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這些看起來很簡單的知識,人類卻花費了很久才知道

導讀:這些看起來很簡單的知識,人類卻花費了很久才知道。

1、力是維持物體運動的原因還是改變物體運動狀態的原因?

2000多年前,古希臘學者亞里士多德認為:力是維持物體運動的原因,這貌似和認識的很相似。

400多年前,伽利略利用理想實驗法提出,力並不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動的原因。

1644年,笛卡爾進一步新的理論,意思就是如果不受力的作用,物體將保持勻速直線運動。

1687年,牛頓發表著名的《自然哲學的數學原理》,正式提出牛頓第一定律,意思是說如果沒有力的作用物體將一直會保持勻速直線運動狀態或者靜止狀態,這不就定速巡航和停止嗎。

現在上過初中物理的同學應該毫無猶豫的喊出,力是改變物體運動狀態的原因。

這不僅僅是我們比伽利略晚出生了400多年,還因為我們經歷過完整的9年義務教育啊,如果沒有九年義務教育,靠自己蒙頭想,即使我們晚出生400年也許還認為力是維持物體運動的原因,畢竟生活中認識是:我推你一把,你就會動。

這事現在想想很簡單,力是改變物體運動狀態的原因,物體不受力的作用時是保持原來的狀態的,或者是靜止或者是勻速直線運動,即使現在想不明白也沒有關係的,因為我們有完備的實驗。

補充回答:

談到這裡,我們就不可避免的要談到慣性【慣性即物體保持運動狀態不變的性質】。慣性和慣性系是兩個概念。慣性是物質固有的屬性。無論是固體、液體或氣體,無論物體是運動還是靜止,都具有慣性。一切物體都具有慣性。且慣性的大小隻與物體的質量有關。質量大的物體運動狀態相對難於改變,也就是慣性大;質量小的物體運動狀態相對容易改變,也就是慣性小。

艾薩克·牛頓在巨著《自然哲學的數學原理》里定義慣性為:慣性是物質固有的力,是一種抵抗的現象,它存在於每一物體當中,大小與該物體相當,並盡量使其保持現有的狀態,不論是靜止狀態,或是勻速直線運動狀態。

而慣性系是一個描述運動的參考系統。【牛頓第一定律成立的參照系叫做慣性系】

還有慣性和慣性定律也不是一回事。慣性是物質本身的屬性,我在上面已經說了。而慣性定律描述的是運動和力的關係。即這種關係標明了:力不是維持物體運動的原因,力是改變物體運動狀態的因素。

我們都知道了,慣性是物質的固有屬性,慣性的大小隻於物體質量大小有關,與運動狀態無關。

在這裡我要引出另一個物質固有的屬性——萬有引力【任意兩個質點通過連心線方向上的力相互吸引。該引力大小與它們質量的乘積成正比與它們距離的平方成反比,與兩物體的化學組成和其間介質種類無關。】! 它的公式是:F=(G×M1×M2)/R2。我們可以從中看出萬有引力只於物體質量和物體間的距離有關。

大家應該已經看出來了,質量對於慣性和引力是根本的。所以在這裡又要引出慣性質量和引力質量。

首先對於慣性認識的一個重要進展是慣性與能量的關係。

阿爾伯特·愛因斯坦於1905年在論文《論動體的電動力學》里提出的狹義相對論,這是一個嶄新的物理理論,是建立於上面所說伽利略與牛頓研究出來的慣性與慣性參考系。它統一了力學理論和電磁學理論,帶來了時空觀的根本變革。

愛因斯坦隨後證明質能關係:E=mc2,一定的質量對應於一定的能量,反之一定的能量對應一定的質量。

在這裡,能量包括了能量的各種形式,突破了上面把某一種形式的能量與慣性聯繫起來的認識。這樣,慣性是能量的屬性,能量具有慣性(質量),任何慣性質量都應歸因於能量。作為物理學基本概念和物質的量的質量概念退居次要的地位,如今在近代物理中能量、動量等概念要比質量、力等概念要重要得多。

