[发明专利]合力测量仪

说明书

合力测量仪，是建立力学基础理论不可缺少及替代的关键仪器。

合力测量仪，是将测力计附加一些附件而发明的。用测力计只能测量某些物体受到的作用力，用合力测量仪不但能测量出某些物体受到的作用力，而且测量出牛顿第一、二定律和伽利略的动力学实验结论不成立；机械能守恒定律不准确。即：F≠ma，物体保持匀速直线运动合力不等于零；动能转化弹性势能不守恒， E 1 ≠ E 2 = 1 2 K X 2 = 1 2 FX ]]>。并为机械能守恒定律的修改、动能公式和动能定理的推导，提供了可靠的科学依据。最主要的是用它们都能测出某些物体的合力、质量和速度，并概括出：物体的速度与合力成正比；与质量成反比。数学表达式： V = ΣF m ]]>。为了计算的方便，方程式可写作：∑F=kmv，式中的k是质量的系数。如果质量的单位是千克，则k=20。

将物体的合力∑F=kmv在力学中推广(可参阅附加文件《牛顿第二定律改正词》、《质量不随速度而改变》)，使力学基础理论从经验阶段飞跃到理论时期。

为了提高人们了解、利用和改造自然的能力，使某些高科技成果沿着低消耗、快节凑的轨道向前发展；推动人类的文明与进步，造福于民族造福于人类，对合力测量仪说明如下：

一、合力测量仪的命名

合力测量仪这一类产品，是依照物体保持静止状态合力等于零，根据胡克定律：F=KX，通过计算求出物体作用在合力测量仪上的力，再根据胡克定律、牛顿第三定律证明出物体的合力。所以把它们叫做合力测量仪，不叫合力计或器。

在物理课本中，只是把物体受到的作用力的合矢量称合力，见于合矢量与矢量和的物理意义基本相同，可将合力定义为：物体受到的作用力的矢量和叫合力。则，测量合力的仪器叫做合力测量仪。

二、测量自由落体合力的基本原理

竖直上抛物体在空中静止的时候，以地心为参照物，物体随地球转动做匀速圆周运动，在垂直地心方向的向心力与离心力的合力等于零；以地球为参照物，物体相对地面静止，物体受到的重力与物体的动能转变的内力 ( F = E S ) ]]>的合力等于零。在此把动能转变的内力叫做惯性力(将在《亚里士多德与伽利略》一文中阐明)。

由于物体将要做落体运动的时候，物体的惯性力与物体运动的方向相反，对物体做负功，重力所做的功被反向力克服掉了。

根据胡克定律、牛顿第三定律、自由落体的瞬时合力，等于作用在测力计上的力减去惯性力，等于物体的质量与速度的乘积。又因为物体最初做落体运动的时候，物体的惯性力约等于重力，所以做自由落体运动物体的瞬时合力，等于作用在测力计上的力，减去重力等于mv。减去重力的实质是减去惯性力，不能误认为重力是反向力。在具体测量自由落体的合力时，如果以重力使弹簧的伸长值为：X=0计算X值，那么测出的物体的作用力，等于物体以某一速度运动不受测力计作用的合力。

三、合力测量仪的构造及使用方法

(一)关于第一代合力测量仪的构造及使用方法

1．第一代合力测量仪的构造

第一代合力测量仪的结构主要有：测力计、“工字”架、细钢丝(按照“上北下南”的说法，可以把它叫做指南针，其中有一侧带有力的刻度，相当于直尺)、试管四部分组成。

先将细钢丝固定在测力计上；再将测力计和试管固定在“工字”架上，就组合成合力测量仪。