物理学中什么是力

Question

物理学中什么是力

Answer 1

力：
　　定义：力是物体之间的相互作用.大小、方向、作用点是力的三要素.
　　国际单位：牛顿,简称牛,符号是N.这是为了纪念英国科学家伊萨克·牛顿而命名的.
　　性质：
　　物质性：力是物体对物体的作用,一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用,力是不能摆脱物体而独立存在的.
　　相互性：任何两个物体之间的作用总是相互的,施力物体同时也一定是受力物体.
　　矢量性：力是矢量,既有大小又有方向.
　　同时性：力的作用是同时的.
　　独立性：一个力的作用并不影响另一个力的作用.
　　测量工具：弹簧秤（测力计）
　　力的描述：
　　力的图示：用一条有向线段把力的三要素准确的表达出来的方式成为力的图示.大小用有标度的线段的长短表示,方向用箭头表示,作用点用箭头或箭尾表示,力的方向所沿的直线叫做力的作用线.力的图示用于力的计算.
　　力的示意图：不需要画出力的标度,只用一带箭头的线段示意出力的大小和方向,力的示意图用于力的受力分析.
　　力的分类：
　　1）根据力的性质可分为重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等.
　　2）根据力的效果可分为拉力、张力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等.
　　3）根据研究对象可分为外力和内力.
　　力的作用效果：
　　1）力可以使物体发生形变.
　　2）力可以改变物体的运动状态（速度大小、运动方向、两者同时改变）. [编辑本段]力的单位及换算　　单位
　　牛顿（N）
　　千克力（kgf）
　　达因（dyn）
　　换算
　　1N=1kg*m/s^2
　　1kgf=9.80665N
　　1dyn=10^-5N
　　1N≈0.10197kgf
　　1N=10^5dyn
　　公式
　　F=ma
　　G=mg （g=9.8N/kg)
　　G;表示质量为1千克的物体所受到的力是9.8牛
　　【力学】
　　物理学的一个分支学科.它是研究物体的机械运动和平衡规律及其应用的.力学可分为静力学、运动学和动力学三部分.静力学是以讨论物体在外力作用下保持平衡状态的条件为主.运动学是撇开物体间的相互作用来研究物体机械运动的描述方法,而不涉及引起运动的原因.动力学是讨论质点系统所受的力和压力作用下发生的运动两者之间的关系.力学也可按所研究物体的性质分为质点力学、刚体力学和连续介质力学.连续介质通常分为固体和流体,固体包括弹性体和塑性体,而流体则包括液体和气体.
　　16世纪到17世纪间,力学开始发展为一门独立的、系统的学科.伽利略通过对抛体和落体的研究,提出惯性定律并用以解释地面上的物体和天体的运动.17世纪末牛顿提出力学运动的三条基本定律,使经典力学形成系统的理论.根据牛顿三定律和万有引力定律成功地解释了地球上的落体运动规律和行星的运动轨道.此后两个世纪中在很多科学家的研究与推广下,终于成为一门具有完善理论的经典力学.1905年,爱因斯坦提出狭义相对论,对于高速运动物体,必须用相对力学来代替经典力学,因为经典力学不过是物体速度远小于光速的近似理论.20世纪20年代量子力学得到发展,它根据实物粒子和光子具有粒子和波动的双重性解释了经典力学不能解释的微观现象,并且在微观领域给经典力学限定了适用范围.
　　【经典力学】
　　经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其它力学原理,它是20世纪以前的力学,有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的,长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关,物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定.20世纪以来,由于物理学的发展,经典力学的局限性暴露出来.如第一个假定,实际上只适用于与光速相比的低速运动情况.在高速运动情况下,时间和长度不能再认为与观测者的运动无关.第二个假定只适用于宏观物体.在微观系统中,所有物理量在原则上不可能同时被精确测定.因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律.
