使用者:孫聚天
地球自旋運動的物理信息
〖關鍵字〗
慣性 | 自然動量 | 質量單位動量 | 動量定位
〖內容提要〗
(1)物質的相對自然動量=水的自然動量·水的密度/該物質的密度(設,水的自然動量為1千克·米/秒)。 (2)物體在旋轉流體中的慣性定律:物體在旋轉流體中並在旋轉流體作用下轉動,密度大於流體 做向心運動,密度小於流體做離心運動。 (3)動量定位定律:同一轉動體系中,「質量單位離心矩動量」的大小與軸心距離成正比。
〖序〗
宇宙物理其實很簡單,把整個銀河系看作河流中的一個小旋渦,就能夠發現一條很重要的物理定律,即:物體在旋轉流體中的慣性定律,這個定律可以告訴人們,為什麼高密度物質都處於旋轉中心; 再做一個簡單的旋轉物體的實驗,又很容易得出:動量定位定律,這個定律可以告訴人們,為什麼星球或星系能夠沿固定軌道繞旋轉中心運動。 光、熱、電是人們對動量變化作用的感覺: 光是一種通過高動量粒子傳遞的高頻動量波; 熱是一種通過低動量粒子傳遞的低頻動量波; 電是一種通過低動量粒子傳遞的次高頻動量波; 磁是由相對自然動量為0.127千克·米/秒的核子震動激發電子震盪產生的場; ……。 任何物質物體隨時間推移、發生位置移動,都會反映出該物質物體具有動量的物理信息,即:該物質物體的質量(m)與速度[空間(s)/時間(t)]的乘積(m·s/t)。我們生活在地球上,地球在不停地做自旋運動,地球上的物質物體在自然狀態下都具有圓周運動的自然動量(m·6.28r/t)。
〖文章正文〗
一、物質物體在地球上做圓周運動的自然動量定律:物質自然動量的大小與密度的大小成反比。
根據,地球上的物質物體在自然狀態下都具有圓周運動的自然動量(m·6.28r/t),得出質量大小相等,所處半徑相同的任何物質物體,它們做圓周運動的自然動量是同等大小的。然而,我們把質量大小相等、密度不同(大於空氣與小於空氣)的兩種物質物體,同時放開在空中的同一位置時,密度小於空氣的物質物體做離心運動,密度大於空氣的物質物體做向心運動,這兩種物質物體經過漂浮與墜落之後,各自停留在穩定的位置時,密度較大的物質物體處於圓周運動的較小半徑處,密度較小的物質物體處於圓周運動的較大半徑處,此時再計算它們各自的圓周運動的自然動量,密度較大的物質物體的圓周運動的自然動量,要小於密度較小的物質物體的圓周運動的自然動量。因此,物質物體在地球上做圓周運動的自然動量的大小與自身的密度有關,物質物體的密度越大,圓周運動的自然動量就越小;物質物體的密度越小,圓周運動的自然動量就越大。 由此可以得出物質物體在地球上做圓周運動的自然動量定律:物質自然動量的大小與密度的大小成反比。計算物質的相對自然動量的大小,設,水的自然動量為1千克·米/秒,則,其它物質的相對自然動量為:該物質的相對自然動量=水的自然動量·水的密度/該物質的密度。
二、物體在旋轉流體中的慣性定律:物體在旋轉流體中,密度的大小與質量單位離心動量的大小成反比,與質量單位向心動量的大小成正比。
根據自然狀態下的旋轉、密度、向心、離心等條件、作用、變化(地球的旋轉與地球上物體產生浮力或重力的密度條件與密度環境)現象做一個簡單實驗。 實驗:將密度大於水與小於水的兩種不同物質顆粒或塊體,投入到轉動的水中,不一會就可以看到,沉入水底的物質顆粒或塊體,在水流的作用下,能夠隨着水轉動時,就會向中心聚集,稍微浮露出水面的物質顆粒或塊體,在水流的作用下轉動,浮露部分幾乎不受空氣的阻力影響時,就會遠離旋轉中心。 分析:密度大於水的物質顆粒或塊體,在水流的作用下,不易獲得較高的線速度而逐漸惰歸於旋轉中心;密度小於水的物質顆粒或塊體,在水流的作用下,容易獲得較高線速度而逐漸躍居旋轉外圍,顯然,在這一過程中每個「質量單位」高密度物質的離心動量,小於每個「質量單位」低密度物質的離心動量,也就是在旋轉水流中,高密度物質的 「 質量單位離心動量 」 小於低密度物質的「質量單位離心動量」。 因此得出物體在旋轉流體中的慣性定律:物體在旋轉流體中,密度的大小與質量單位離心動量的大小成反比,與質量單位向心動量的大小成正比。
三、動量定位定律:旋轉體系中,質量單位離心動量的大小與軸心距離成正比。
根據開普勒第一定律,做一個小實驗來證明:物體在旋轉流體中沿固定軌道的運動,是不需要來自旋轉中心吸引力的作用來維持的。 實驗:取一盆清水,在水中加入幾個密度分別等於、大於、小於水的彩球,轉動盆中的水並使彩球隨水轉動,就可以看到:密度等於水的彩球既不會做離心運動,也不會做向心運動,而是沿固定軌道在盆中旋轉;密度大於水的彩球做向心運動,向旋轉中心聚集;密度小於水的彩球做離心運動,向外圍擴散。
分析:假設太陽系是一個密集着物質的實體,這個實體的物質分為兩大類:元素聚體類與粒子流體類。把水看作是粒子流體,彩球看作是元素聚體,聚體分布於流體中,轉動流體,聚體隨流體一起繞旋轉中心轉動。聚體繞旋轉中心轉動的線速度,等於它所處流域流體的轉動線速度時,聚體就能夠居於這個流體域中與流體同步轉動;聚體繞旋轉中心轉動的線速度,小於它所處流體的轉動線速度時,聚體就會產生向心動量;聚體的線速度,大於它所在流體域流體的線速度時,聚體就會產生離心動量,做離心運動,因此,聚體在旋轉流體中沿固定軌道繞中心旋轉,是不需要依靠來自旋轉中心的吸引力的作用來維持的。
聚體距離旋轉中心越遠,線速度就越大,質量單位的離心矩動量也就越大;聚體距離旋轉中心越近,線速度就越小,質量單位的離心矩動量也就越小。因此可以得出,動量定位定律:旋轉體系中,質量單位離心矩動量的大小與軸心距離成正比(動量定位是我們日常生活中能夠經常看到的一種現象,比如,我們一出門就能看到旋轉的車輪,如果我們分析一下旋轉車輪中動量分布規律,很容易發現:每克物質在不同半徑處的離心矩動量是不同的,半徑越大每克物質的離心矩動量就越大,因為物體處於旋轉最大半徑處的線速度最大,處於最小半徑處的線速度最小,動量的大小與速度成正比,線速度越大動量就越大)。