力的两种定义,F=ma;F=dp/dt,哪种准确?狭义相对论中默认使用了第二种,为什么?

来源：学生作业帮编辑：大师作文网作业帮分类：物理作业时间：2024/11/10 13:09:05

力的两种定义,F=ma;F=dp/dt,哪种准确?狭义相对论中默认使用了第二种,为什么?
由F=dp/dt推导可得，力的方向与初速度方向不一致时，加速度方向与力的方向有一定差值，所以F=ma是错误的，即使是瞬时作用。我指的是在狭义相对论中.......

"力的方向与初速度方向不一致时,加速度方向与力的方向有一定差值",在牛顿力学里,对于单一物体（质量恒定）,当你说出这句话时,先自己反省下吧（高中的匀速圆周运动什么的你难道认为F=dp/dt不成立?) 至于相对论中,本来就是F=dp/dt,而不是F=ma.而且牛顿最早写出来的式子也是F=d(mv)/dt.
你把F=dp/dt换个形式写下,就是Fdt=dp,这是动量定理.而现在一般认为动量守恒和能量守恒作为时空对称性的体现始终成立.
关于这点还有很多可以说的,但其实归根结底,无论是牛顿天才,还是爱因斯坦物理直觉强,或者时空对称性,都抵不过下面这个事实,就是狭义相对论用了这个式子后得出的结论,是与实验符合的.
再问： "力的方向与初速度方向不一致时，加速度方向与力的方向有一定差值"，指的是狭义相对论中。
再答：狭义相对论的确如此，我也说得很清楚了，是“在牛顿力学里”，且“对于单一物体（质量恒定）”，在牛顿力学中，对于变质量体系（比如火箭发射），也是用的F=dp/dt.如果你有意，找本大学力学教科书好了，自己看一下变质量体系的一章好了。在相对论里，根据洛伦兹变换，加速度的变换异常复杂，以至于用F=ma写出来的方程根本不可能满足狭义相对论的要求（相对性原理），因此加速度这时候早已失去了在牛顿力学中那种“基本地位”。那出现“力的方向与初速度方向不一致时，加速度方向与力的方向有一定差值”也就不足为奇了。打个比方，牛顿力学中加速度处于基本地位，这时你也不能指望力的方向与速度方向一致吧。说了那么多，其实回过头还是那句话，爱因斯坦这样写出来的式子可以解释实验，这是最最最最重要的。物理或者其他学科，本来就不可能脱离实验谈所谓“最准确”的定义。

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