　　【牛顿力学】
　　它是以牛顿运动定律为基础,在17世纪以后发展起来的.直接以牛顿运动定律为出发点来研究质点系统的运动,这就是牛顿力学.它以质点为对象,着眼于力的概念,在处理质点系统问题时,须分别考虑各个质点所受的力,然后来推断整个质点系统的运动.牛顿力学认为质量和能量各自独立存在,且各自守恒,它只适用于物体运动速度远小于光速的范围.牛顿力学较多采用直观的几何方法,在解决简单的力学问题时,比分析力学方便简单.
　　【分析力学】
　　经典力学按历史发展阶段的先后与研究方法的不同而分为牛顿力学及分析力学.1788年拉格朗日发展了欧勒·达朗伯等人的工作,发表了“分析力学”.分析力学处理问题时以整个力学系统作为对象,用广义坐标来描述整个力学系统的位形,着眼于能量概念.在力学系统受到理想约束时,可在不考虑约束力的情况下来解决系统的运动问题.分析力学较多采用抽象的分析方法,在解决复杂的力学问题时显出其优越性.
　　【理论力学】
　　是力学与数学的结合.理论力学是数学物理的一个组成部分,也是各种应用力学的基础.它一般应用微积分、微分方程、矢量分析等数学工具对牛顿力学作深入的阐述并对分析力学作系统的介绍.由于数学更深入地应用于力学这个领域,使力学更加理论化.
　　【运动学】
　　用纯粹的解析和几何方法描述物体的运动,对物体作这种运动的物理原因可不考虑.亦即从几何方面来研究物体间的相对位置随时间的变化,而不涉及运动的原因.
　　【动力学】
　　讨论质点系统所受的力和在力作用下发生的运动两者之间的关系.以牛顿定律为基础,根据不同的需要提出了各种形式的动力学基本原理,如达朗伯原理、拉格朗日方程、哈密顿原理,正则方程等.根据系统现时状态以及内部各部分间的相互作用和系统与它周围环境之间的相互作用可预言将要发生的运动.
　　【弹性力学】
　　它是研究弹性体内由于受到外力的作用或温度改变等原因而发生的应力,形变和位移的一门学科,故又称弹性理论.弹性力学通常所讨论的是理想弹性体的线性问题.它的基本假定是：物体是连续、均匀和各向同性的；物体是完全弹性体；在施加负载前,体内没有初应力；物体的形变十分微小.根据上述假定,对应力和形变关系而作的数学推演常称为数学弹性力学.此外还有应用弹性力学.如物体形变不是十分微小,可用非线性弹性理论来研究.若物体内部应力超过了弹性极限,物体将进入非完全弹性状态.此时则必须用塑性理论来研究.
　　【连续介质力学】
　　它是研究质量连续分布的可变形物体的运动规律,主要讨论一切连续介质普遍遵从的力学规律.例如,质量守恒、动量和角动量定理、能量守恒等.弹性体力学和流体力学有时综合讨论称为连续介质力学.
　　【力】
　　物体之间的相互作用称为“力”.当物体受其他物体的作用后,能使物体获得加速度（速度或动量发生变化）或者发生形变的都称为“力”.它是物理学中重要的基本概念.在力学的范围内,所谓形变是指物体的形状和体积的变化.所谓运动状态的变化指的是物体的速度变化,包括速度大小或方向的变化,即产生加速度.力是物体（或物质）之间的相互作用.一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用,前者是受力物体,后者是施力物体.只要有力的作用,就一定有受力物体和施力物体.平常所说,物体受到了力,而没指明施力物体,但施力物体一定是存在的.不管是直接接触物体间的力,还是间接接触的物体间的力作用；也不管是宏观物体间的力作用,还是微观物体间的力作用,都不能离开物体而单独存在的.力的作用与物质的运动一样要通过时间和空间来实现.而且,物体的运动状态的变化量或物体形态的变化量,取决于力对时间和空间的累积效应.根据力的定义,对任何一个物体,力与它产生的加速度方向相同,它的大小与物体所产生的加速度成正比.且两力作用于同一物体所产生的加速度,是该两力分别作用于该物体所产生的加速度的矢量和.
