发现压差力限定定理的思路

zengzhangang

发现压差力限定定理的思路

压力差泛指物体两侧所受压力的差值。
压差力是由压力差引起并使到物质受到从高压区域牵引向低压区域的作用。
压差力是否长程力是一个很重要的问题。如果压差力是长程力，它必然成为解开万有引力成因的钥匙；同时，它必然在地震形成过程起着重要作用，研究它就有可能在地震预测中找到突破口。
笔者发现的压差力限定定理用于证明压差力是长程力。
压差力限定定理：
在相同的可流动的力的传导介质中，两个质点之间存在压力差并且力作用面积相等，如果它们之间的阻力为零，压差力的方向由高压质点指向低压质点，那么压差力等于两质点所受压力的差值与力作用面积之积，压差力大小与压力差值相关而与两个质点之间距离无关。
必须明确：现实的质点和物理计算的质点不同。现实的质点具有一定形状和体积，是三维立体的，力作用于现实的质点有受力面积；物理计算的质点是一维线性，力作用于物理计算的质点没有受力面积。
现实和物理计算在衡量力发生作用上面有差异。举一个粗浅的例子：推门。现实是用手掌去推，力发生作用时手掌和门有相互接触面积；物理计算上则将手掌视为质点, 力发生作用时手掌和门是点对点接触，忽略力作用面积。
了解现实和物理计算在衡量力发生作用上面存在差异，对认识压差力的普遍性及理解发现压差力限定定理的思路有帮助。
在一张平整的普通白纸上任意取一点，以针尖刺此点。放大观察，可以看到针尖着力点在力的作用下凹下去, 着力点在白纸另一面的端点则凸起来。大气压下平整普通白纸的两面都有压强，压强基本相等。气压在纸上某点的两面形成的压力大小相等方向相反，压力差异为零。因此，我们并不能看到平整普通白纸表面在大气压下出现凹凸不平现象。针尖很小，显微观察后可以发现针尖具有面积。将针尖刺纸上任意一点，实际是在该点施加压强。增加的压强使到着力点受到的压力增大，着力点两端的压强出现压强差异形成压力差，压力差形成压差力，压差力FAB使到着力点由高压区域向低压区域移位而使着力点在纸面形成凹凸。
将针尖着力点定为A，着力点在白纸另一面的端点定为B。针尖刺A所形成的压强定为PA，是高压区域；对应B较低的压强则可定为PB，是低压区域。着力点在纸面形成凹凸，可以看作是着力点从A向B运动移位，是从高压区域向低压区域运动移位。这是压差力作用于一个质点的思维方式。
白纸有厚薄之分, 有足够技术就可以将普通白纸可以分成两张超薄的白纸。着力点可以是由很多更小的质点构成，即最小可将着力点分为两个较小的质点A和B。着力点、A、B的力作用面积设定相等，同时设定阻力为零，A和B之间未有影响压差力FAB变化的因素产生，将着力点看成一个质点和看成AB两个质点并不影响压差力FAB的大小。这样可以得出结果：只要PA、PB不变，力作用面积相等，A和B之间影响压差力FAB的阻力为零，那么将压差力FAB看成作用于一个质点或者看成作用于两个相连质点并不影响压差力FAB的大小。如此类推：将A和B之间直线相连的质点变成三个、四个……直至无限个，只要满足上述条件，都不影响力FAB的大小。将A和B定为可移动，它门之间力的介质设定为同一和可流动，将A质点和B质点之间相连的无数质点抽走，使之成为无阻力的空间。这个无阻力的空间无限大都不影响FAB的大小，A质点就会向B质点运动，最终穿越无限远距离和B质点相连，最终又会成为针尖所刺的着力点，FAB的大小并不因为AB距离的变化而变化，从而发现压差力限定定理。
同样设定阻力为零，另一个方法证明：相连的大小相同质量相等的静止两球AB，以一定的力作用于A，力透过A后完全传递到B，可以看到A不动而B受力后以速度Vt运动。两球AB中间插入大小相同质量相等的C、D等更多的球, 球和球之间直线相连。沿球相连的直线方向以相同大小的力作用于A，力作用于A、C、D等更多的球后完全传递到B, 可以看到A、C、D等更多的球不动而B受力后以速度Vt运动。将C、D等更多的球抽走，使AB出现距离, 以相同大小的力作用于A，A受力后以速度Vt向B运动，相碰时A将大小相同的力完全作用到B, 可以看到A不动而B受力后以速度Vt运动。只要力作用面积相等，将着力点和现实拉近，则着力点就有力作用面积，会形成压强，AB之间就存在压力差。 压力差形成压差力，它们之间的压差力并不因为AB的距离变化而变化，同样可以证明压差力是长程力。




