质量为什么产生引力,动质量会产生引力吗

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-10-26 20:29:05

在牛顿的引力理论中,两个物体之间会产生一种吸引力,这个吸引力的大小跟质量成正比,跟距离的平方成反比。

这里的质量为引力质量,也就是可以产生吸引力的质量。很明显就可以看出来,惯性质量和引力质量就不是一种东西,一个是用来抵抗力的作用,一个是用来产生引力的。

可神奇的是,当时人们测量出来的引力质量和惯性质量是相等的,这里的相等指的是在数学上相等,而且我们很很容易能够从实验中得出两者之间相等。

比如,自由落体运动,一个铁球和地球之间产生的引力,作用在铁球自身,会产生一个加速度,一个塑料小球自由落体也会产生一个加速度。

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结果,这两个不同材质的物体,不同质量的物体,产生了同样的加速度。这说明,加速度跟下落物体的材质,质量无关,只跟引力场的强度有关。

这也表明了,一切物体的引力质量和惯性质量是相等的。这一点确实神奇,由于我们现在还没有具体搞懂惯性的起源问题,所以他俩为什么相等,我们现在也说不清楚。

总之,惯性质量和引力质量相等这件事,虽然对牛顿来说没有什么大不了的,可能就是一种巧合,但是对爱因斯坦来说,他俩相等意味着一个更大的等效性问题。

有很长一段时间,爱因斯坦都在思考两个质量相等意味着什么?有一天,爱因斯坦突然灵光乍现,产生了一个想法,这个想法是他一生中最快乐的想法。

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爱因斯坦想到,如果一个人从高楼上落下,他会感受到什么?失重,失重意味着感受不到引力。那为什么他感受不到引力?

因为下落过程中,向上的惯性力正好抵消了引力,导致了人体失重。如果把这个人放在一个自由落体的封闭电梯里,他是无法分辨自己在以一个加速度下落,还是处在一个均匀的引力场中。

再比如,你现在处在一个封闭的电梯中,你和电梯正在以加速度g在太空中旅行,这是因为加速度的原因,你在电梯中总能感受到一个和加速度方向相反的力,这就是惯性力,这个惯性力的大小等于你的惯性质量乘g。

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由于惯性质量等于你的引力质量,并且加速度g正好等于地球地面的重力加速度,那么你在电梯就就跟在地面上一样,你是无法区分自己在天空中以加速度g飞行,还是处在地球上。

这个思想实验说明了一个基本原理,加速度就是引力,引力就是加速度,或者说惯性力和引力等效,它们作用效果完全一样,你无法区分。

这就是广义相对论的基本原理,等效原理。有了这个原理,爱因斯斯坦就可以处理惯性力了。

在等效原理的前提下,有加速度的非惯性系,我们就可以认为是一个惯性系处在了一个引力场中,这样就把非惯性系,转化成了一个惯性系加引力场。

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