　　力是一个矢量,力的大小、方向和作用点是表示力作用效果的重要特征,称它为力的三要素.力的合成与分解遵守平行四边形法则.在国际单位制（SI）中,规定使质量为一千克的物体,产生加速度为1米／秒的力为1牛顿,符号是N.（1千克力＝9．80665牛顿.1牛顿＝105达因）
　　力的种类很多.根据力的效果来分的有压力、张力、支持力、浮力、表面张力、斥力、引力、阻力、动力、向心力等等.根据力的性质来分的有重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等等.在中学阶段,一般分为场力（包括重力、电场力、磁场力等）,弹力（压力、张力、拉力等）,摩擦力（静摩擦力、滑动摩擦力等）. [编辑本段]发力的原理法则和方式　　支配物体的能量叫力.
　　本体具备的能量叫实力,本体输出的能量叫功力.
　　功力由实力产生.实力是功力的本体,功力是实力的运用.实力通过科学的运动变成功力.
　　把实力转换成功力的过程叫发力.实力好比资本,发力好比投资运作,功力好比投资效益.如果投资技术高明,平常的资本即可产主可观的效益.但是毫无疑问,同样优秀的投资技术,资本越充足,效益就越显著.同样的道理,如果发力技术优秀,平常的实力即可产生可观的功力.但是毫无疑问,同样优秀的发力技术．实力越充足,产生的功力就越强大!
　　由此可见,功力是实力和发力技术的乘积实力和功力成正比,欲求强大的功力,实力和发力技术缺一不可的.
　　资本是投资的前提．实力是发力的前提.没有资本谈不上投资,没有实力谈不上发力.有的人家产万贯做生意赔得净光,这怪他不会投资,并不能说明经商不需要资本、同样的道理,有的人实力惊人在实战中没有上佳的表现,只说明他的得手与发力技术欠佳,绝不可以以此否定实力!
　　经商必须有资本,实战必须有实力.对于商业运作来说资本不是万能的,但没有资本是万万不能的.同样的道理,对于拳学来说,实力不是万能的,没有实力却是万万不能的!
　　实力产生中两个途径,一个是天然实力,一个是人为实力.天然实力如幼儿长成青壮年,自然具备一定的实力.人为实力如病夫练成大力士,通过练功造就实力.由于几乎所有的人都不满足于天然实力,所以人为实力就成为拳学必需的实力之一.力由肌肉收缩而产生,肌肉的数量和质量直接影响力的大小.肌肉束的粗细与力的大小成正比.肌肉的数量从肌肉的粗细就可以看出来,肌肉的质量可以通过弹性程度看出.众所周知,肌肉发达的人力大,肌肉弹性好的人速度快,所以、肌肉发达且富有弹性的人肯定实力强.由此可见,要造就强大的实力就必须增加以肌肉数量,提高肌肉质量,因此可以肯定,凡是能够使肌肉发达且富有弹性的手段都是造就实力的功法.
　　在传统武术中,增加实力的功法俯拾皆是.例如徒手的俯卧桩、单腿屈伸、铁板桥.都可以发达肌肉；而打烛光、打布条、打＃水,都可以锻炼弹性.诸如玩石锁、盘扛子、搬重石、举重、揉石球、拧大缸、吊皮条等等,都可以发达肌肉;而抖大杆、抖小杆、抖皮条、抖麻鞭、抖重物、打棉球、打桩板等等,均可以提高弹性.现代体育器材中的哑铃、杠铃、壶铃、吊环、肋木、健身器、速度球等等,对发达肌肉,增强弹性的效果均确实可靠.因此有志于实力修证的,尽可以择便而练,不一定非要特定的专门器材.
　　实力的增长相当缓慢,所以不可急于求成.千万不要轻信功力速成的神话,那是不可能的.豆子长成豆芽还得七天时间呢!肌肉的增长还能比豆芽长得更快?突击练功会产生过度疲劳,持续的过度疲劳就会影响身心健康.如果运动量过大即用力过度,就可能造成内脏损伤、肌肉拉伤或关节损伤.较轻的损伤将不得不停止训练直至康复,过重的损伤则可能断送这个人的运动生命.所以实力训练必须循序渐进、量力而行,适可而止,贵在持之以恒.