曾展刚
2009年04月22日

tanlilin

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tanlilin

思路非常好，但我认为在地震成因上可能还难以扯上关系，因为该思路难以解释地震为何会出现“扭波”现象，为何有些地方会有爆炸现象，为何会有打雷般的“地声”现象。

wwssff333

我觉得楼主研究公理是在浪费时间，公理可是千万人证明过并实践过的，你去证伪几乎不可能，再进一步提升也不可能。
别做证明公理这种无意义的事。
把想像力转移到人类未能突破的地方，比如地震方面，这样更有意义。

lhkcc58

4# wwssff333
楼主的意思好像是要在宏观上把地球物质看做流体或半流体，然后按液体方式处理压力及应力问题。这未尝不可，但是要搞出什么定理似无必要。

狼0564

感觉楼主的力气使的不是地方。

zengzhangang

思路非常好，但我认为在地震成因上可能还难以扯上关系，因为该思路难以解释地震为何会出现“扭波”现象，为何有些地方会有爆炸现象，为何会有打雷般的“地声”现象。
tanlilin 发表于 2009-4-23 08:14

我没记错的话,您是将闪电现象和扭波比较。闪电的外观很多呈扭曲形状，闪电显现归根到底是由压力差异引起。闪电打雷是爆炸现象。爆炸现象就会有高温物质和低温物质相接触。高温物质和低温物质相接触既可以是爆炸的成因,也是爆炸的结果。如果压差力是长程力,在地震中就必然会引致高温物质和低温物质相接触。通过观察核爆,我们知道强烈爆炸会形成强的电磁场。气象中的爆炸现象会形成闪电；当气体是压差力的介质,我们就不难明白地壳下面爆炸形成扭波的原理。
打雷声的解释:
打雷声是雷暴云中正负两种电荷中和并发出火花，火花放电产生高温，使四周空气剧烈受热而突然膨胀，云滴也会因高热而突然汽化膨胀，发出巨大的的响声（打雷声相关知识详见年儿童出版社出版《十万个为什么》）。这说明打雷声是气体剧烈受热而突然膨胀引起，与热力扩张相关。
在海面比地面更常听到撕布声也与岩石受热或岩浆有关。日常生活中用铁锅蒸鱼，当锅底的水被蒸干后向锅里添加水时我们就能听到“呲呲泊泊”或“呲呲唼唼”的撕布声。显然，地震前所发出的撕布声是岩浆或被加热的岩石遇到了水，水剧烈受热汽化膨胀所发出的声音。撕布声与热力扩张相关。
在高速公路开车时让车窗只留下很细小的缝隙，由于窗外的空气在汽车快速前进的冲撞下由缝隙急速涌入而发出很尖锐的风声。同理，地震前所发出的风声是断层或空洞、间缝中的空气遇到高温高压后急剧热膨胀沿细小缝隙向上涌动所发出的声音。风声同样与热力扩张相关。
打雷声、撕布声、风声支持和印证了地震成因新说中的热力扩张观点。
爆炸声支持和印证了地震成因新说中的压力释放引起爆炸的观点。
取两块表面凹凸不平的石头相互磨擦就能听到机械声；取两块表面平整的石头相互磨擦就能听到锯木声。两种声音是石头在岩石上滚动磨擦所发出的声音。岩浆的涌动可以使破裂石头在岩石上滚动磨擦，爆炸的冲击波可以使断层错位发生磨擦。
机械声、锯木声支持和印证了地震成因新说中的岩石破裂和断层错位的观点。
运用地震成因新说可以很容易解释很多人在唐山大地震时同时听到爆炸声和锯木声：高压的岩浆在地表下的低压空间以爆炸形式释放能量和物质，爆炸发出爆炸声；岩浆的涌动推撞破裂石头在低压空间的岩石上滚动磨擦，爆炸冲击波冲击断层使断层错位和相互磨擦，从而同时产生锯木声。(摘于《地震成因新说》)

zengzhangang

我觉得楼主研究公理是在浪费时间，公理可是千万人证明过并实践过的，你去证伪几乎不可能，再进一步提升也不可能。
别做证明公理这种无意义的事。
把想像力转移到人类未能突破的地方，比如地震方面，这样更有意义。
wwssff333 发表于 2009-4-23 09:00

