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力的物理概念

佚名 2025-03-26 11:26:01

力是物理學(xué)中最重要

、最基本的概念。它的形成在物理學(xué)史中經(jīng)過了漫長的時(shí)期
,直到十七八世紀(jì)
,物理學(xué)家才給出它的準(zhǔn)確定義。在甲骨文中
,“力”字像一把尖狀起土農(nóng)具耒。用耒翻土
,需要體力
。這大概是當(dāng)初造字的本意?div id="m50uktp" class="box-center"> !赌?jīng)》最早對力作出有物理意義的定義:力,刑之所以奮也
。這里“刑”
,同“形”
,表示一切有生命的物體
。“奮”的原意是鳥張開翅膀從田野里飛起
,墨家用它描述物質(zhì)的、運(yùn)動(dòng)的或精神的狀態(tài)改變
,如同現(xiàn)在常用詞“奮飛”
、“奮發(fā)”、“振奮”等含義一樣
。由此可見,墨家定義力
,是指有形體的狀態(tài)改變
;如果保守某種狀態(tài)就談不上奮
,也就無需用力了
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">!赌?jīng)》還舉了一個(gè)例子,從地面上舉起重物
,就要發(fā)“奮”,需要用力
。墨家定義力
,雖然沒有明確將它與加速度聯(lián)系在一起,但他們從狀態(tài)改變中尋找力的原因
,實(shí)際上包含了加速度概念,其意義是極為深刻的
。在浩瀚的中國歷史典籍中記述了各種各樣的力
,其中人們對慣性力和重力的認(rèn)識是值得稱道的
。戰(zhàn)國初期成書的《考工記》最早記述了慣性現(xiàn)象
。在它描述趕馬車的經(jīng)驗(yàn)時(shí),它寫道:“勸登馬力
,馬力既竭,辀猶能一取焉
?div id="m50uktp" class="box-center"> !薄皠竦邱R力”即趕馬車、勸馬用力
,辀指小車。這句話的意思是
,在駕駛馬車過程中
,即使馬不再用力拉車了,但車還能繼續(xù)往前進(jìn)一小段路
。古代人不僅記述了慣性現(xiàn)象,而且能充分認(rèn)識和利用慣性力
。張衡(公元78—139年)于東漢順帝陽嘉元年(公元132年)創(chuàng)制的候風(fēng)地動(dòng)儀就是其中之一
。地動(dòng)儀中的主要部件是一根倒立柱,稱它為“都柱”
。在其受到來自某方向的地震橫波襲擊時(shí)
,由于慣性力的作用,它將倒向震源方向
,從而帶動(dòng)有關(guān)方向的杠桿牙機(jī)
,使龍嘴張開
,銅丸掉落于地上蟾蜍口中
。對重力現(xiàn)象最早作出描寫的是《墨經(jīng)》
。遠(yuǎn)在2000余年前,它就指出
,凡是重物
,其上不提挈,其下無支撐
,其旁無力牽引,則必定垂直下落
。這就是說
,只要物體不受到任何人為的力的作用,它必定作垂直下落運(yùn)動(dòng)
。這正是重力對物體作用的結(jié)果?div id="4qifd00" class="flower right">
!昂狭Α钡母拍钤谥袊鹪瓷踉?div id="4qifd00" class="flower right">
。《墨經(jīng)》曾討論過許多力合成一個(gè)力時(shí)
,可以“舉之則輕”。明代茅元儀明確提出“合力”一詞
,他寫道:合力者積眾弱以成強(qiáng)也
。今夫百鈞之石,數(shù)十人舉之而不足
,數(shù)人舉之而有余,其石無加損
,力有合不合也
。(《武備志·軍資乘·守五·堡約》)遺憾的是,中國傳統(tǒng)文化中卻很少述及力的方向
,而討論分力與合力時(shí)
,必須指出力的作用方向。然而
,在生產(chǎn)實(shí)踐中,古代人有許多利用合力的經(jīng)驗(yàn)及創(chuàng)造發(fā)明
。諸如眾人抬木頭
,利用兩頭牛耕地的耦耕操作,戽〔hu戶〕斗的應(yīng)用等
。戽斗取水,兩人用力拉動(dòng)斗側(cè)雙繩
,盛滿水的斗就沿合力方向運(yùn)動(dòng)
,正好構(gòu)成了力的平行四邊形法則的實(shí)際圖。在力學(xué)中有一條法則:一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)力無作用效果
。饒有趣味的是,中國人發(fā)現(xiàn)與此有關(guān)的現(xiàn)象驚人地早
?div id="d48novz" class="flower left">
!俄n非子·觀行》寫道:有鳥獲之勁,而不得人助
,不能自舉。鳥獲
,據(jù)說是秦武王寵愛的大力士
,能舉千鈞之重。但他卻不能將自己舉離地面
。東漢王充也說:力重不能自舉,需人乃舉
。古之多力者
,身能負(fù)荷千鈞,手能決角伸鉤
,使之自舉,不能離地
。(《論衡·效力篇》)似乎很可悲
,一個(gè)身負(fù)千鈞重載,手能折斷牛角
、拉直鐵鉤的大力士
,卻不能將自己舉離地面。然而
,這正是真理所在
。再大力氣的人
,也不能違背上述那條力學(xué)法則
。因?yàn)楫?dāng)自身成為一個(gè)系統(tǒng)時(shí),他對自己的作用力屬于內(nèi)力
。系統(tǒng)本身的力對本系統(tǒng)的作用效果等于零。否則
,今天就不會有這樣的口頭禪來嘲諷一個(gè)人的能耐是有限的
;你有再大的本事,也不能揪著自己的頭發(fā)使自己離地三寸

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