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谈广义相对性原理分析

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2014-04-14

相对性原理 我们不能用实验证明物体是静止或匀速直线运动。我们无法确定自己是处于静止系中或匀速直线运动系中。静止系中现象与匀速直线运动系中现象一样。

根据等效原理,引力场可以用非惯性来消除,例如在引力场中自由降落的参考系中就消除了引力,在这个自由落体系中,惯性定律很好地成立,一个不受外力作用的物体将保持其原有运动状态,这一参考系实在是很好的惯性系,其中物理规律具有狭义相对论的形式。

对于一切参照系,物理规律都相同。广义相对性原理。我们知道惯性系与非惯性系是不同的,那么这句话我们是如何理解的?

运动的合成分两种:

从匀速飞行的飞机上向地面空头物资,飞机上的人以飞机做参照系,看到投下的物体是沿直线竖直下落的,地面上的人以地面做参照系,看到物体是沿曲线下落的。以上是物体相对于参照系s1 具有某一速度,s1相对于s 有一速度值,属于速度合成定律,属于运动的合成;飞机匀速向上飞行,方向与水平方向成30度角。这属于物体的合运动,属于运动的合成。

物体的平抛运动现象可以看成大船上的自由落体运动,大船匀速直线运动(路面上的观察者)的现象。这是因为大船的运动对自由落体运动没有影响,与大船静止时一样。

物体的平抛运动,在物体看来物体的匀速直线运动对自由落体运动没影响;反过来,自由落体运动不影响匀速直线运动。这是因为物体惯性各向的同等性(是否?)

物体的匀速直线运动对物体的受力加速运动并没有影响,反过来,物体的受力加速运动对物体的匀速直线运动有影响吗?我认为不影响。

物体的水平方向加速运动与向上(下)的匀速直线运动,也能在速度合成定律中看到这一现象吗?能在加速系中看到匀速直线运动不受影响吗?

我们知道,在车厢里的桌面上放一个小球(火车匀速直线运动)。相对于车厢参照系来说,小球保持静止。小球所受合外力为零,现在设想车厢开始向右做加速运动,在车厢里观测,小球将向左做加速运动,而小球并没有受到其他物体的作用力。那么车厢做加速运动,对其中的匀速直线运动没影响吗?

而课本85页(高中一册)提出,如果水平加速移动玻璃管,由于水平分速度矢量不再是恒定的,合速度矢量也不在是恒定的,蜡块就不能做直线运动了。蜡块沿着曲线运动。

我们知道相对性原理,那么相对性原理为什么成立呢?为什么看不到水滴滴在罐子的外面呢?水滴为什么不向后运动呢?

原来,大船匀速直线运动中相对于大船静止或匀速直线运动的物体与大船静止时与大船相静止或匀速直线运动的物体是不一样的。

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