不应这样看.
经过了很长时间的应力研究,结果有目共睹,未能在地震预测中发挥大作用.甚至主流科学界认为地震不可预测.
有一种观点,就是认为很多地震与岩浆活动无关,理据就是在震央未能发现岩浆活动.
如果压差力是长程力,上述观点就是错误观点,因为压差力的介质可以是气体而不一定是岩浆.同时,在地震预测上就有理据从研究地壳断裂变化转为研究与地震相关的气体变化地震前就一定会出现气体变化并早发生与地壳断裂变,这就使地震能成功预测成为极大可能,从根本上扭转地震不可预测的观点.
前段时间意大利的地震学家就是研究氡气含量然后成功预测地震,这是研究气体变化预测地震的一个范例.
震央为何未能发现岩浆活动:
地壳表面每平方米承受地壳底部与地球表面压差力为：
FAB =（PA-PB）S=（9000-1）×101 325牛顿 / 平方米×1平方米=911823675牛顿=9304.32321428万千克力≈9万吨力
换言之当“通路”形成并且阻力接近零时，地面压强约为9千万千克力/ 平方米。在理想的计算模式中，地面与地壳底部之间巨大的压差力非常足够地使到断层出现弹性回跳现象，引起地震也是理所当然。另外，假设旧金山地壳厚度只有36千米，地震时地幔物质从地面下24公里开始涌动；岩浆在地面流动速度一般在60千米/小时，假设地幔物质在理想的地形以180千米/小时速度涌动；地震持续时间为2分钟，即“通路”畅通2分钟后闭合，则地幔物质只能涌到地面下18公里处（即地壳中间）。假设旧金山地震发生在地壳浅层10-12公里处，那么，该处是不能发现岩浆踪影的。(摘于《地震成因新说》)

zengzhangang

4# wwssff333  
楼主的意思好像是要在宏观上把地球物质看做流体或半流体，然后按液体方式处理压力及应力问题。这未尝不可，但是要搞出什么定理似无必要。
lhkcc58 发表于 2009-4-23 12:34

请参见7楼的回复.

zengzhangang

感觉楼主的力气使的不是地方。
狼0564 发表于 2009-4-23 13:57

我敢打赌狼兄未有仔细看《地震成因新说》,否则就不会有这样看法.《地震成因新说》太长了,本来有图,又发不上,要细读,很闷..
除了外星体影响(《地核运动的影响》将会论述).《地震成因新说》完整地展示了地震成因和过程,大体是下面:
1.岩浆如何按模式运动及结果,
2.形成地震的力学机制
3.地壳气体等物质的隔热作用,为下文地幔物质封补裂纹作铺垫.
4.揭示爆炸和地震关系
5.含有特殊物质的气体引起动物异动和使地震云出现.
6.论证地震和火山有相同成因.
7.展示地震成因过程,大体是气体逸漏后岩浆按模式运动,高温高压物质在地壳下面遇到低压空间后发生爆炸引发地震,然后又由地幔物质封补能使气体逸漏的裂纹,反复不断的过程引发余震.当中解释了地震前后的异常现象,其中,地下水的解释相当好.
8.解释水库地震,最后谈如何预测地震.
还不清楚,请参见7楼回复.

zengzhangang

夜深了,有点眼花.将8楼打成7楼,回复中也有错别字,请包涵.谢谢.

狼0564

贴图不是很容易吗，我回帖有说明的。

zengzhangang

贴图不是很容易吗，我回帖有说明的。
狼0564 发表于 2009-4-24 12:08

可能格式不对吧,我在写一篇关于万有引力测量时间的文章.写完后,会对《解开万有引力成因》作部分改动.改动后,请人帮忙转换格式.

lhkcc58

“地面压强约为9千万千克力/ 平方米”


合每平方厘米9000公斤的压强，据资料：
“花岗岩的比重在2.63到2.75之间，其抗压强度为1,050~14,000 千克/平方厘米”
算，地球的地壳应该是“焦土”一片，都被压碎了。

zengzhangang

假设的理想计算模式。地壳和地幔之间存在岩层，完好的岩层形成强大的阻力，阻碍地壳和地幔之间的压差力发生作用。当地壳和地幔之间形成连通的裂纹，即形成“通路”，地壳和地幔之间强大的压差力就能发生作用。“通路”之间会有沙石的阻碍物，一般而言，裂纹或断层越大阻碍物越少，阻力越小压差力发生作用越强。反之，裂纹或断层越小阻碍物越多，阻力越大压差力发生作用越弱。这正是大地震常发在大断层的原因。假设阻力为零，则可以算出作用到地面的压差力确是可以使地面一片焦土。君可见火山喷发，这自然现象是压差力作用于地面最明显的例子。

zengzhangang

压差力大小和压力差相关。由地壳底部至地表，越往上平均压力越低。即地壳底部和地壳中部的压力差低于地壳底部和地面的压力差。这就能解释为何平时花岗岩都会有不同压力却不破碎，是因为地壳浅层局部的压力差异不大，不能形成强大压差力。地震时包括花岗岩在内的岩层会发生断裂，是因为地壳底部和地壳浅层的压力差异很大，能形成强大压差力。

lhkcc58

“由地壳底部至地表，”越往上平均压力越低”
“地面压强约为9千万千克力/ 平方米”
这两句如何协调？！

tanlilin

“地面压强约为9千万千克力/ 平方米”


