗?”

首先本书中时间的定义是这样的:时间是物质在引力场中的位置以及运动速度的应变度量过程;它是物质存在的客观形式。

我是这样回答他的:从定义你可以看出,时间是强调当下时间的。但不是说,时间是一个点,时间对具体物体而言,是一个点。但从宇宙万物来说,就是一个大的场。你可以理解为高低不平,快慢不同的时间海洋。物体处于宇宙中不同的位置,有不同的质量和速度,那么时间流逝一定是不一样的。

不是说过去是虚拟的,不是说过去的时间是假的。过去是真实的,过去的时间也是真实的。但说时间没有过去和未来,是为了说明,过去的时间不再是可以利用的时间,它已经失去了“时间”的意义。未来也一样,未来的时间,还没有显示其实用性,你无法把过去和未来的时间利用在你身上。只能说过去的时间,是既定的事实事件,未来的时间,是未来的既定事件。

而且在前面章节,有说到过,时间,空间,物质是一体的,无法分离的这个概念。这就是我给这为读者的回答。

其实你仔细去想,从惯性,力,能量;惯性定律,楞次定律,和其他各种守恒定律,都可以从中感受到万物的联系和万物的协作,一定是有原因的,一定是统一的。我们不理解的东西,仅仅在于知识面还没有达到那个东西之上。我们需要做的,就是搭桥,当桥搭足够多的时候,你会发现,原来通往那个我们不理解的地方的路,在这里啊。

摘自独立学者,科普作家,艺术家灵遁者科普书籍《变化》

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