引力做功的本质
2021-08-03 本文已影响0人
难忘的唐果
设在宇宙的空间有两个惯性系xoy和xMy,两惯性系相距无限远。在惯性系xoy中,有一质量为m的质点,该质点以速度 v沿x轴的正向做匀速直线运动;在惯性系xMy中,质量为M质点在原点处,和惯性系保持静止。如下图,其中质点M的质量M远远大于质点m的质量,即,
其中K为定值。
在惯性系xoy中,质点m的机械能是其动能,假设其没有旋转,设其动能为
在惯性系xMy中,质点M的机械能是其动能,假设其没有旋转,
则以两个惯性系的质点m、M为研究对象,则二者的机械能为,
即,
令当质点m与质点M的距离R的改变量为dr 时,引力所做的元功为dAm,则,
即,
则质点m和M此时的总机械能为,
即,
则质点m和M此时的总机械能为,
即,
由此我们知道,质点m进入惯性系xMy的前后,两质点的总的机械能是有改变的,也可以说这些改变的机械能是质点M的引力场创造的。如果不能解释引力的本质,这些改变的机械能我们可以认为是引力凭空产生的,这就违背了能量守恒定律,但如果用引力子的假设来解释它就比较容易。
宇宙的空间存在着以光速做无规则运动的引力子,当质点m在惯性系xoy做沿x轴的匀速直线运动时,其在各个方向上受到引力子的撞击的概率相同,所以受到引力子的撞击的合力为零,引力子的动能就转化为质点的内能,再以能量的形式散布到宇宙的空间中去;当质点m在惯性系xMy做加速曲线运动时,在两质点的连线的方向上,宇宙中引力子流受两质点的基元的阻挡和过滤,因此质点内侧的受到引力子的撞击力要小于外侧的撞击力,二者就会受到一个指向彼此的推力,这个力就是万有引力,二者增加的机械能来自引力子的动能。
如此,就不会违背能量守恒定律。