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自然状态下的自由落体推理之一

已有 3799 次阅读2013-4-11 08:40 | 推理, 自然, 河南省, 自由落体, 洛阳市分享到微信

自然状态下的自由落体推理之一

河南省洛阳市西工区纱厂南路53号凯瑞物业工程部赵景宜

摘要：旧自由落体运动学说认为物体的下落速度是相同的。并以此为出发点进行自由落体运动证明。这种研究对飞机、火车、汽车、设计的帮助不大。

新自由落体运动学说认为。不同物体在自然状态下存在着下落速度的差异。通过研究提出了如何计算这种差异的计算方法。即：把任何形状物体的表面积都看成一个正方形的表面积，通过正方形的表面积求这个正方形的体积计算方法求出这个物体的体积。最后根据密度计算方法求出体重比（注意它不等于密度）。

物体的表面积÷6×（√物体的表面积÷6）÷物体的质量＝体重比

在自然状态下，一个气球没有吹起和吹起的下落速度不同，一块金锭和一张金泊的下落速度不同，要通过计算数据方便的在生产中应用，就需要把它们拉人一个统一的标准体系中来。

我们通常见到的物体形变有三种，一种是重量不变，体积增大、表面积增大形。一种是重量不变，体积不变，表面积增大形。一种是以上两种形状都具有形。通过研究得到物体形状变化与自由落体之间的共性是1立方等于6平方，按照这个共性，可以求出不同形状的物体的体重比。也就解决了自然状态下不同形状的物体自由落体问题中的统一性问题了。

关键词：表面积体积重量体重比

前言：一切科学，不论是自然科学或者是心理学，其目的都是在于使我们的经验互相协调并将它们纳入一个逻辑体系中来（摘自相对论）。虽然物体的自由下落运动是一种最常见的运动。针对不同物体在自由落体运动中的快慢问题。在16世纪以前，人们认为物体下落的快慢是由它们的重量大小来决定的。物体越重，下落的越快。伟大的物理学家伽利略用简单明了的科学推理，巧妙的揭示了这一理论是错误的。现在都信奉伽利略的自由落体运动学说。可是，伽利略的自由落体运动只有在没有空气的星球引力圈里才能发生。随着人类制造航空、航天、火车、汽车、船舶的需要。这种只有在没有空气的空间里才能发生的自由落体运动理论，一定不能满足在自然状态下的自由落体运动研究的需要。本人对此进行了研究，以将自然状态下的自由落体运动快慢纳入一个逻辑体系中来。

一、自然状态下物体在自由落体运动中的共性之一

用密度相同、形状相同，但是体积不同的大小两个圆球在相同的高度同时进行自由落体，大小两个圆球会同时到达地面。

例如;伽利略在比萨斜塔上做的自由落体试验就是属于这种自由落体运动的共性试验。

由此可以得出如下结论：

用密度相同的材料制成，形状相同、体积不同、质量不同的物体。只要它们的质量与体积之比相等，在自然状态下，在相同高度，同时从静止状态开始做自由落体运动，它们都会同时到达地面。

二、自然状态下物体自由落体运动中的共性之二

用铅、银、铜、铁、铝、大理石、蜡、制成形状相同，体积相同的球形体。使它们的质量与体积之比等于这种材料的密度。在自然状态下，在相同高度，同时从静止状态开始做自由落体运动，它们到达地面的先后顺序是：铅第一，银第二，铜第三，铁第四，铝第五，大理石第六，蜡最后到达。

由此可以得出如下结论：

用不同的材料制造成形状相同、体积不同的球形体。使它们的体积与质量之比等于这种材料的密度。在自然状态下，在相同高度，同时从静止状态开始做自由落体运动，它们到达地面的先后顺序是：密度大的先到达地面，密度小的后到达地面的顺序排列。

体重比与自然状态下的自由落体运动速度的关系是：在相同高度进行自由落体，体重比越大下落速度越快，用时越少。反之越慢。

三、自然状态下物体自由落体运动推理之一

物体在自然状态下，以及通过人为加工只会出现以下三种状态，第一种是质量不变，体积增大、表面积增大形。即气球形。第二种是体积不变，重量不变。只是表面积增大形。即金箔形。第三种是即有第一种现象，也有第二种现象同时出现得复合形。即飞机形。

1、质量不变，体积增大形与体重比之间的关系

用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个边长为1米的正方形。它的质量为8.9吨，体积为1立方米，密度为8.9 ，表面积为6平方米，它的体积与重量之比为：1:8.9