　　拥有资本的人要重视投资技术,否则有资本也难发财.拥有实力的人要重视发力技术否则他有力也难免用不出来.
　　发力靠的是身体科学的合理的正确的运动,科学地认识人体有助于解释人体运动.
　　人体是众多圆柱体的组台.两个柱体之间由 关节连接,关节是柱体的支点和接合面、支点和接合面决定柱体的运动形式,柱体的基本运动方式可以确认的有以下五种,即：
　　一、以支点为圆心以柱长为 半径的各种圆运动.
　　二、以接合面为平台的各种直线滑动、弧线滑动和圆形滑动.
　　三、以接合物为传媒的轴向伸缩运动.
　　四、以柱体髓心为圆心的自转运动.
　　五、以柱体中间某一点为圆心以柱长为直径的循自由轴旋转运动.
　　人体的众多柱体如果局部自律相对统一协调运动,即产主形形色色的人体运动,人体运动千变万化,基本形式不过五种,那就是：屈伸运动、挥摆运动、旋转运动、摇转运动和凸凹运动.腿臂的直伸和卷曲就是典型的屈伸、腿臂任意抡舞就是典型的挥摆运动；腿臂的拧转和身体左右拧转便是典型的旋转运动,身腰和肩胯的涮圆（空心圆）便是典型的摇转运动；胸背腰胁臀胯肘膝的突出便是典型的凸凹运动.
　　上述五种运动一旦以超常的高速运行,即成为初级的发力动作.屈伸和凸凹派生弹射式发力,挥摆和旋转派生旋转式发力,摇转派生抛射式发力.这就是三种基本的发力模式,也称单层发力模式.
　　单层发力模式经过复合叠加,即成为双层及多层次的发力模式.例如肩的抛射与手臂的弹射相复合,即成双层抛弹式发力；加上胸背的抛射,即成三层抛弹式发力；再加上腹背的抛射,即成四层抛弹式发力,再加上臀胯的抛射,即成五层抛弹式发力；再加上腿部的弹射,即成六层抛弹式发力---这就是直拳的整体发力模式、倘若肩的摇转与手臂的挥摆相复合,胸背、腹背、臀胯的抛射层层叠加,辅以弧形步法,便是平拳亦即里摆拳、平勾拳的整体发力模式.其它各拳,可以类推.弹射式发力的力学模型是弓形,发力的形势如弓张弦,力循直线发出,走的是弓弦,力道与弓弦平行且重合.旋转式发力的力学模型是偏心轮形．发力的形势如同轮摆,力循弧线发出．走的是截面,力道与周边平行.
　　抛射式发力的力学模型是齿轮传动和皮带轮传动装置,力循抛物线发出, 走的是切线,力道与周边呈45°左右的夹角.在拳学发力中,抛射式发力是一个关键.没有抛射的支持,单靠弹射和旋转式发力,本体输出的功率将大打折扣.鉴于屈伸式发力和挥摆式发力人们一般都可以做到,所以要重点突破抛射式发力难关.抛射式发力的轨迹是随遇的亦即任意方向的涡圆,涡圆就是漩涡状的圆,办即平面的螺旋园.涡圆的形状是6宇,从外向里写叫向心圆、从里向外写叫离心圆.抛射式发力的整个过程由两个对位的涡圆构成,这两个涡圆一个是离心圆,一个是向心圆,其中离心圆用于发力,向心圆用于还原,所以、完整的抛射式发力的模式是1l8l°的连贯的三个圆,其中两个小正圆,一个狭长的大扁圆亦即椭圆.小圆靠近本体,椭圆偏向目标.整个过程在少半秒内完成,即可以为抛弹式发力成功.
