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什么是运动?
发布时间:2025-04-17
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如何理解“运动与特定的角度相关”?宇宙中的万事万物都处在运动中。

地球绕轴自转,并和太阳系中其他行星绕太阳旋转。在银河系中,太阳系也在星际之间不断地运动,这也引起了宇宙中其他星系的运动。

“处于静止状态”在理论上是不可能的。当谈到物体运动时,一定会被描述为“相对于其他物体而言”。除非提到参考标准,否则运动的参照物被假设为地球表面站立的人。即使是以地球为参照物,一个物体对于一个人来说是静止的,而对于另外一个人也许就是运动的。我们以在行驶的汽车中阅读《物理》为例,从读者的角度来说,这本书并没有运动,也就是相对于读者来说,它是静止的。

然而,从站在路边的观察者角度来看,这本书连同车中读书的人都处在运动中。根据对比角度的不同,这本书有两种不同的运动形式,因此必须从特定的角度加以描述。速度、速率和加速度速度和速率是同一个概念吗?速度和速率经常被交替使用。然而,对于物理学家来说,速度和速率的区别在于是否指明了方向。速度是物体在某一特定时间内移动的距离。如果一个交通工具在1小时内行驶了100千米,这个交通工具的速度是100千米/小时。

速率与速度的定义是一样的,只是除了描述出物体运动的速度外,速率还定义了物体运动的方向。比如说,上述的交通工具的速率可能是东向100千米/小时。

因此,一个转弯的交通工具可能以不变的速度行驶,却不能说它以不变的速率行驶,因为在转弯过程中,它的方向被改变了。一个交通工具如果将速率从0米/秒在1秒钟之内加速为10米/秒,它的加速度为10米/秒2,如果一个以10米/秒运动的物体在1秒钟之内变为静止状态,那么它的加速度为-10米/秒2。

负数代表着减速度,或者表示相反方向的加速度。如果速度以每秒钟的米数来描述(米/秒),那么英里/小时意味着什么?在这本书中,大部分的速度被列成米/秒,即m/s,下表描述了米/秒和英里/小时的对应关系:什么是加速度?加速度被描述为物体改变速率的速度,即用速率的变化除以时间的变化(速率变化所需的时间)。加速度有3种方式:速度增加(加速)、速度减慢(减速)和转向(改变方向)。

最快的速度是光速。爱因斯坦在相对论中将其定义为“终极速度限制”,速度为$3 \times 1 0 ^ { 8 }$米/秒。根据爱因斯坦的理论,如果有人真的能达到这个速度,那时间就会为这个人停止(参照爱因斯坦的相对论,在“深层理论”一章)。