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1700975469 那么可以略去场物质的存在,形式上将F1,F2处理成一对作用与反作用力.例如图2-3中点电荷Q1,Q2都静止时可以这样处理;点电荷运动速度远小于真空光速时,F1,F2的修正量小到可以略去,仍可这样处理.F1,F2的修正量足够大时,自然不会这样处理.例如两个高速运动的正点电荷Q1,Q2,当处于图2-4所示方位时,显然F1,F2形式上也不可处理成一对作用与反作用力.
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1700975474 图 2-4
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1700975476 图2-4中F2⊥是运动点电荷Q1激发的磁场施加于运动点电荷Q2的力,磁场力往往有垂直于两个点电荷连线方向的分力,即有所谓的“横向”力.两个互相垂直放置的稳恒电流线圈1,2,各自所受磁场力F1,F2,如图2-5所示.在1,2自身线度远小于1,2间距时,1,2可分别模型化为点状物,F1,F2便都是“横向”力,且有
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1700975484 图 2-5
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1700975486 形式上似乎仍可略去磁场的存在而将F1,F2处理成一对作用与反作用力.
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1700975488 本书中,类似图2-5所示的一对磁场性“横向”力不被实质性地纳入牛顿第三定律范畴内,第三定律中的作用力与反作用力仍限定为图2-1(a)和(b)所示的连线方向力.这是因为考虑到此类“横向”力在多数宏观物体中弱到可以略去;再则,若不能略去,宜按近距作用处理,即把场物质纳入到所讨论的动力学系统中.
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1700975490 静止点电荷系{Qi}对外加点电荷q的合作用力F,如果都可以等效成一个静止点电荷QC对q的单独作用力,那么QC相当于{Qi}的等效“力心电荷”.可以证明,仅当{Qi}呈球对称分布时(如均匀带电球面,均匀带电球体等),才存在QC,位于球心处,其他的分布均不存在“力心电荷”.用熟悉的电场线图,即可说明.{Qi}对正的点电荷q合作用力F的方向与{Qi}周围静电场的电场线切线方向一致,若存在QC,则电场线的所有切线均应汇聚于一点,此点即为QC所在位置.两个静止等量正点电荷{Q,Q}的电场线分布如图2-6所示,显然电场线各处切线不能会聚于一点.
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1700975495 图 2-6
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1700975497 ●万有引力作用
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1700975499 自然界中任何两个物体之间都有的相互吸引力,称为万有引力.按照与电荷平行的理解,每一个物体都应有“引力荷”.将“引力荷”量化为引力质量mg或Mg,实验发现每一个物体在任何运动状态下它的引力质量mg都与它的惯性质量m成正比,且比例系数是一个普适常量.将此常量取为1,便有
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1700975504 引力质量和惯性质量一致地称为质量,有共同度量和单位.历史上,牛顿认为mg与m都是物体所含物质量的多少,“引力质量”系为后人之说.爱因斯坦从mg与m的同一性出发,提出物质的存在引起周围时空弯曲的假设,建立起新的万有引力理论.
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1700975506 经典力学中仍采用牛顿万有引力定律.图2-7中,质量分别为m1,m2的两个质点,各自受万有引力分别为
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1700975514 图 2-7
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1700975516 G称为引力常量.
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