基础加速度和重力
好了,我们已经理解了运动,也明白了何为运动和怎么去形容运动。
接下来我们来说说一个简单的问题吧,假使我们能以相同的速度走路,,向同一个方向走,那么我们就说这是匀速直线运动。
匀速直线运动是一个非常重要的知识,为什么呢?
因为匀速直线运动是可以计算的。
譬如我们以十米每秒的速度在向东走路,那么过了10秒我们就走了100米,在原位东边100米,没错吧。
那么我们就可以计算了吧,科学上为了简单计算,我们有公式,如果你记住了公式,那么只要把数字代进去不久可以得出结果了。
我们把速度用小写的v来表示,我们把距离(路程)用小写的s来表示,我们再把时间用小写的t表示。
注意了,科学是非常严谨的,假使你用大写,那么恭喜你,我会给你的答案打一个大大的鸭蛋,ok?
那么我们知道了我们所走的时间乘以了我们所走的速度,就得到了我们所走的距离,也就是s=vt。
注意了,科学的公式中乘号是省略掉的。
而且科学的计算过程都要写上单位,速度的单位一定是x/x。即2米/秒。不然就失去了意义,这个式子就是错误的。
那么我们可以推导,我们知道速度乘以时间等于路程,那么我们可以把路程除以时间就得到了速度,同样也可以把路程除以了速度就得到了时间。
即v=s/t(/表示除,也表示分母),t=s/v。
那么接下来出现了一个惯性的问题:我们知道我们如果开车,让车开始飙高速,那么如果不踩刹车让它自己停下来需要等它的车轮在地上摩擦一段路。
科学来了:我们可以把手贴在墙上,移动,是不是会感觉到一股阻力?
那么车跟地面摩擦的过程一直存在着阻力,就是这阻力让车的速度慢慢慢下来,直至停止。
那么我们设想一下,如果我们把正在飙的车放在绝对光滑的冰面上,让车继续飙,那么绝对冰面没有阻力是吧,车就永远不会停下来(无视空气阻力)。
那么我们知道了一个结论:在没有收到力的情况下,物体会保持其运动状态永远不变。力是改变物体运动状态的原因。
我们突然想到了加利略·加利雷在比萨斜塔扔下了两个串在一起的质量相差大的铁球。
结果很神奇:同时落地。有人反对加利略:这他吗就是在开玩笑,我扔一根羽毛和一只鸭会同时落地吗?
科学笑了:我把你跟你儿子一同邪恶的从绝对真空环境扔下去,你们永远保持相同高度!
我一定会刨根究底的:是什么原因造使一根羽毛和一个铁球在地球上不能同时落地?
原因浮出水面:不同的物质的密度不同吧,比如我拿一公斤的铁和一公斤的棉花,他们的大小不同吧。
但是他们受到的空气阻力是按照他们向某个方向运动时,该面和空气的接触面积和运动的速度决定的。
譬如你被一台机器向东飞速推动,你受到的空气阻力是你的正面。感觉到了吗?但如果把你变成侏儒,受到的阻力肯定小了吧,把你运动的更快,你是不是更难呼吸呢?
那么就拿那一公斤的棉花和铁做为例子吧,我们把棉花和铁扔下去,它们的体积不同,阻力不同,造就了速度不同。
由s=vt公式知道了要落地的距离s相同,速度v不同,那么t肯定也不同了即时间也不同,也就是先后落地了。
把这两个不同的物体从高处往下扔的过程中,我们知道物体受到的重力=mg。
即物体受到重力由物体的质量m,和物体存在这个地方的引力定值g决定的(比如你质量不变,你在地球受到的重力肯定比在太阳上小,物体受到的重力与重力源的质量有关,后面会提到,这个凑不好的数字用当前环境的g表示,m很好理解,你越重受到重力越大吧)
那么这假设这两个物体是体积相同,质量不同的不同物体,那么它们受到的重力不同,大的那个肯定会运动更快,那怎么可能会同时落地呢?
所以两种不同的物体,无论是相同质量不同体积,相同体积不同质量,在地球的环境中,都不会同时落地。
但加利略的铁球是同种物质,它们的密度相同,所以小的那个体积小了,相应质量与大的成正比减小(即体积只有大的一半,那么质量一定也就大的一半)受到的重力之前讲过由mg决定。
在同一个比萨斜塔,所以g不变,那么m成正比了,重力只有了m一个变量,那么重力也成正比,下降的速度也成正比,受到的空气阻力受到运动速度影响,所以也成了正比!
即大的物体质量大,体积大,但空气阻力大,所以刚好阻力与质量体积成了正比,就是你质量越大,我就越要阻挠你!
小的那个一切都和大的成正比,也就是两个相同物质在相同条件下,那么小的物体质量小,体积小空气阻力也相对小。
但是我们知道力是改变物体运动状态的原因,质量越大的物体改变运动状态所需要的力也更大。你推冰箱比推相同底面积的棉花更累。
也就是虽然质量大的物体受到了更大的空气阻力,但改变它运动状态本就需要更大的力,小的则需要更小的力。而大的受到的空气阻力更好成正比比小的大。
那么空气阻力的影响对大小同种物体而言就相同了。我们就可以无视掉空气阻力,你在也一样,不在也一样,你不在我们更好说话!
神奇的事情发生了,去掉了空气阻力,还有什么?也就是物体不论质量体积任何东西,只要让它从真空(没有介质,就是空的)!!中同时落下,他就会以相同的速度慢慢加快。
我们就得到了牛顿的加速度公式(加利略的思想):F=ma,即物体改变运动状态所需要的力由物体的质量和当前环境的定量a决定。
根据我们学的重力公式,F(就是前面说的重力)=mg,把mg带入F=ma的F得到ma=mg,物体质量相同吧,就可以同时消掉,a=g,a和g都是当前环境的定量吧,不变吧,就是说了加速度就是一个定值咯!
也就是我们本课的终极结论,无论任何物体,在决对不受力环境往下扔,永远相同速度并不断相等加速,以上推理为我自己所想,看得明白吗。
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