什么是经典力学?其主要内容是什么?
经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律相关且等效的其他机械原理。它是20世纪之前的力学,有两个基本假设:一是时间和空间是绝对的,长度和时间是间隔的测量,与观察者的运动无关,物质间相互作用的传递到达立即;其次,原则上所有可观测的物理量都可以无限精确地测量。
1.牛顿第一定律
当所有物体不受外力作用或合外力为零时,它们的运动保持不变,包括匀速直线运动状态和加速度始终为零的静止状态,直到外力作用迫使它改变这种状态。
2.牛顿第二定律
物体的加速度与外力成正比,与物体的质量成反比。加速度的方向与合外力的方向相同。
公式:F(总计)= kma [当F(总计)、m、a采用国际单位制N、kg、m/s²时,k = 1]
3.牛顿第三定律
两个物体之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反、在同一条直线上。
4、万有引力定律
自然界中任何两个物体都会相互吸引。引力的大小与物体(粒子)的质量乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。公式:
扩展信息:
现代力学颠覆了绝对空间的概念:即不同空间中发生的事件是绝对不同的。例如,静止地悬挂在移动的火车车厢中的时钟对于站在车厢外的观察者来说似乎是在移动。然而,经典力学仍然证实时间是绝对恒定的。
在日常经验范围内,可以使用经典力学计算出精确的结果。然而,在接近光速的高速系统或强引力场中,经典力学已被相对论力学所取代;在小距离尺度的系统中,它已被量子力学取代;在同时具有上述特征的系统中,它已被相对论力学所取代。量子场论取代了。
尽管如此,经典力学仍然非常有用。因为:它比上述理论更简单、更容易应用。尽管经典力学通常与其他“经典”理论(例如经典电磁学和热力学)兼容,但在十九世纪末发现了一些只能用现代物理学才能解释的不一致之处。
特别是,经典的非相对论电动力学预测光速在以太中是恒定的。经典力学无法解释这一预测,并导致了狭义相对论的发展。经典力学和经典热力学的结合导致了吉布斯悖论(熵未定义)和紫外线灾难(黑体发射无限能量)。解决这些问题的努力导致了量子力学的发展。
参考: