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从两种质量相等得到的启示

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:由牛顿力学得知,物体的质量具有两重性质。具体来说,在一个引力场的唯一影响下,运动着的物体得到了一个加速度。惯性力=惯性质量×加速度如果引力是加速度的起因,则由牛顿万有引力定律,我们有引力=引力质量×引力场强度如果引力质量等于惯性质量,那么在均匀引力场中,各种不同的物体的加速度是相等的。好像这是理所当然,应该相等的。对于这一问题,爱因斯坦认为,惯性质量和引力质量相等,绝不是偶然的。

由牛顿力学得知,物体的质量具有两重性质。它具有惯性,同时产生引力。我们分别把它们叫作惯性质量和引力质量。具体来说,在一个引力场的唯一影响下,运动着的物体得到了一个加速度。这个加速度与物体的材料和物理状态都毫无关系。例如,一块铅和一块木头在一个引力场中如果都是从静止状态或以同样的初速开始下落的,在真空中,它们下落的方式就完全相同。

按照牛顿第二定律,我们有

惯性力=惯性质量×加速度如果引力是加速度的起因,则由牛顿万有引力定律,我们有引力=引力质量×引力场强度

这里“惯性质量”是被加速物体的一个特征恒量。

这里“引力质量”同样是物体的一个特征恒量。从这两个关系式得出:

如果引力质量等于惯性质量,那么在均匀引力场中,各种不同的物体的加速度是相等的。在牛顿的时代,谁也不怀疑惯性质量和引力质量相等。好像这是理所当然,应该相等的。对惯性质量和引力质量不加区分,统称为质量。

对于这一问题,爱因斯坦认为,惯性质量和引力质量相等,绝不是偶然的。手中的一粒石子往下掉,做匀加速直线运动;但地球吸引石子,是在召唤石子的引力质量。石子的落体运动,却是以惯性质量来做回答。这里面一定包含某种极深刻的道理。它是否意味着惯性和引力有着某种深刻的内在联系呢?

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