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主题:美国求学执教的见闻和感受(0) -- changshou

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家园 你要别人自己推出非惯性参照系, 还是你又发现了一遍

非惯性参照系就是能够对同一个被观测的单元施加作用力的观测参照框架和附加非线性的坐标系的统称。非惯性参照系的种类无穷多。在经典机械力学中,任何一个使得“伽利略相对性原理”失效的参照系都是所谓的“非惯性参照系”。比如,一个加速转动的参照系;一个加速振动的参照系;……;一个随机任意加速运动的参照系等等。即任何一个使得牛顿第一定律和牛顿第二定律不再成立的参照系。在经典电动力学中,任何一个使得“爱因斯坦相对性原理”失效的参照系都是所谓的“非惯性参照系”。比如,任何一个使得洛仑兹电磁作用力定律F=qE+qv×B,或者麦克斯韦方程组不再成立的参照系。

考虑在高空向地球坠落的小物体,简化为不考虑空气和地球旋转的影响,那么分别选择地球和小物体为参照系有:

以地球为参照系:由于地球近似为惯性系,所以小物体做自由落体运动,到达地面过程中动能不断增加,其动能是由势能转换而来的,能量守恒成立。

以小物体为参照系:小物体是非惯性系,按照广义相对论,其中有一个附加引力场,引力场指向上。地球在附加引力场作用下,沿着附加引力场方向加速运动,附加引力场对地球做功,地球的动能不断增加,直至落到作为参照系的小物体上。作用于地球的附加引力场使地球动能增加,附加引力场的能量来自何方,用能量守恒怎样解释?

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