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主题:闭门造车要不得啊 -- 晨枫

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家园 要注意消除阻力和惯性带来的假象

找一块手绢,用细铁丝拴住它的四个角,做成一个小降落伞。然后在铁丝的中点处绑一条尼龙线。尼龙线的另一端栓一小块石子。然后找一辆汽车,让它开到55km/h的速度。用手捏着尼龙线靠近雨伞的部分,把这些东西统统伸到车窗外面去,然后轻轻松一点劲,看看石子会不会在“雨伞”的作用下跑到您的手心里去。呵呵呵。

在这个实验里,如果将雨伞和石子伸出车外,那么在手松开雨伞-尼龙线-石子的时候,雨伞-尼龙线-石子就是一个整体,一个运动系,而与汽车就不能构成同一个运动系了。石子跑到手里不是汽车动能转换成石子动能的原因,而是雨伞-尼龙线-石子这个运动系失去了汽车给它们施加的保持向前运动的外力,而只受空气阻力作用,所以这个运动系要相对汽车向后运动,从而让石子落到手里。

您之所以认为飞机获得了动能,是因为您将飞机和航母看作两个运动系,但实际上这二者是在同一个运动系内。

这又回到了原来的讨论:如果将飞机-航母-雨伞三者看作一个整体,那么整体内没有动能转换的问题;如果将飞机-航母看作一个整体,那么飞机-航母损失的动能就是雨伞增加的动能,飞机没有单独获得第三个动能;如果将飞机和雨伞看作一个整体,航母是另一个整体,那么飞机和航母就不能有接触不能有摩擦力,航母上的“支点”也不能存在,否则飞机和航母就是一个整体,与假设冲突;如果雨伞-航母是一个整体,飞机是另一个整体,同样的,飞机和雨伞-航母都不能有接触不能有摩擦力,雨伞-航母整体内部没有动能转换的问题,飞机也就不能获得额外的动能。

设计力学试验的时候一定要注意排除阻力、惯性等带来的假象,要注意区分哪些现象是阻力和惯性造成,哪些现象是咱们真正要讨论的。您的试验可以改造一下,在车顶上固定一个您所设想的这样的装置,雨伞哪,尼龙线哪(铁丝也成,刚性连接嘛),石子啊什么的,但要用一个定滑轮什么的将这个装置固定在车顶上,尼龙线一头是雨伞,另一头是石子,石子放车里车外都行,要保证车匀速运动时它不会乱跑。在车匀速运动的时候(不一定非得55迈,45迈不也成嘛,安全),您把雨伞放开,看石子是不是向前运动了。注意,咱们需要的效果是雨伞能够造成车的减速,否则就是车靠增加动力保持了速度,从而增加了整个运动系的动能,影响计算试验结果。

也许在试验的过程中您会认为石子太重了,或者雨伞面积太小拖不动,所以您会想减轻石子的重量,甚至用更轻的材料。但无论用什么材料,一定要注意让试验材料既能和车体紧密相接又能受力后立即运动,从而尽量排除阻力和惯性的干扰。

试验结束后也许您会发现石子向前运动了,但这并不意味着发生了“动能转换”,咱们还需要根据释放雨伞前的车速、释放雨伞后车减速后的速度、雨伞释放时长等计算出惯性给石子带来的相对于车的向前的运动量。再通过多次试验,找出试验存在误差的地方,依靠经验数据排除误差量,然后才能知道是否真的发生了“动能转换”。您如果真觉得自己的想法越想越靠谱的话,不妨实际做一下试验,经得住考验的试验结果比理论描述强一万倍。

其他人也许从机械工程设计角度认为您的这个方案不可行,但并不意味着他们就认为这个方案的理论基础就是没问题的。如果要真想把自己的想法搞透的话,还是要从最基础的力学理论试验开始。不要怕自己的想法不成熟,更不要怕自己琢磨了很久的想法理论上就不可行。发现自己错误不是什么大不了的事情,坚持错误才是大问题。这话是对咱俩说的。

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