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向的分合,我们在现代物理学中,已经有了很系统的认识

端午之家 44

前言:

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向的分合,我们在现代物理学中,已经有了很系统的认识。而且掌握了它的计算方法。可以把一个力分解成两个方向上的不同的力。也可以把两个方向上的力,合成为一个方向上的力。并通过力与力的关联关系计算运动的速度或者不同的结构。所以,力的研究方法,有三个要素:就是力的大小、方向、作为点。应该说,现代物理学在向的分合应用范畴已经解决了二合而一与一分为二的变化关系。我们可以用一个斜面上的物体运动作一下力的方向性分析。

如图所示:大家都知道一个斜面上放一个物体,这个物体就会沿着斜面向下运动。我们用一种力的分解图示来表示为:

大家在中学都学过,这是斜面下滑物体的受力分析。但是,我们实际中遇到的问题并不是所有物体都是向着斜面向下滑动的。同一物体在同一角度的斜面上,则有两种情况发生:有下滑,也有不下滑。那么,物体为什么又不下滑了呢?如图所示:

在下滑力的相反方向出现了一个摩擦力。大家都知道当摩擦力大于下滑力的时候,物体则在斜面上会保持静止的状态,不继续下滑了。那么,摩擦力是如何形成的呢?它与支力与重力的关联关系又是一个什么样的关联关系呢?

在经典物理学中,只指出了摩擦力产生于物体平面与斜面之间的光滑度或者粗糙度。斜面与放在斜面上的物体表面越粗糙,摩擦力越大,而两个表面越光滑,则摩擦力越小。也就是说,摩擦力的产生只与表面粗糙与表面光滑有关。而与物体的重力与斜面的支力无关。是否真的与两个平面的粗糙度与光滑度有关?我们暂时先放在这里,待以后继续研究。我们再举一个斜面与物体表面粗糙度相同,而体形不同的情况来进行分析一下。如果斜面上的物体不是一个方块体,而是一个球。那么,无论两个表面多么粗糙。球也会在下滑力的作用下,以滚动的方式向下运动的。而绝对不会停留在斜面上不动。如图所示

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显而易见,由于斜面上的物体形状由方变成了圆,摩擦力就变得很小了,无论两个表面多粗糙,球也会在下滑力的作用下,滚下斜面。也就是说,形的变化与摩擦力的产生与消失存在方体与斜面之外的属性变化过程。那么,我们再用方体在一个足以使其不动的粗糙斜面上来研究这个问题。方体也会产生与球一样的滚动效果,如图所示:

显而易见,这是因为斜面的垂直角度升高造成的新变化。在这种变化过程中,斜面与物面的粗糙度显而易见已经不再是物体下滑的反向作用力了,而物体在同一个力的作用下已经产生了滚动的运动性质变化。那么,斜面的垂直度与物体在斜面上的下滑滚动不再受到粗糙度的影响了吗?我们再继续看两个图示:

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从上面的图片中,我们可以看到,当两个粗糙面粗糙到完全一致的时候,就会产生凸凹相对的紧密结合状态,形成榫卯效应,使两个凸凹不平的粗糙面结合为一体。就是在斜面被倒置的时候,无论是球还是方块,都不会落下。更不用说在斜面上滚动了。

从以上五个图片中,我们可以归纳一下斜面上的物体,因两个接触面的光滑程度不同,而产生光滑的下滑。粗糙的不动。到物体形状的方圆不同从有动有不动。运动状态从滑动变化为滚动。而无论滚动与滑动,由于两个粗糙面的粗糙结合完全一致的时候,竟然产生了完全不动的特殊效果。

从力的方向分析,重力是不变的,而斜面与物体的接触面随着光滑与粗糙,形状的方圆,斜面的垂直度,粗糙面之间凸凹的吻合状态不同则产生了五个变化层面。在这五个层面中,我们不同的接纳了粗糙与光滑,形貌的方圆,斜面的缓陡,凸凹的二合而一与一分为二等多个属性的一体化纳入。所以,我们也称向的分合是一个属性泛接端口。有了向分合的属性一体化端口,离散属性的整体归纳就有了集合的通道。

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