力的本质是能量交换和趋势【论文】

力的本质是能量交换和趋势【】 力的本质是能量交换和趋势 力的本质是能量交换和趋势 宇宙物体几乎没有孤立存在，总是跟周围物‎‎体不可分割地联系在一起，并一起作整体运动。如地球表面物体处于四周能量交换平衡状态，并跟着地球运动。地球表面物体间通常可以处于交换平衡静止状态，要使某一物体移动，就需要对其施力(即交换能量)或能量变换转化。‎‎要使地面物体产生相对地面平动，施以作用力或内能等转化为机械能‎‎或平动能，速度逐渐增大或作加速运动。当所施作用力与摩擦力平衡‎‎或所消耗内能足以抵消摩擦能量，而保持‎‎直线匀速平动。实际上地面‎‎物体机械转动也是如此，外加力矩或消耗内能等转化为转动机械运动‎‎能量，所加的外力矩或内能等足够抵消内能等消耗，就能维持转动。‎‎一旦作用力解除或停止提供内能等，就会逐渐停下来，并处于相对静‎‎止平衡状态。 一、机械交换作用 首先、牛顿力学第三定律的作用与反作用实际上是受力物体与施力物体间能量交换，是受力物体得到动能，并‎‎以其它能量交换给施物体的表达式。这正是作用与反作用量值相等、方向相反、作用在不同物体上的本质所在。其次、如果受力物体得到动能，其动能改变量对位移量之比定义为牛顿力。那么 F=dEdl=dmυ dl=dmυdt=dpdt p=mυ为动量。这是牛顿第二定律表达式。还可以扩大为动能改变量对角移比值定义为力矩。 M=dEdθ=dmυ dθ=dmr ω dθ=dJωdt=dNdt N=Jω为角动量 J=mr 为转动惯量,广义的转动惯量为J=kmr 。第 三、当F等于零时，速度等于零或常数，即保持静止或匀速直线的惯性运动，为牛顿第一定律。M等零时，角速度等零或常数，即静止或匀角速度或r ω为常数的螺旋运动。这里关键问题是能量交换必需有一方得到动能，如果双方交换能量而没有任何一方获得动能又如何呢，它只是不产生机械运动的相互作用或机械平衡状‎‎态。 机械平动或转动时如果能略去摩擦，那么其启动之后就能维持原有运动状‎‎ 态，即所谓惯性运动。如果在对称物体转动轴的一点上施一作用力矩，该转动物体就会产生进动和章动。如迴旋仪或陀螺在地面转动时，其重力可分解为轴上和垂直轴两个分量，自旋速度与垂直轴分量同向侧叠加具有弥漫趋势，反向侧叠加具有浓缩趋势，使同向侧趋向反向侧而产生进动。进动速度又与陀螺自旋存‎‎在正反向，使正向侧趋向反向侧的章动。但章动向反向侧同时重力垂直轴分量减少，进动和章动相应减少，等零时，重力要恢复原状，继续引起进动和章动，直到这些运动能量全部消耗于摩擦能量上。可见自转、进动、章动是转动趋势或作用的不同方式。 运动的自旋体的核心速度与其自旋两侧速度叠加必存在同向侧和反向侧，同向侧弥漫趋势必趋向反向侧浓缩趋势，使运动自旋体沿圆周或圈线或弦运动，甚至环运动。这就是圈体或弦存在的根据，也是三旋运动存在的根源。牛顿力学实际上是宏观机械力学，实际上是对宏观物体或机械作“功”，即主要考察能量交换中可产生动能差或受力物体方面运动的‎‎一门科学。力可以用动能差或“功”对物体位移比值来定义的。力矩可以用动能差或“功”对角移的比值来定义的。功率即作功效率是动能差或“功”对时间的比值来定义的。机械通常由重力、弹性力、热膨胀力等作功，改变物体运动状态或动能值。它受引力趋势和外力作用原理支配。