物质的基本运动形式(运动的物质和物质的运动)

这篇文章主要是介绍力及基本运动形式,浅谈为主,不涉及公式。力与运动的关系将会在下一篇文章中详细介绍。可以提前关注我哦,好了,让我们进入正题吧。

力:物质间的相互作用

物体与物体间的相互作用被称为力,力与物体是紧密相连的,脱离物体而谈力是无意义的。物体与物体之间即使不直接接触,也会发生力的作用。比如,太阳和地球之间发生的引力作用,就没有直接接触;两块磁铁之间的相互作用也并没有直接接触。

物质的基本运动形式(运动的物质和物质的运动)

在物理学中,力有三大要素,包括力的大小及方向,还有作用点。在物理量中,力是矢量,即拥有数值大小及方向,而标量就只有数值大小,比如质量就是标量。力的单位是牛顿,符号为N。

力有两方面的作用效果,一是,使物体发生形变物体;二是,改变物体的运动状态(速度大小、运动方向)。物质的结构及运动变化都是由力决定的,比如各种化学物质就是在电磁力的作用下形成的,宇宙数量众多的星系就是在万有引力的作用下形成的。

一、力的分类

自然界中的力以很多形式存在,为了研究的方便,将力分类是必要的。通常我们把力分为性质力与效果力两大类,效果力是按力的作用效果定义的,性质力是按力的性质定义的。效果力一般都可以由多种性质力承担。

性质力主要包括:重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力等。

物质的基本运动形式(运动的物质和物质的运动)

效果力主要包括:拉力、张力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、斥力、浮力等。

物质的基本运动形式(运动的物质和物质的运动)

二、基本相互作用

就目前人类所知,自然界中一共存在4种基本相互作用,或者说是4种基本力。它们是强核力、弱核力、电磁力以及引力。这里简单概括一下,有关它们的详细介绍,可以查阅我之前的文章。

强核力:作用于强子之间的力

弱核力:引起阿尔法、贝塔及伽马衰变的力

电磁力:带电粒子间的相互作用

万有引力:具有质量的物体之间存在的吸引力

这里必须提一下,引力有别于其他三种力,在相对论中,认为引力其实是时空弯曲。有质量的物体会使时空弯曲,以至于光也会走曲线。

物质的基本运动形式(运动的物质和物质的运动)

物质的运动形式

生命在于运动,没有运动,宇宙也将失去活力。世界是物质的,物质是运动的,世界上的一切事物都处于永恒的运动之中。运动是绝对的,静止是相对的。放在桌上的苹果,在我们看来它是静止的,但若放大了来看,其内部的分子却在永不停息的运动。地球、太阳、银河系,乃至整个宇宙都处于永恒的运动之中。

物质的基本运动形式(运动的物质和物质的运动)

(冰中的微观运动)

物质的运动形式是多样的,各种运动形式之间相互联系及转化。从物理学角度来看,物质的运动形式主要可以分为机械运动、热运动、电磁运动、基本粒子运动等。

机械运动是自然界中最简单、最基本的一种运动形式,一切运动形式都包括机械运动。热运动就是原子、分子等微观粒子的无规则运动(比如布朗运动),热运动与温度有关,温度越高运动越剧烈。电磁运动与电流、磁场、电磁波等有关,总之就是包含一切电磁现象,基本运动规律遵守麦克斯韦方程。基本粒子运动是亚原子粒子的运动,其运动规律有别于宏观物质,需要用量子力学来描述。

机械运动

由于机械运动是最重要的一种运动形式,下面我来详细讲解一下。通常我们所说的运动,不作特殊说明时,都是指机械运动。简单来说,机械运动就是物质的空间位置随时间而变化的过程。

机械运动的形式多样,按照运动方向的变化可以分为:曲线运动和直线运动;按照运动速度的变化可以分为:匀速运动和变速运动。其中匀速直线运动是最简单的机械运动形式

机械运动还可以分为平动、转动和振动三种基本形式,其它形式的机械运动还有滚动、摆动等。

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