用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个边长为2米的正方形。它的质量为8.9吨，体积为8立方米，体积与重量之比为：8.9 吨÷8立方米≈1.1125吨/立方米。表面积为：2×2×6＝24（平方米），

根据正方体表面积计算公式可以倒推出一个正方形表面积：24÷6＝4（平方米）

根据正方形面积计算公式可以求出这个正方形的边长：√4＝2（米）

根据正方形体积公式求出体积：4×2＝8（立方米）

用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个边长为3米的正方形。它的质量为8.9吨，体积为27立方米，体积与重量之比为：8.9 吨÷27立方米≈0.3296吨/立方米。表面积为：3×3×6＝54（平方米），

根据正方体表面积计算公式可以倒推出一个正方形表面积：54÷6＝9（平方米）

根据正方形面积计算公式可以求出这个正方形的边长：√9＝3（米）

根据正方形体积公式求出体积：9×3＝27（立方米）

用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个边长为4米的正方形。它的质量为8.9吨，体积为64立方米，体积与重量之比为：8.9 吨÷64立方米≈0.1393吨/立方米。表面积为：4×4×6＝96（平方米），

根据正方体表面积计算公式可以倒推出一个正方形表面积：96÷6＝16（平方米）

根据正方形面积计算公式可以求出这个正方形的边长：√16＝4（米）

根据正方形体积公式求出体积：16×4＝64（立方米）

用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个边长为5米的正方形。它的质量为8.9吨，体积为125立方米，体积与重量之比为：8.9 吨÷125立方米＝0.0712吨/立方米。表面积为：5×5×6＝150（平方米），

根据正方体表面积计算公式可以倒推出一个正方形表面积：150÷6＝25（平方米）

根据正方形面积计算公式可以求出这个正方形的边长：√25＝5（米）

根据正方形体积公式求出体积：25×5＝125（立方米）

用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个边长为6米的正方形。它的质量为8.9吨，体积为216立方米，体积与重量之比为：8.9 吨÷216立方米≈0.0412吨/立方米。表面积为：6×6×6＝216（平方米），

根据正方体表面积计算公式可以倒推出一个正方形表面积：216÷6＝36（平方米）

根据正方形面积计算公式可以求出这个正方形的边长：√36＝6（米）

根据正方形体积公式求出体积：36×6＝216（立方米）

用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个边长为7米的正方形。它的质量为8.9吨，体积为343立方米，体积与重量之比为：8.9 吨÷343立方米≈0.0259吨/立方米。表面积为：7×7×6＝294（平方米），

根据正方体表面积计算公式可以倒推出一个正方形表面积：294÷6＝49（平方米）

根据正方形面积计算公式可以求出这个正方形的边长：√49＝7（米）

根据正方形体积公式求出体积：49×7＝343（立方米）

根据上面用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个边长由1米到7米的正方形。它的形状没有变，它的质量没有变，体积随着边长的增加而增大，表面积随着边长的增加而增大。密度随着体积的增大而减小，表重比随着表面积的增大而减小。那么它与“自然状态下物体的自由落体运动中的共性之二”相同。

2、质量不变，体积不变。表面积增大与体重比之间的关系

在讨论质量不变，体积不变，表面积增大型与自由落体运动之间的关系问题，得引入一个标准。规定：1立方等于6平方。

如果用相同的材料制成体积不变，质量不变，表面积不断增大的物体时，又会是什么样子的呢？

用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个边长为1米的正方形。它的质量为8.9吨，体积为1立方米，密度为8.9 ，表面积为6平方米，

用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个宽1米、长2米、厚0.5米的铜材。它的体积为1立方米，质量为8.9吨，密度为8.9 .。表面积为：2×1＋2×1＋2×0.5＋2×0.5＋1×0.5＋1×0.5＝7（平方米）。

根据1立方等于6平方标准，将表面积值换算成体积值。

由正方体的表面积公式可知，它是：正方体的表面积=边长×边长×6 。正方形的面积公式是：正方形的面积＝边长×边长

根据正方体表面积公式求出一个正方形的面积为：7÷6=1.167（平方米）

根据正方形的面积公式求出这个正方形的边长为：√1.167＝1.08（米）

根据正方体的体积公式可知这个正方体的体积为：1.167×1.08＝1.2603（立方米）

体积与重量之比为：8.9÷1.2603＝7.061吨／立方米

用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个宽1米、长4米、厚0.25米的铜材。它的体积为1立方米，质量为8.9吨，密度为8.9 .。表面积为：4×1＋4×1＋4×0.25＋4×0.25＋1×0.25＋1×0.25＝10.5（平方米）。

