伽利略的两个铁球同时着地,两个铁球下落是自由落体运动;
牛顿的苹果落地,苹果下落也是自由落体运动;
我们抛向高空的物体最后又都回到了地面,抛向高空的物体回落也是自由落体运动;
挖空我们的脚下,我们就会掉下去,我们掉下去的运动也是自由落体运动。
我们用手推动小球,小球会向前移动;
牛拉车,车会跟着牛前行。小球和车的运动是受约束运动。
自由落体运动是惯性带来的,地球上的物体的惯性主要是地球自转带来的,是与地球同步的,都是以地球自转轴为中心自西向东的旋转,大致与纬度线平行。
处于地球赤道附近的物体,每天都在地球自转的带动下,每天都在环绕着地球赤道也就是40076km那么大的一个圆做惯性圆周运动。
如果我们把这个圆独立出来,我们就看到了处于地球赤道附近的物体的惯性圆周运动全程了,就是40076km那么大的一个圆!
不同纬度线上的物体惯性圆周运动全程略有不同。但物体完成惯性圆周运动全程的时间是相同的,都是大约24小时。所以一千克物体所受到的重力才有所不同,这就是为什么不同纬度会有千克力的差别的原因,就是一千克物体在不同纬度不一定是一千克。
我们人类以及地上物只相对于地球来说是静止的,实际上,我们人类以及地上物一刻也没有停歇过运动。
也正是地球的自转给地上物带来了惯性,所以我们才能看到在我们明明没有施加力的情况下还能看到有运动发生即自由落体运动。
比如,伽利略松开手两个铁球就会同时着地;
比如牛顿的苹果成熟就会落向地面;
比如我们抛向高空的物体最后又落回了地面;
比如挖空我们的脚下我们就会掉下去。
这些都是我们在明明没有施加力的情况下发生的运动。
伽利略的比萨斜塔也就三十米高;牛顿的苹果树也就三米高。
两个铁球的自由落体运动很快就被地球挡住了!
苹果的自由落体运动很快就被地球挡住了!
那么,问题来了,由于两个铁球和苹果的自由落体运动很快就被地球挡住了!那么,又有谁看到过自由落体运动全程呢?伽利略看到过吗?牛顿看到过吗?爱因斯坦看到过吗?你看到过吗?
比萨斜塔也就三十米高,苹果树也就三米高,我们看到两个铁球着地和苹果落地,我们并没有看到自由落体运动的全程,然后就被地球挡住了!说明我们只看到了自由落体运动全程中的一段!
自由落体运动全程到底会是什么样子呢?
如果我们把牛顿的苹果下落轨道打穿,就是给地球开一条贯穿的隧道,苹果成熟脱离苹果树,就会从惯性暂存状态,转变成重力加速度状态,恢复成惯性圆周运动状态,苹果就会以隧道为近地点环绕地球飞行才对。
这样我们就能看到苹果的自由落体运动全程了。
这个假设曾经饱受争议,有很多物理大咖,会根据万有引力推导出,物体会在隧道内做往复运动!这个推导绝对是错误的,因为,所有的空间运动物体都在做惯性圆周运动!没有做往复运动的!也没有做直线运动的!就是在地球上,如果你不约束运动,也没有做往复运动的物体,也没有做直线运动的物体。
你见到过有像钟摆一样的,做往复运动的天体吗?
你见到过有做直线运动的天体吗?
是不是没有!
因为所有的空间运动物体都在做惯性圆周运动,就是都在画圈,明白了吗?
那既然都在画圈,苹果又怎么会在隧道内做往复运动!你再自己想想,就是在地球上,如果你不约束运动,有没有像钟摆一样运动的物体!是不是没有!
苹果成熟脱离苹果树经过隧道,那可是自由落体运动!不是受约束运动!怎么可能会做往复运动呢!
假如我们把苹果换成月球,就是让月球从隧道通过,你还认为就地球那点引力,能抓住做惯性圆周运动的月球并把它改变成做往复运动的月球吗?
所以,你根据万有引力推导出来的结果很可能是错误的。因为你根本就没有看到过自由落体运动的全程。
你认为自由落体运动是直线运动?那你看到过自由落体运动全程了吗?
我们在地球上沿直线行走,如果一直走下去,不要停,我们就会环绕地球一周,从原点出发又回到了原点。我们一开始觉得是在走直线,当我们看到我们运动的全程时,才发现我们的运动轨道是一个圆,我们走的是曲线!我们犯了短视的错误。
你还认为自由落体运动是直线运动!很可能是你犯了短视的错误。
苹果下落的运动是自由落体运动,苹果下落的过程是重力加速度过程。那么问题又来了,如果物体下落的轨道足够长,物体的重力加速度会一直加速下去吗?
如果会,显然很快就会突破光速!那样,爱因斯坦那老爷子会生气的,因为他老人家说过,有质量的物体运动不会突破光速!
如果不会,那自由落体运动的全程会是什么样子呢?物体的重力加速度的最高速度又是多少呢?
我们再来温习一遍地上物的惯性,地球上的物体的惯性主要是地球自转带来的,是与地球同步的,都是以地球自转轴为中心,自西向东的旋转,大致与纬度线平行。
处于地球赤道附近的物体,每天都在地球自转的带动下每天都在环绕着地球赤道也就是40076km那么大的一个圆做圆周运动。
对,40076km就是地上物的自由落体运动的全程。也就是说,地上物的自由落体运动全程是一个圆,物体的重力加速度加速到一定速度以后就会进入惯性保持,形成我们看到的所有的空间运动物体的惯性圆周运动轨道。
所以我们才看不到做往复运动的天体,也看不到直线运动的天体。我们只能看到做惯性圆周运动的天体!因为所有的空间运动物体都在做惯性圆周运动。
所有的空间运动物体都具有惯性自旋运动和惯性圆周运动以及惯性拖动运动。
地球自转就是惯性自旋运动;
地球环绕太阳公转就是惯性圆周运动;
地球被太阳拖动着环绕银河系前行就是惯性拖动运动。
也就是说地球一共有三个运动,自旋运动和圆周运动以及拖动运动。
我们的空间站有没有惯性自旋运动?
没有!
因为空间站如果自旋,那么和地球通讯就会有极大的困难。
有没有惯性圆周运动?
有!
因为空间站能工作在环地球轨道上。
有没有惯性拖动运动?
有!
因为空间站可以跟着太阳环绕着银河系前行。
工作在天宫空间站的宇航员之所以失去重力,就是因为空间站没有惯性自旋运动。而地球就有自旋运动。
因为空间站是受约束运动!没有惯性自旋运动所以宇航员才会失去重力。
重力主要是自旋运动产生的!之所以说是主要,因为空间运动物体还有一个主要运动就是惯性拖动运动,就是地球还被太阳拖动着环绕银河系前行。
我们人类以及地上物的重力是地球自旋给我们带来的。由于我们人类以及地上物的惯性与地球惯性是同步的,所以,牛顿的苹果才没有飞向太空,因为如果你想摆脱与地球的同步惯性,是要有额外的力你才能克服与地球同步!苹果是自由落体运动,没有人给苹果施加额外的力去克服与地球同步的惯性。这回明白了吗?
当我们用力把苹果抛向高空的时候,这个是克服了与地球同步的惯性了,后来苹果又落回了地面,说明我们的力不足以克服与地球同步的惯性。
我们发射的卫星和空间站是克服了与地球同步的惯性了,所以才不会落向地面了。
我们看到有卫星落回地面,是因为卫星工作环境还是有一些阻力的,然后它的工作轨道会越来越椭圆,最后在近地点撞上地球,不是竖直的落回地球的!