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牛顿第三定律的疑惑与修正

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发表于 6-8-2020 11:12 PM | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 saukong 于 20-3-2022 05:28 PM 编辑

牛顿第三定律:相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。

Feynman 说:

Newton told us only two things about the nature of forces. In the case of gravitation, he gave us the complete law of the force. In the case of the very complicated forces between atoms, he was not aware of the right laws for the forces; however, he discovered one rule, one general property of forces, which is expressed in his Third Law, and that is the total knowledge that Newton had about the nature of forces—the law of gravitation and this principle, but no other details.


This principle is that action equals reaction.


What is meant is something of this kind: Suppose we have two small bodies, say particles, and suppose that the first one exerts a force on the second one, pushing it with a certain force. Then, simultaneously, according to Newton’s Third Law, the second particle wnill push on the first with an equal force, in the opposite direction; furthermore, these forces effectively act in the same line. This is the hypothesis, or law, that Newton proposed, and it seems to be quite accurate, though not exact (we shall discuss the errors later). ”


你也可看https://www.wired.com/ 的A Closer Look at Newton's Third Law

--------------Let me make something clear. Isaac Newton had it tough. Here he is trying to make a model that describes what forces do to objects. However, he just doesn't have all the words we have - like momentum, acceleration, velocity.
Fortunately, there is an online translation of the original works of Newton. Here is an older translation into English of Newton's The Mathematical Principles of Natural Philosophy (volume 1).
The part about the Third Law says:
To every action there is always opposed an equal reaction: or the mutual actions of two bodies upon each other are always equal, and directed to contrary parts.
He also writes:

If you press a stone with your finger, the finger is also pressed by the stone.
This above example could indicate that he did not mean the stone and the finger have to move. I would suggest that perhaps Newton meant the word "action" to really mean "force". However, he later uses the word force so I'm not exactly sure of his intentions. Perhaps by "action" he means a force that actually does something. I don't know.
Oh, and it seems Newton does use the words momentum and velocity (if you read more of the passage). Maybe he was just trying to be poetic with his use of the words "action" and "reaction".


此”第三定律“更确切是一个力传送原理———应用于接触并相对静止的物体。在大一的statics(静力学)里的刚体的平衡系统里,"第三定理“就用来创建模型。但是在相对运动的物体呢?






以上图的物体与地上是相对静止的,你的手指对物体施加的力的大小=于你的手指的反作用力(指力)的大小。基于对此"力传送原理"的认识,促成我完成《行星齿轮组的动力学》并发表在《科技创新与应用ISSN:2095-2945》2020 年 第12 期。*







上图的物体与地上是相对运动的,你的手指对物体施加的力的大小若是等于于你的手指的反作用力(指力),那你的手指对物体施加的力只是用来抵抗摩檫力,物体会以等速运动。
你的手指对物体施加的力的大小若是大于动摩擦力,那物体会有一个加速度,而于你的手指的反作用力
(指力)等同于动[size=14.6667px]摩擦力。

以上两个图在Y轴方向,物体与地上是相对静止的,所以作用于物体的重力的大小等于于物体的反作用力(重力)的大小。



再来看两个相对接触的转动圆柱的力传送模型,也就是齿轮的力传送机制。以上图取自我的《行星齿轮的动力学》
圆柱 A 与圆柱 B在接触点是相对静止的。圆柱 A 在接触点施加力, Ftr 在圆柱B 身上 。
切线力,Ft 促成圆柱B 旋转,我们可以把Ftr =Ft 因为Ѳ很小。而圆柱 A半径是rA,圆柱 B半径是rB
扭矩比= Ftr . rB / Ftr . rA = rB /rA
而角速度比是扭矩比的倒数
以上的推导是以我对第三定律修正后推导出来的——”第三定律更确切是一个力传送原理———应用于接触并相对静止的物体,相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。”

*为何写行星齿轮组的动力学》?
就如newgnay在网站:知乎   行星齿轮原理的详细图文介绍(含超详细的公式推导)》的开场白:  
这几天我对行星齿轮的原理很感兴趣,但看了知乎上(以及百度到的)很多关于行星轮原理的介绍后,发现它们不是太过简略就是太过专业(不加推导地使用了太多专业公式),以至于连我这个凝聚态理论专业的研究人员也看不懂。无奈,我只得根据网上找到的行星齿轮结构,自已推导了行星齿轮的工作原理,在此给大家分享一下。


