物理科学探疑-网友天空-力学-惯量力学

惯量力学
                                    ————静止与运动

初振

前言

    在经典力学、相对论中，有很多问题无法解决。如，运动在不同参照系中的描述、宇宙的结构、太阳系的起源极其运行规律、绝对和相对运动是否并存，者说，相运动外是否存在绝对运动等等。

命题 1 匀速直线运动的起因

    图1m球以o点为圆心，在牛顿力f=ma作用下，质点作匀速圆周运动。之后 E点是球体在a点失去向心力f=mv2/r ，作匀速直线运动。则质点匀速圆周运动惯量：

    F= cosαmv²/R      ------------------(1)
    或 F= mv² （α=90^o）   --------------(2)

    当质点向心力F在A消失时m球由A点开始作匀速直线运动。此时，

    匀速直线惯量：

        F= mv²      ---------------------(3)

图1

    根据（1）、（2）、（3）和图1，在系统中，关于m球系统所有点的位移是确定的，绝对的。A点是系统运动的必要的绝对前提。

    绝对参照系：

    被描述运动质点，与其运动原点作匀速圆周运动的两维坐标与圆心的垂直转轴构成的三维坐标。

    该运动系统中，对运动的绝对参照系的起点而言，其运动速度、运动位移是确定的绝对的。对运动的质点而言，它是由多次不同运动状态派生而成。如同动物、植物、生物等，每各个都由母体产生，个体再成为母体，个体是生生不息环节中确定的绝对的环节，也包括其方向性。也许目前无寻到个体的原始起点，但是我们都不怀疑，每个人的血统本原不仅存在而且是唯一的和不可逆的。其实此种关系包括所有物体的运动无一例外。同时系统和系统之间存在相对关系。而运动的质点由圆周运动逃逸变成直线运动；或由于引力的作用形成新的圆周运动完成一个周期。如此不断派生，由多个绝对参照系构成参照系长链。即，孙参照系—子参照系—母参照系……。如，地球参照系—太阳参照系—银河参照系……。孙参照系的速度可根据子参照系的速度求出，子参照系的速度可根据母参照系的速度求出。根据公式（1）、公式（2）、公式（3），质点绝对参照系速度：

    匀速圆周运动时：

    匀速直线运动时：

图2     表1中太阳系各天体围绕太阳的实际公转速度、半径和质量比值结果表明，斜率相同。根据圆周惯量： F= cosαmv2/R

表1 太阳系行星公转对比

    那么，惯量F 的大小是由cosαmv²/R 决定的，而这是由太阳自旋和当时的作用能提供的。所以太阳系的所有天体应来自太阳表面的逃逸。

命题 2 金星逆转的起因

    根据命题1 惯量力学和太阳系的运行规律的实际观测，结合金星和地球的有关质量、公转速度、公转半径等，可推论出金星和地球有碰撞的概率。如果金星和地球的惯量F相同或接近，则cosαmv²/R 中两天体的公转半径 R 相同或接近，且在同一平面运行，或圆周运动或进动，可导致金星的逆转、地北极和黄北极23^o27^‘的交角、地球的膨胀、大陆的漂移、海洋的形成、地震的力学成因等。

    综上所述，质点由静止到匀速直线运动的过程可归纳如下：

    ① 变速运动      ∑F= ma
    ② 匀速圆周运动  F= cosαmv²/R   或 F= mv² （α=90^o）
    ③ 匀速直线运动  F= mv²

分析与讨论

    牛顿第一定律的含义表明：匀速直线运动是物体的原始状态，定律还说明了匀速直线运动与静止这两种状态的等价性。需要假设一个前提，一个不受力作用的物体将保持静止或匀速直线运动状态不变。而且具体判断一个实际的参照系是不是惯性系还需主观根据情况而定。在研究加速度运动时，伽利略最先提出此概念，从此将力与运动区分开来。即，将速度与加速度区分开来。牛顿指出：外力只存在于作用的过程中，一旦作用过去他就不复存在。应当指出，牛顿颠倒了第二运动定律和第一运动定律的次序。根据其《自然哲学之数学原理》已经提出了绝对和相对的辨证运动概念；同时三个宇宙速度的推倒、人造天体运行原理的正确描述、与引力相垂直的线速度方向的上帝之手、使牛顿与匀速直线运动的起因擦肩而过。这也许是牛顿推迟二十年发表《原理》的真实原因。

    爱因斯坦相对论认为：一切物理定律在任何惯性参照系中的形式都是一样的；或者说不能以任何的物理方法测出任一惯性参照系的速度。亦即速度、位移、时间都是相对的，彼此完全无联系的。在经典力学和相对论中找不到能够用来说明为何对不同参照系，物体会有不同的表现。牛顿和爱因斯坦看到了该缺陷，并试图消除它，但没有成功。该缺陷在下列情况下尤为严重，即当参照系的运动状态无需任何外力维持时，参照系作匀速转动时。

结论

    质点在力F=ma 的条件下由静止开始变速运动，当失去加速度且存在向心力时，质点开始作匀速圆周运动，运动惯量为：

F= cosαmv²/R   或 F= mv² （α=90^o）

    绝对参照系速度：

    再当向心力消失时质点变成匀速直线运动，运动惯量为：

F= mv²

    绝对参照系速度：

本文已发表于《河北理工学院报》1999.4期96-100页

[作者简介] 初振  男   1963年出生， 日语翻译、工程师，葫芦岛锌厂技术中心工作。技术课题负责人。有多项发明和多篇论文发表。惯量力学提出人。
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