　　抛弹式发力的练习方法是,先以特定部位划平、立、斜三种圆,正反方向都要练习,画画大圆、画画小圆、熟练之后、再快速画“小、大、小”三重圆,或“小、大、小、大”连续圆.三重圆注意突发立止.两次发力之间间隔一秒,起得干净,止得利索,毫不拖泥带水.连续圆注意把向心圆的小圆变成离心圆的小圆,省略其中的一个圆——当连续抛射式发力时,每次发力的模式是720°连贯的一个小圆和一个狭长的椭圆.保持肘臂的角度不变,以肩带动手臂划圆；把一只手的手腕贴在胸前,以胸背带动手掌划圆；把一只手的手腕贴在小腹部,以腹背带动手掌划圆把一只手的手腕贴在跨上,以跨带动手掌划圆——即可依次修证肩部、胸背部、腹背部和臀胯部的抛射式发力.单层发力的原理是“轨迹切线”复合式发力的原理是“轨迹复合切线.
　　轨迹复合的原则是“轨迹相同 、传导互动”即所有层次的运动轨迹属于同一种圆,基层轨迹为表层轨迹生机造开势,供应动力并提供支持力.例如,直拳前发时,肩、胸背、腹背、臀胯的轨迹便都是前立圆；平拳左发力时肩、胸背、腹背、臀胯的轨迹便都是左平圆,其它种种拳法依此类推,这就是“轨迹相同”多层次发力时、基层运动和表层运动的关系是发动机和传动轮的关系,无论二者的连接多么精密,其运动的启动也总有先后之分．一定是马达先起,齿轮后随.在多层次发力时,基层重心的率先前移和轨迹的率先起动．将使表层运动更轻快,更有力.双层轨迹起动有前有后,也就造成回归同样有前有后,这种情形造成双层轨道的短暂的往返交错,基层轨迹的率先折转迫使表层轨迹急剧改变方向,巨大的能虽量便由此切换出来.这就是“传导互动.”
　　中层次的发力叫局 部发力.局部发力加上身段的发力叫主体发力.主体发力加上步法的驱动办即整体移动的多层次发力叫整体发力整体发力需要“摇臀荡胯、后驱逆行”的步法.摇臀荡胯是为身段的发力生机造势；后驱是为了把全部的质量投入运行,逆行则是为了促成层次的错位,强制折转切换出整体的力量,并由此导致多层次能量堆积效应,从而造成持续连续冲击效果.持续连续冲击产生振荡效应、回声效应、共振效应、共鸣效应波纹效应、而冲击点的不定位则造成共振混乱、共济分调、噪音共鸣、波纹错乱等等不规则运动.由于人体无法适应错杂混乱的刺激,所以由多种不规则运动所产生的可怕的破坏力,将对身体造拆毁灭性伤害.整体发力时,身体要保持“弓态”,即抓好了弦的弓的状态.弓态能使身体拥有良好的坚固的结构状态,由于形值稳定,身体的质量便得以充分利用,各层次的力的传导更流畅,更容易集中至一个力点.同时,弓态所形成的预应力,可使身体具备不定向抗击功能,这就免除了专注目标时的后顾之忧,而使得手发力的实施更加简单有效.
　　鉴于身体的弓态可以通过桩功修证,所以肯定桩功的学术价值并在拳学长链中保留桩功这个环节是必要的.
　　随着新世纪的到来,在中国传奇了半个多世纪以桩功取代实力、取代发力,取代得手、取代运动的”桩功万能运动”,终了被二三代千百万人的刻苦实践证实为言过其实、这是实践 鉴别真理的结果．不足奇怪,因此一些曾经迷信桩功并大失所望之余发表一些否定桩功的言论也是可以理解的.但是,桩功的作用不会因为一些人的肆意夸大而法力无边,也不会因一些人的坚决否定而百无一能、无限神化桩功的宣传固然无理、全盘否定桩功的行为同样属于不智.正确的态度只能是否定人为地强加于桩功而桩功实不具备的功能,同时肯定客观存在的桩功确实具备的学术功能.
　　发力握要结论如下：
　　发力是把实力转换成功力的运作过程.发力的原理是轨迹切线.发力的力学模式是540°涡圆.圆满的发力模式是1080°连贯的三重圆.连续发力的模式是一连串的720°连贯的二重圆.此为发力的通用公式.
　　发力可以层层分解,功力可以通过层层叠加而递增.上述法则和公式由轨迹拳学创始人发现发明并确立.本法则和公式的确认宣告发力的“深不可测” 的时代成为历史.拳学发力从此有章可循有法可依而不再浑饨,发力从此将不冉是少数人的特权和专利,而是每个人都可以拥有的武功.