而若要看我的论文行星齿轮组的动力学》全文按以下link
https://limsaukong.com/%e8%a1%8c%e6%98%9f%e9%bd%bf%e8%bd%ae%e7%bb%84%e7%9a%84%e5%8a%a8%e5%8a%9b%e5%ad%a6-dynamics-of-planetary-gear-set/











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 楼主| 发表于 8-8-2020 02:59 AM | 显示全部楼层
刚在网上看到一篇与我对第三定律持相同看法的论文, 曲别是他只是定性分析,而我有创建模型,并以此推导出齿轮(包括行星齿轮组)的工作原理。

鱼尾巴挑战牛顿第三定律
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 楼主| 发表于 4-1-2022 03:15 PM 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 saukong 于 4-1-2022 03:17 PM 编辑

英文版“Doubts and Amendments to Newton's Third Law“ 经已刊登于

International Journal of Physics and Astronomy, volume9(issue 2), pp. 1-4 Dec 2021

DOI: 10.15640/ijpa.v9n2a1      URL: http://dx.doi.org/10.15640/ijpa.v9n2a1

免费下载:http://ijpanet.com
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 楼主| 发表于 24-2-2022 04:19 PM | 显示全部楼层
今天以《鱼尾巴挑战牛顿第三定律》以及对其反驳的论文《牛顿第三定律错了吗?》https://zhidao.baidu.com/question/602675347.html?qbl=relate_question_2
来说明物理学为何必须是定量的,也就是用数学的语言。

1.轮子打滑时的force interaction


《鱼尾巴挑战牛顿第三定律》里
---汽车在轮子打滑时所获得的推力比不打滑时更小,是因为轮子在打滑时所受的阻力更小;前面所举B学生打人而不打墙壁,是因为打人比打墙壁所受的反作用力更小等等。 也许有人会问:当F反<-F时,多余的作用力到哪里去了?根据牛顿第二定律F=ma,多余的力使被作用的物体产生了加速度。例如汽车轮子在打滑时比不打滑时转得更快---


牛顿第三定律错了吗?》对以上的反驳为
--《鱼尾》认为,当作用点滑动时,反作用力小于作用力。《鱼尾》举例说:汽车在轮子打滑时所获得的推力比不打滑时减小,是因为打滑时阻力(即反作用力)减小。用该例说明在同样的作用力下所得到的反作用力大小不一样。这是明显错误的,实际上在这两种情况下轮子给地面的作用力是不一样大的,虽然汽车发动机同样在转,但在打滑时轮子发生空转,阻力减小,“有劲使不上”,所以此时发动机输出的力量减少(因轮子转速增加,所以功率有可能不变),为搞清楚这种现象,我们可以举个极端打滑的例子,即摩擦力为零(轮子与地面极端润滑,或轮子与地面根本没接触),此时轮子对地面毫无作用力可言(也就是说轮子完全“使不上劲”,只是空转,作用力为零),当然反作用力(或曰阻力)也同样为零。从摩擦力为零的情况逐步增加摩擦力(仍存在打滑现象),轮子对地面的作用力也会逐步增大,同样反作用力也逐步增大。直到完全不打滑,轮子对地面的作用力才能达到最大,此时反作用力也同样到最大。所以不能认为无论在什么情况下,轮子对地面的作用力始终是一样大的。---







我们只需拓展以下载自《牛顿第三定律的疑惑与修正》的概念就能了解轮子打滑时的force interaction


1.png


上图的物体与地上是相对运动的,你的手指对物体施加的力的大小若是等于于你的手指的反作用力(指力),那你的手指对物体施加的力只是用来抵抗摩檫力,物体会以等速运动。
你的手指对物体施加的力的大小若是大于动摩擦力,那物体会有一个加速度,而于你的手指的反作用力(指力)等同于动摩擦力。-----



若作用于轮子的力只是用来抵抗动摩檫力(轮子滑),轮子会以等速转动。作用于轮子的力大于动摩擦力,那轮子会有加速度。










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