課堂上很難學到的知識,毀三觀的「牛頓」,你可能從未發現的真相

老黃文體是一家 發佈 2023-02-20T11:21:01.942948+00:00

牛頓是英國的科學家,他發現了萬有引力,為了紀念這位偉大的物理學家,人們用他的名字來命名力的單位,所以力的單位就叫做「牛頓」,簡稱:牛。

牛頓是英國的科學家,他發現了萬有引力,為了紀念這位偉大的物理學家,人們用他的名字來命名力的單位,所以力的單位就叫做「牛頓」,簡稱:牛。因此有很多人對力的單位的認識,也就局限於「牛頓」,而忽略了力的單位的真正內涵。

其實力的真正單位應該是:千克*米每平方秒。即:1N=1kg*m/s^2. 這是由力的計算公式F=ma得到的。m是質量,單位是千克,a是加速度,單位是米每平方秒。因此力的單位就是千克·米每平方秒,把它命名為「牛頓」,完全就是為了紀念偉大的英國物理學家——牛頓而已。

那分析「牛頓」的真正內涵,有什麼用呢?當然有用了。我們可以把力的單位寫成:千克*米每秒/秒。這又是一個什麼鬼?其中的千克依然指的是質量的單位,米每秒是速度的單位,而分母的秒指的是時間的單位。這個單位至少說明四個問題:(以下都假設在力產生,並只有一個變量不同的條件下)

1、質量越大的東西,產生的力越大。被一個體重只有45kg的人壓著,和被一個體重100kg的人壓著,你會感受到質量對力的影響。

2、速度越快的,產生的力越大。一般認為,力和速度無關,只與加速度有關。這怎麼有可能。一輛慢速行駛的汽車撞在同一個物體上,和快速行駛中產生的力,怎麼有可能相同呢?之所以會這樣認為,是因為公式中的速度,其實不是絕對速度,而是速度的變化值。不過在相同的時間內,相對於受力物體原速度越快的物體,速度變為0所產生的力,肯定要比慢的物體產生的力大。所以就公式本身來說,速度與力還是有正比例關係的。武俠小說中的「飛葉傷人」,就是這個道理。

3、時間越短,產生的力越大。我們平時所說的「寸勁」,就是在極短的時間內,產生足夠大的力,因此出拳可以破石。當時間無限接近於0時,產生的力就會無限大。不過人體的骨頭也會受不了那麼大的力,從而造成骨頭的破裂。這個極限,也是人的極限。當然,每個人的極限會有所不同。

4、第2點和第3點結合起來,就是我們熟悉的規律「加速度越大,產生的力越大」。

當然,它們是相互的,也可以說力越大,產生的加速度越大。達到相同的速度所需的時間就越少,在相同的時間內,產生的速度也越快。而質量並不會因為受力的大小而發生改變。所以在這些物理量中,質量是最基礎最本質的。

了解單位之間的關係,對我們進行物理運算,有很大的幫助。因為現實中有很多人,在進行計算時,總是只關注到數值之間的關係,而忽略了單位之間的運算。事實上,幾乎所有的物理單位,都有類似於力的單位「牛頓」的內涵。只要我們掌握了它們的內涵,就可以理解這些物理單位的變化規律了。

比如,由W=Fs,可以知道1焦耳=1牛頓米=1千克*平方米每平方秒。但是需要知道的是,這個平方米並不是單位面積,它純屬就是距離的平方。

再比如,由P=F/S,可以知道1帕斯卡=1牛頓每平方米=1千克*米每(平方米*平方秒)。按照一般的相法,可以對單位進行約分,得到1帕斯卡=1千克每(米*平方秒)。如果你這樣想,那可就大錯特錯了哦。因為這個單位中的米並不是一個標量,而是一個向量,是有方向的。分子的米是垂直於接觸面的,而分母中的平方米是面積的單位,是一個標量。向量是不能和標量約分的。

探究這些,純屬興趣,不知道你能不能活學活用,把其它常見以人名命名的物理單位的內涵實質,都找出來呢?

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