談廣義相對性原理

談廣義相對性原理

　　如果認為地球上的自由落體系可以推廣到太陽上，地球可以劃分為太陽的自由落體系里嗎，在地球上受到太陽引力的物體，在地球看來慣性定律成立的很好。地球就是很好的慣性系。（就算地球本來是一個非慣性系。）
　　飛船里的人又感到有了“重量’’與引力場中人受到引力一樣嗎？
　　假如這里脫離了任何天體的引力，飛船在靠慣性飛行。那么飛船里的人和一切物體都處于‘失重’狀態，可以飄在空中，從手里松開的任何東西也不會往下落。如果飛船又開動了火箭，以一定的加速度 向前飛行，那么飛船里的人又感到有了‘重量’，原來在空中漂浮的東西又紛紛加速下落。如果飛船的加速度等于g=9.8米/秒2 ，那么這些現象就跟飛船停在地面時發生的一樣。假定飛船里的乘客完cuan聽不到飛船的火箭工作的聲音，他又看不到飛船外的任何物體，他就無法區分飛船是靜止在地面或是在沒有任何引力的空間做加速飛行。
　　以上說的現象，其實也是物體受力在做加速運動的現象與物體處于靜止或勻速直線運動狀態受到慣性力的現象（或者說參照系受到力看到不受力的物體做加速運動的現象）。
　　兩種現象是等效的。我們無法確定物體是受力在做加速運動或受到慣性力加速運動（或者說參照系受到力看到物體做加速運動）.
　　我們不能用實驗證明一個物體是受力在做加速運動或是物體靜止或勻速直線運動受到慣性力（或者說參照系受到力看到靜止或勻速直線運動的物體做加速運動）。我們無法確定一個物體是在做變速運動或是在做勻速直線運動或靜止。（廣義相對性原理）
　　慣性系是指慣性定律在其中成立的參照系。物體的運動狀態分兩種：物體不受力時，保持原來的勻速直線運動狀態或靜止狀態；物體受力時，產生加速度，處于有加速度的運動狀態。地面與地面相靜止的參照系與相對于地面做勻速直線運動的參照系，牛頓運動定律成立，屬于慣性系。在相對于地面做變速運動的參照系中，牛頓運動定律不成立，屬于非慣性系。我們無法區分一個物體是受力做變速運動或是物體靜止或勻速直線運動受到慣性力。所以我們無法區分慣性系與非慣性系。    
　　對于一切參照系，物理規律都相同。我們把物體運動狀態分為兩類：一不受力處于靜止或勻速直線運動；另一類受力產生加速度。那么其他物體或者處于靜止或勻速直線運動狀態，或者處于受力產生加速度的運動狀態。那么其他物體或者與靜止或勻速直線運動的物體相靜止或勻速直線運動；或者與處于加速度運動狀態的物體相靜止或做勻速直線運動。在慣性系中，物體不受外力時具有（與慣性系）保持靜止或勻速直線運動的性質；在非慣性系中，物體不受外力時具有（與非慣性系）保持靜止或勻速直線運動的性質(例如自由落體系，與非慣性系具有相同加速度的物體不受力）。與慣性系保持靜止或勻速直線運動的物體在非慣性系看來就是都在做加速運動；與非慣性系保持靜止或勻速直線運動的物體在慣性系看來就是都在做加速運動。
　　飛船里的乘客無法區分飛船是靜止在地面或是在沒有任何引力的空間做加速飛行。就是說，飛船里的乘客無法區分自己是處于引力場中還是加速系中，自己是受力在做加速運動還是自己是靜止或勻速直線運動受到慣性力。 
相對性原理 我們不能用實驗證明物體是靜止或勻速直線運動。我們無法確定自己是處于靜止系中或勻速直線運動系中。靜止系中現象與勻速直線運動系中現象一樣。
　　根據等效原理，引力場可以用非慣性來消除，例如在引力場中自由降落的參考系中就消除了引力，在這個自由落體系中，慣性定律很好地成立，一個不受外力作用的物體將保持其原有運動狀態，這一參考系實在是很好的慣性系，其中物理規律具有狹義相對論的形式。
　　對于一切參照系，物理規律都相同。廣義相對性原理。我們知道慣性系與非慣性系是不同的，那么這句話我們是如何理解的？
　　運動的合成分兩種：
　　從勻速飛行的飛機上向地面空頭物資，飛機上的人以飛機做參照系，看到投下的物體是沿直線豎直下落的，地面上的人以地面做參照系，看到物體是沿曲線下落的。以上是物體相對于參照系s1 具有某一速度，s1相對于s 有一速度值，屬于速度合成定律，屬于運動的合成；飛機勻速向上飛行，方向與水平方向成30度角。這屬于物體的合運動，屬于運動的合成。