根据1立方等于6平方标准，将表面积值换算成体积值。

由正方体的表面积公式可知，它是：正方体的表面积=边长×边长×6 。正方形的面积公式是：正方形的面积=边长×边长

根据正方体表面积公式求出一个正方形的面积为：10.5÷6＝1.75（平方米）

根据正方形的面积公式求出这个正方形的边长为：√1.75＝1.323（米）

根据正方体的体积公式可知这个正方体的体积为：1.75×1.323＝2.315（立方米）

体积与重量之比为：8.9÷2.315＝3.844吨／立方米

用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个宽1米、长8米、厚0.125米的铜材。它的体积为1立方米，质量为8.9吨，密度为8.9 .。表面积为：8×1＋8×1＋8×0.125＋8×0.125＋1×0.125＋1×0.125＝18.25（平方米）。

根据1立方等于6平方标准，将表面积值换算成体积值。

由正方体的表面积公式可知，它是：正方体的表面积=边长×边长×6 。正方形的面积公式是：正方形的面积=边长×边长

根据正方体表面积公式求出一个正方形的面积为：18.25÷6＝3.042（平方米）

根据正方形的面积公式求出这个正方形的边长为：√3.042＝1.745（米）

根据正方体的体积公式可知这个正方体的体积为：3.042×1.745＝5.308（立方米）

体积与重量之比为：8.9÷5.308＝1.6767吨／立方米

用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个宽1米、长16米、厚0.0625米的铜板。它的体积为1立方米，质量为8.9吨，密度为8.9 .。表面积为：16×1＋16×1＋16×0.0625＋16×0.0625＋1×0.0625＋1×0.0625＝34.125（平方米）。

根据1立方等于6平方标准，将表面积值换算成体积值。

由正方体的表面积公式可知，它是：正方体的表面积＝边长×边长×6 。正方形的面积公式是：正方形的面积=边长×边长

根据正方体表面积公式求出一个正方形的面积为：34.125÷6＝5.6875（平方米）

根据正方形的面积公式求出这个正方形的边长为：√5.6875＝2.385（米）

根据正方体的体积公式可知这个正方体的体积为：5.6875×2.385＝13.5646（立方米）

体积与重量之比为：8.9÷13.5646＝0.6561吨／立方米

用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个宽2米、长16米、厚0.03125米的铜板。它的体积为1立方米，质量为8.9吨，密度为8.9 .。表面积为：16×2＋16×2＋16×0.03125＋16×0.03125＋2×0.03125＋2×0.03125＝65.125（平方米）。

根据1立方等于6平方标准，将表面积值换算成体积值。

由正方体的表面积公式可知，它是：正方体的表面积=边长×边长×6 。正方形的面积公式是：正方形的面积＝边长×边长

根据正方体表面积公式求出一个正方形的面积为：65.125÷6＝10.854（平方米）

根据正方形的面积公式求出这个正方形的边长为：√10.85＝3.294（米）

根据正方体的体积公式可知这个正方体的体积为：10.85×3.294＝35.7399（立方米）

体积与重量之比为：8.9÷35.7399＝0.249吨／立方米

用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个宽2米、长32米、厚0.015625米的铜板。它的体积为1立方米，质量为8.9吨，密度为8.9 .。表面积为：32×2＋32×2＋32×0.015625＋32×0.015625＋2×0.015625＋2×0.015625＝129.0625（平方米）。

根据1立方等于6平方标准，将表面积值换算成体积值。

由正方体的表面积公式可知，它是：正方体的表面积＝边长×边长×6 。正方形的面积公式是：正方形的面积=边长×边长

根据正方体表面积公式求出一个正方形的面积为：129.0625÷6＝21.51（平方米）

根据正方形的面积公式求出这个正方形的边长为：√21.51＝4.638（米）

根据正方体的体积公式可知这个正方体的体积为：21.51×4.638＝99.76（立方米）

体积与重量之比为：8.9÷99.76＝0.0892吨／立方米

用1立方米密度为8.9的铜材料制成一个宽2米、长64米、厚0.0078125米的铜板。它的体积为1立方米，质量为8.9吨，密度为8.9 .。表面积为：64×2＋64×2＋64×0.0078125＋64×0.0078125＋2×0.0078125＋2×0.0078125＝257.03125（平方米）。