儘管這劃時代的理論實際地改變了許多牛頓概念,像質量、能量、距離,那時候,愛因斯坦的慣性概念與牛頓的原本概念沒有任何差異。實際而言,整個理論是建立於牛頓的慣性定義。但這也使得狹義相對論的相對性原理只能應用於慣性參考系。在這種參考系裡,不受外力的物體,必定保持其靜止或勻速直線運動狀態。

2、

洗手,算一個。

對我們來說,飯前便後要洗手已經是常識了,但是在1個半世紀以前,醫生剛解剖完屍體就直接進手術室了。

洗手?不存在的。

1840年,當時還沒有微生物的概念,醫生們自然也沒有意識到自己的錯誤。

唯一明顯的是產科死亡率,一種叫做產褥熱的疾病不斷奪走剛生完孩子的母親生命。死亡率有多高?3個死1個。

高燒、打寒戰、小腹疼痛,嚎啕掙扎最後離開人世,只剩下嗷嗷待哺的寶寶和眼噙淚水的丈夫。

對於這個情況,醫生們也是大不忍,苦心尋找解釋。

有的醫生認為,是患者發炎,血液過多導致腫脹,用水蛭吸吸血就好;

有的醫生認為是患者發高燒,呼吸困難嘛,開窗通通風就好;

有的醫生解剖了因產褥熱死亡的產婦,發現體內有著難聞的白色液體,於是認為白色液體是腐敗的母乳,產婦熱是產婦恐懼心理造成的。

看得出來醫生解決問題的方法還很隨意,根本沒在思考嘛。

還好,一名叫做塞麥爾維斯的醫生動腦了,他發現,他任職的醫院有兩個科,一個培養醫學生,一個培養助產士,兩個科的孕婦死亡情況截然相反。

掌握醫學知識的醫學生,又要學病理知識又要學外科解剖,還有機會實踐生產,是醫院的中流砥柱。

而助產士們,只是為了養家糊口的普通職業, 了解怎麼生產就好。

但醫學生手下死去的人卻遠比助產士多得多。

塞麥爾維斯發現這個情況後,就開始讓兩邊的情況做對照,例如環境、日程、工作……

逐漸他發現,解剖屍體後的醫學生經受手術的死亡率較高。

與此同時,他的一位好朋友在解剖屍體時,不小心劃傷了手,很快死於產褥熱。

他的腦袋閃過一道靈光!是「屍體顆粒」在作怪!

他猜想,有一種「屍體顆粒」會在解剖後附著在人手上,再被帶入手術室。於是他開始提倡大家術前洗手。

這也是我們今天飯前便後要洗手的最初原因。/

3、

行駛中的自行車為什麼能夠保持穩定不倒?現在依然還不清楚

自行車只有兩個輪子,當靜止時會倒向一邊,但是當自行車在運動時,出於某種原因,能夠保持立起來,當自行車在足夠高的速度下滾動時,能承受一定來自側面的推力,而只會稍微搖晃,但很快就可以恢復。但問題是,科學家也不知道其中的原理,儘管從1818年自行車就被發明了。

在傳統的分析中,認為是因為前輪的旋轉力、質量以及車把的自發轉向,使自行車向前滾動,跟陀螺效應有關,陀螺效應能夠使旋轉的物體直立,大多數人都認為陀螺效應是自行車穩定性的根本原因。同時後輪作為轉向軸的後腳輪。

對自行車的分析是在1910年被完成,但物理學家們總是對這個過程產生疑問。最權威的分析發生在一個世紀之後,科學家測試了是否可以建造一輛既不含這兩種特性又能保持平衡的自行車。

然後成功了!

結果2011年發表在著名的《科學》雜誌上:科學家設計了一輛特別的自行車,自行車所有的陀螺效應都被一個反向旋轉的輪子所抵消了;同時觸地的前輪沿轉向軸向前運動,使後距為負。當被側面施加推力時,該自行車能夠自動恢復到直立運動狀態。證明陀螺效應和後腳輪都不是運動中自行車平衡的關鍵。

這一結果使自行車動力學陷入混亂,我們能夠解釋飛機在高空飛行,卻還沒弄清楚小孩子是如何騎自行車的。

獨立學者,國學起名師靈遁者整理提供。內容來源網路。


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