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初中物理關于力的這些基礎知識,力的三要素

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【初中物理關于力的這些基礎知識,力的三要素】為什么力只有三要素？

初中物理關于力的這些基礎知識,力的三要素


力為什么只有三要素？有意思的問題 ， 可能有不少朋友已經忘了 ， 這三要素是力的大小、方向、作用點 ， 我們中學學習的力學總體來說是牛頓力學 ， 那么為什么牛頓只給力定義了這三個要素呢？▲一圖集齊所有要素……什么是數學建模？在幾年前有這么一個“釣魚”用的段子 ， 說中國與美國學生一起參加數學建模大賽 ， 結束后中國學生拿起東西就走了 ， 而美國學生們則默默地將桌子上的模型收拾好帶走才離開 。
雖然當年釣了不少魚 ， 是一段有趣的故事 ， 但是今天的重點不在這里 ， 我們需要的是數學建模到底建了個什么“?！?？▲這才是數學建模大賽的樣子所謂的“建?！敝傅木褪钱斘覀兠鎸碗s問題時 ， 通過層層分析 ， 將它簡化成一些邏輯明確 ， 便于分析理解 ， 特別是可以方便計算的方法 。舉個數學建模的例子吧舉個例子 ， 這一次的冠狀病毒感染人數預期就是一個典型的數學建模 。
當然了我們現在還不可能知道確切的感染數據 ， 但一切也并非完全無跡可循 ， 我們已經掌握了很多數據 ， 比如說確認感染的增長速度 ， 武漢市的總人口 ， 武漢與外界的人口流動數據 ， 與患者接觸后被傳染的大致比例等……▲一個復雜的數學模型圖通過這些數據 ， 我們就可以簡單地創造一個數學模型 ， 例如最早流傳的一個可能感染數據就是按武漢出國并被確定的人口計算的 。
具體數據已經找不到了 ， 為了方便演示我可以大概模擬一下（就是說下面的數據都是我瞎編的） 。當時這個媒體的思路是有3名武漢出國旅客被確診 ， 這幾日每天從武漢機場乘機出國的旅客大約有4000人 ， 從發現疫情到當天總計有15天 ， 其中武漢本地人占約50% ， 也就是說3000×15×50%=30000個武漢人中有3人感染 ， 感染率0.01% 。
已知武漢人口有約1400萬 ， 也就是說大約有14000000×0.01%=1400人已經受到感染 ?！鴻C場的檢疫工作正在嚴密進行這就是一個典型的用數學模型分析問題的例子 ， 雖然這個數字離真實數字差的還很遠 ， 但是在當時有限的條件下 ， 比其它任何瞎猜的數字都要有說服力 。牛頓力學其實是一個數學模型現在讓我們再回頭看看中學物理中學習的牛頓力學 ， 若要仔細較真的話 ， 其實它有很多算不上正確的結論 。
且不說在近光束運動下完全失效的問題 ， 就是在低速世界中也有很多細細一想就覺得不對的地方 ?！袑W物理最常見的力學模型比如說在初中的物理題中物體都絕對剛體 ， 用來傳遞力的杠桿從來不會有“形變”的概念 ， 就算翹起地球也能說得通 。摩擦力只有滑動與滾動兩種 ， 摩擦系數是一個常量 ， 無論速度如何都不會改變 。但我們知道摩擦會產生熱 ， 溫度會很明顯地改變材料的物理的性質 。
▲摩擦讓物體徹底變性的例子 ， 這是一個火柴頭這樣的世界被稱為“線性”的世界 ， 所有的數據都是可期的 。如果說你的鞋底摩擦系數是10 ， 1牛的壓力會帶來10牛的靜摩擦力 ， 那么放一個月亮在你的腳背上得到的自然就是10倍月亮重力：7.2×10^24牛的靜摩擦力 。但這是可能的嗎？當然不是！當鞋底受到的壓力大于某一個值時就會被壓壞 ， 這才是真實的世界 ， 這叫“非線性” 。

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