　　“力”在汉英词典中的解释：
　　1.physical strength
　　2.force
　　3.power; strength
　　4.ability [编辑本段]四种基本力　　强相互作用力、弱相互作用力、电磁力、万有引力.
　　强相互作用力：它将质子和中子中的夸克束缚在一起,并将原子中的质子和中子束缚在一起.一般认为,称为胶子的一种自旋为1的粒子携带强作用力.它只能与自身以及与夸克相互作用.
　　弱相互作用力（弱核力）：它制约着放射性现象,并只作用于自旋为1／2的物质粒子,而对诸如光子、引力子等自旋为0、1或2的粒子不起作用.
　　电磁力：它作用于带电荷的粒子（例如电子和夸克）之间,但不和不带电荷的粒子（例如引力子）相互作用.它比引力强得多：两个电子之间的电磁力比引力大约大10^42倍.然而,共有两种电荷——正电荷和负电荷,同种电荷之间的力是互相排斥的,而异种电荷则互相吸引.
　　引力：这种力是万有的,也就是说,每一粒子都因它的质量或能量而感受到引力.引力比其他三种力都弱得多.它是如此之弱,以致于若不是它具有两个特别的性质,我们根本就不可能注意到它.这就是,它会作用到非常大的距离去,并且总是吸引的.
　　“直到1967年伦敦帝国学院的阿伯达斯·萨拉姆和哈佛的史蒂芬·温伯格提出了弱作用和电磁作用的统一理论后,弱作用才被很好地理解.此举在物理学界所引起的震动,可与100年前马克斯韦统一了电学和磁学并驾齐驱.温伯格——萨拉姆理论认为,除了光子,还存在其他3个自旋为1的被统称作重矢量玻色子的粒子,它们携带弱力.它们叫W＋（W正）、W－（W负）和Z0（Z零）,每一个具有大约100吉电子伏的质量（1吉电子伏为10亿电子伏）.上述理论展现了称作自发对称破缺的性质.它表明在低能量下一些看起来完全不同的粒子,事实上只是同一类型粒子的不同状态.在高能量下所有这些粒子都有相似的行为.这个效应和轮赌盘上的轮赌球的行为相类似.在高能量下（当这轮子转得很快时）,这球的行为基本上只有一个方式——即不断地滚动着；但是当轮子慢下来时,球的能量就减少了,最终球就陷到轮子上的37个槽中的一个里面去.换言之,在低能下球可以存在于37个不同的状态.如果由于某种原因,我们只能在低能下观察球,我们就会认为存在37种不同类型的球!
　　“在温伯格——萨拉姆理论中,当能量远远超过100吉电子伏时,这三种新粒子和光子的行为方式很相似.但是,大部份正常情况下能量要比这低,粒子之间的对称就被破坏了.W＋、W－和Z0得到了大的质量,使之携带的力变成非常短程.萨拉姆和温伯格提出此理论时,很少人相信他们,因为还无法将粒子加速到足以达到产生实的W＋、W－和Z0粒子所需的一百吉电子伏的能量.但在此后的十几年里,在低能量下这个理论的其他预言和实验符合得这样好,以至于他们和也在哈佛的谢尔登·格拉肖一起被授予1979年的物理诺贝尔奖.格拉肖提出过一个类似的统一电磁和弱作用的理论.由于1983年在CERN（欧洲核子研究中心）发现了具有被正确预言的质量和其他性质的光子的三个带质量的伴侣,使得诺贝尔委员会避免了犯错误的难堪.”
　　以上四种基本力的解释及介绍强力、弱力和电磁力统一理论的文字均引用自史蒂芬·霍金著《时间简史》一书.
　　注：1,牛是法定单位,其余是非法单位.
　　2,我国过去也有将千克力作为单位. 物体静止时受到的力　　当一物体静止或匀速直线运动时,我们则说该物体受到平衡力.
　　例如：当一辆车匀速直线行驶（忽略受到的其他力）,我们则说该车的牵引力等于阻力.