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【物理科普】怎么理解F=kma中的k与单位的关系?

环球物理  · 公众号  · 物理  · 2024-12-04 21:30

正文

这两天在一些物理群中,常见到关于F=kma的讨论。姑且说说我的看法。以下论述不涉及历史层面,仅从物理的内在逻辑出发展开:

是用等式这一形式表达物理量的比例关系,这也是实验的结果。从这个意义上讲, k取任何正数都不影响这个比例关系 。(注意:这里的比例关系是指,若某物理量变为原来多少多少倍,别的物理量就相应地变为原来的多少多少倍的这个含义,这与具体的数据无关。)

②但是光有比例关系不利于生产生活实践,需要有具体的数据参与计算,这就涉及到数量+单位.

③给每个物理量都配一个单位显然即不现实也不方便,一个较好的策略是选定某些少量且用处广泛的物理量作为基本量,其它的作为导出量。

④选择不同的物理量及其单位作为更基本的,也就产生了不同的单位制。不同单位制下,导出单位的表现也就各不相同。

以下举两个例子:

例1:若以 作为基本单位,怎么定义力的单位?简便起见,我们令 ,根据 可导出力的单位为 ,哎呀,这单位交流起来不简便,就称为 (达因)吧。

例2:以 作为基本单位,怎么定义力的单位?同样简便起见,我们令 ,根据 可导出力的单位为 ,这单位交流起来也不简便,就简称为 (牛顿)吧,也顺便纪念一下大神。

取2行吗?按理也行,这样1个单位的力就被称为 ,是不是觉得别扭?既然别扭那就别自讨苦吃了,还是令 吧,这多方便。

⑤使用不同的单位制,各国和各科学团体讨论起来也不方便,既影响科学交流也影响经贸往来,通过科学家们开大会讨论,确定将长度、质量、时间等7个作为物理量作为基本量,同时选择将 等7个单位作为对应的基本单位,也就是国际单位制。

按说逻辑到此应当结束了,可为什么大家要纠结于 取不同的值呢?

这是因为, 如果在同一个物理关系式混用不同的单位制,就会产生不同的

举个例子:若1个单位的质量和1个单位的加速度我用 作为单位,但1个单位的力我偏偏不用牛 ),而用达因 )。这么做行不行?当然也可以,但写成等式 时,就会变成







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