　　物體的平拋運動現象可以看成大船上的自由落體運動，大船勻速直線運動（路面上的觀察者)的現象。這是因為大船的運動對自由落體運動沒有影響，與大船靜止時一樣。
　　物體的平拋運動，在物體看來物體的勻速直線運動對自由落體運動沒影響；反過來，自由落體運動不影響勻速直線運動。這是因為物體慣性各向的同等性（是否？）
　　物體的勻速直線運動對物體的受力加速運動并沒有影響，反過來，物體的受力加速運動對物體的勻速直線運動有影響嗎？我認為不影響。
　　物體的水平方向加速運動與向上（下）的勻速直線運動，也能在速度合成定律中看到這一現象嗎？能在加速系中看到勻速直線運動不受影響嗎？
　　我們知道，在車廂里的桌面上放一個小球（火車勻速直線運動）。相對于車廂參照系來說，小球保持靜止。小球所受合外力為零，現在設想車廂開始向右做加速運動，在車廂里觀測，小球將向左做加速運動，而小球并沒有受到其他物體的作用力。那么車廂做加速運動，對其中的勻速直線運動沒影響嗎？
    而課本85頁（高中一冊）提出，如果水平加速移動玻璃管，由于水平分速度矢量不再是恒定的，合速度矢量也不在是恒定的，蠟塊就不能做直線運動了。蠟塊沿著曲線運動。
    我們知道相對性原理，那么相對性原理為什么成立呢？為什么看不到水滴滴在罐子的外面呢？水滴為什么不向后運動呢？
    原來，大船勻速直線運動中相對于大船靜止或勻速直線運動的物體與大船靜止時與大船相靜止或勻速直線運動的物體是不一樣的。
    大船勻速直線運動時看來：在大船靜止時，與大船相靜止的物體，是向后運動的；而與此時大船相靜止的物體，與大船一起運動，與大船相靜止，在大船中的觀察者看到的現象與大船靜止時現象一樣。
    以上在車廂加速系中(非慣性系），我們看到的是與勻速直線運動的車廂相靜止的物體（小球）的現象。這種現象與大船勻速直線運動時看到的與大船靜止時相靜止的物體現象性質一樣。一個是向后做加速運動（不受力），不符合牛頓運動定律；一個是向后做勻速直線運動（原來相對靜止的），不符合牛頓運動定律（原來相對靜止的物體變為相對勻速直線運動了，與慣性不符）。(此處明白？）（原來相靜止的物體相靜止，原來相勻速直線運動的物體相勻速直線運動；原來相靜止的物體不會變為相勻速直線運動，原來相勻速直線運動的物體不會變為相靜止。--這是慣性）
    而另一種情形是與向右加速運動的車廂相靜止的物體的現象，這種現象與大船勻速直線運動時看到的與大船此時相靜止的物體現象性質一樣。
    大船靜止時，與大船相靜止或勻速直線運動的物體具有保持靜止或勻速直線運動的性質，符合牛頓運動定律；大船做勻速直線運動時，與此時大船相靜止或做勻速直線運動的物體具有保持靜止或勻速直線運動的性質；  與大船相靜止，就是說與大船處于同一狀態。那么，大船做加速運動時，與此時大船相靜止或勻速直線運動的物體，是否有保持靜止或勻速直線運動的性質呢，是否符合牛頓運動定律？
    大船做加速運動時，我們將發現物體具有保持靜止或勻速直線運動的性質，與大船靜止時現象一樣。有與物體的合運動相一樣的現象，有加速系中的勻速直線運動。

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