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动能的系数为什么是1/2?

 天选小丑 2023-08-15 发布于广西

要回答这个问题我们就要回到法国著名数学家和哲学家——笛卡尔的时代。

笛卡尔在当时提出了笛卡尔运动三定律,其中第三定律是:世界运动的总量保持不变。

那么怎么计算一个物体运动的多少呢?笛卡尔给出的结论是:

运动=质量×速度

牛顿继承和发扬了笛卡尔的这个计算方法,与牛顿和笛卡尔同时代的惠更斯认为:

运动=质量×速度的平方。

随后的莱布尼茨支持并采用了这种观点。

那么这两种计算观点哪种观点是正确的呢?

经过长达一个世纪的争论,最后达成一致:这两种观点都是正确的,它们分别代表了运动的两种不同属性。

笛卡尔计算运动的观点最终发展成了动量的概念,最终演化出了动量守恒定律。

为了区分运动的两种属性,随后的托马斯·杨提出了一个新名词—能量:

能量=质量×速度的平方。

托马斯·杨提出能量表示从运动产生的运动效果出发来表示物体运动的多少。那么怎么计算一个物体的运动效果呢?

二十年后,科里奥利提出可以用物体的重力乘以上升的高度来计算运动的效果。并称之为功。

科里奥利建议在能量的计算公式前面加上一个1/2

因为他发现这样就可以用功来衡量一个物体运动的多少。

随后兰金发现能量还有另外一种存在方式,它与物体的空间位置有关,这种能量随后被称为势能,19世纪50年代,为了区分两种能量,开尔文提出将这种存储在物体运动中的能量称之为动能,最终:

E动能=1/2mv^2

当爱因斯坦提出狭义相对论以后,人们才认识到,这个系数实际上是近似等于二分之一。

1
2 mv

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