跪求物理中各種式子與量有哪些?

時間 2021-06-30 13:45:34

1樓:剝繭

好問題!

首先,一切物理量的引入,都是為了對某種物理現象進行定量描述。比如說,想要描述乙個物體運動的快慢,我們就需要「發明」出速度這個物理量,並把它定義為單位時間內的位移。用公式來描述的話,就是

不過,運動快慢的描述,並不是只能用上面這種辦法,既然是人發明出來的物理量,當然也可以用其他數學關係來表徵運動的快慢,比如:發生單位位移所需要的時間,即

一般情況下,我們傾向於認為時間的流逝是個客觀而絕對的過程,採用第一種方式來定義速度, 的數值越小,說明物體運動得就越慢,這體現了一種正向的相關性,感覺比較順當。

說了這麼一大段,核心的意思就是,我們對物理現象進行研究時,會去「發明」一些物理量,這個物理量往往是用別的物理量進行運算得到的,具體的運算法則體現在乙個式子中,這個式子就叫做定義式。

我們已經定義了速度 ,但它只能用來描述表面的現象,例如,乙個小球正在下落,現在我們可以定量地描述它下落的快慢,比如它正在以 的速度自由下落。

如果我們的研究不止於此處,而是進一步去追問:

為什麼它此刻的速度是 ? 之前它的速度是多少?10s之後又會變成多少?究竟是什麼神秘的力量在幕後掌握著這一切?

那麼,我們就需要進行猜想、提出模型和理論,進行驗證,找到決定速度變化的因素,並努力把這些因素寫成乙個函式,這個函式的解析式就是所謂的「決定式」。

比如在小球下落這個例子中,如果忽略空氣阻力,小球做的是勻加速直線運動,某一時刻的速度 , 我們可以看到,決定此刻速度的物理量分別是初速度、加速度 和時間 。

還可以繼續追問,初速度 和加速度 又是由什麼決定的?這樣,我們對物理現象的研究就層層遞進,深入到最基本的問題上。

總而言之,定義式只是建立起最初的概念,讓我們可以利用概念來定量地描述現象。而決定式,才真正告訴我們現象的機理(mechanism),一旦得到決定式,我們就立馬搞清楚因果關係,透過表面現象「理解」了實質,就能去設計方法干預、操作物理現象了。

還有一類公式叫做經驗式,在工程技術問題中比較常見。比如,工程師可能進行了成千上百次實驗,得到了大量的資料,從中歸納總結出一些規律,並且也經受了檢驗,在某個範圍能準確性很好,但他不知道為什麼會呈現出這種規律。

在物理學上,典型的例子就是克卜勒的三條行星運動定律。克卜勒是從第谷觀星的記錄表中歸納出這三條定律的,他不知道為什麼行星會遵循這麼精妙的規律。直到牛頓提出萬有引力定律,結合圓周運動的動力學理論,我們才理解了克卜勒第三定律。

經驗式是唯象的,而決定式是唯理的。

最後說說匯出式,這個其實沒啥好講的。

前面提到的定義式、決定式、經驗式都是以代數式的形式出現,它們表達的是相關物理量之間的聯絡。如果要求某個物理量,就要從包含這個物理量和已知量的式子入手,進行代數變形。

比如電流的定義式 ,既可以變形為 ,也可以變形為 ,這後兩個式子都是電流定義式的匯出式。

比如電容的定義式 ,既可以變形為 ,也可以變形為 ,這後兩個式子都是電容定義式的匯出式。

下次有時間再來講講物理量的分類問題。

強度量vs廣延量

狀態量vs過程量

2樓:真·路人

定義式就是指對某個物理量的定義,是人為規定的,比如我們對場強的定義是電場力與受力電荷的比值,那麼定義式就是E=F/q,而場強與電場力和受力電荷都沒有關係,比如我們改變受力電荷,那麼改變的物理量是電場力而不是場強 ,因此我們不能通過定義式得知場強究竟與哪些物理量有關,因此這條公式就不是決定式了。

那麼很顯然,對於真正決定場強大小的公式E=kQ/r^2來說,我們改變任意乙個物理量,都會使場強改變,因此這條公式就是決定式

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