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【本期話題】

作者：宋景巖 宋歧雋

2 傳統(tǒng)力學(xué)分析存在的問題

眾所周知，傳統(tǒng)力學(xué)分析認為：力是改變物體運動的狀態(tài)的根本原因，力的大小、方向、作用點是力的三要素。利用傳統(tǒng)力學(xué)分析的方法去尋找杠桿原理產(chǎn)生的機理，存在以下缺陷：

一是傳統(tǒng)受力分析忽視了“力的傳遞速度”這一基本要素。不考慮對物體著力過程中物體的變形時間（如我們經(jīng)常說的剛體），物體之間傳遞的力是四大基本相互作用力之一的電磁力，電磁力的傳遞速度同電磁場的傳播速度相同，都是光速C，因此力的傳遞速度非常快，但仍然需要時間進行傳遞，不是瞬間即到的，傳統(tǒng)受力分析忽視了力的傳遞速度這一要素。

二是傳統(tǒng)受力分析，尤其是靜力分析，忽視了沖量對物體運動的影響。沖量是力的時間累積效應(yīng)的度量，是力對時間的積分（I=
），一個恒力的沖量是這個力與其時間的乘積（I=Ft )，力本質(zhì)上等同于它對物體的瞬時沖量，也就是說力從本質(zhì)來說是沖量對時間的微分，一個恒力等于沖量的時間變率（F=I/t)。從深層意義上講，沖量才是改變物體運動的根本原因，力只是反映沖量每一瞬間對物體的作用量。由于力的傳遞速度是光速，沖量的傳遞速度也光速，它們傳遞所需時間都與距離成正比。

由于傳統(tǒng)靜力分析中所有的力都是以作用力與反作用力形式同時出現(xiàn)，力的傳遞速度異常快,力的作用時間是相等的，為簡化和直觀的考慮，忽略了力的作用時間和傳遞時間，僅對力的作用點、大小和方向進行分析，這種簡化的分析方法，在力傳遞在一條直線上或不產(chǎn)生沖量傳遞時間差的條件下，是適用的。但在對杠桿、滑輪、齒輪、角動量等力的傳遞不在一條直線上并產(chǎn)生沖量傳送時間差的條件下，如果不考慮力和作用時間和傳遞時間，就會無法分析力的作用發(fā)生的機理。

力和沖量是一對有相互依存關(guān)系的物理量，都是一種矢量，同時產(chǎn)生、同時傳遞、同時消失。力和沖量的物理含義也有很大區(qū)別，力是一種瞬時的量值，有大小之分，力只是反映沖量每一瞬間對物體的作用量，力也稱為“瞬時沖量”；沖量是力作用于物體的累計效果的反映，是一種過程量值，有多少之分，對物體的受力進行沖量傳遞分析更能科學(xué)和準(zhǔn)確地尋找力的作用機理。

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