合每平方厘米9000公斤的压强，据资料：
“花岗岩的比重在2.63到2.75之间，其抗压强度为1,050~14,000 千克/平方厘米”
算，地球的地壳应该是“焦土”一片，都被压碎了。 ...
lhkcc58 发表于 2009-4-24 23:12

他的计算方法，用一个形象的比喻，叫做“刻舟求剑”，虽然想的很好，已在船上作记号了，但没考虑到船已移动的事实。

在地面有一吨的物质，如在地心还会有一吨重吗？在地心谁能给这物质以重力呢？相反，在地心有可能因地球半经物质形成的引力，让地心物质呈向外沉积现象，所以也不能排除地心可能会是一个空洞的情况。

按我的想法，地球内部压力最大的地方，可能是在地球半径的二分之一处，这个地方受到地球内外两边的共同压力，受压力最大。

狼0564

可能格式不对吧,我在写一篇关于万有引力测量时间的文章.写完后,会对《解开万有引力成因》作部分改动.改动后,请人帮忙转换格式.
zengzhangang 发表于 2009-4-24 22:31

改格式我也有说明的。都在那一个图里。

zengzhangang

“由地壳底部至地表，”越往上平均压力越低”
“地面压强约为9千万千克力/ 平方米”
这两句如何协调？！
lhkcc58 发表于 2009-4-25 02:59

很多谢您细心阅读.真是当局者迷.虽然经过多次校正,但竟然无发现这里的表述出了问题.正确应为为下面:
换言之当“通路”形成并且阻力接近零时，地面与地壳底部压强差值约为9千万千克力/ 平方米。谢谢.

zengzhangang

又错了.正确应为:
换言之当“通路”形成并且阻力接近零时，地壳底部与地面压强差值约为9千万千克力/ 平方米。

zengzhangang

改格式我也有说明的。都在那一个图里。
狼0564 发表于 2009-4-25 10:11

狼兄能否说明是在哪个版块中的哪篇文章,很抱歉,我未有看到相关的文章.

zengzhangang

他的计算方法，用一个形象的比喻，叫做“刻舟求剑”，虽然想的很好，已在船上作记号了，但没考虑到船已移动的事实。

在地面有一吨的物质，如在地心还会有一吨重吗？在地心谁能给这物质以重力呢？相反，在地心 ...
tanlilin 发表于 2009-4-25 08:14

地面与地壳底部之间压差力能否使到断层出现弹性回跳现象？以下作数理分析：已知1标准大气压 = 101 325 牛顿 / 平方米，1千克力=9.8牛顿；科学家估计地壳底部约有9000个大气压（PA），地面为1个大气压（PB）；假设地球表面为平整椭圆球面，地壳厚度均为70千米，计算出地面面积与地壳底部面积的比例约为1/ 0.978134≈1/1，因此可假设力作用面积S=SA =
SB=1平方米；当出现巨大裂纹形成“通路”时，“通路”以气体介质为主，重量较轻而忽略重力影响，并且对比“通路”中气体所受压力而言气体阻力较少，因此可假设F阻=0。于是地壳表面每平方米承受地壳底部与地球表面压差力为：
FAB =（PA-PB）S=（9000-1）×101 325牛顿 / 平方米×1平方米=911823675牛顿=9304.32321428万千克力≈9万吨力
换言之当“通路”形成并且阻力接近零时，地壳底部与地面压强差值约为9千万千克力/ 平方米。在理想的计算模式中，地面与地壳底部之间巨大的压差力非常足够地使到断层出现弹性回跳现象，引起地震也是理所当然。
“科学家估计地壳底部约有9000个大气压”。我认为科学家自然有他们完善的计算方法,估计是先用岩石圈的平均比重和岩石圈的总体积求出岩石圈的总质量,然后用万引力公式计算出地壳与地幔之间的引力,还要参考温度的数值等等.这个数据是经过很多人验证才会在十万个为什么等书本里登载.

lhkcc58

2 21# zengzhangang 这两种说法的区别只是少了一个“谢谢”。

zengzhangang

“地壳底部与地面压强差值”为正数.
“地面与地壳底部压强差值”为负数.

lhkcc58

21# zengzhangang
换言之当“通路”形成并且阻力接近零时，地壳底部与地面压强差值约为9千万千克力/ 平方米。


按地壳的平均厚度25公里计，通过简单的计算就可得地壳下面25公里处的压强就是9000公斤。

lhkcc58

“地壳底部与地面压强差值”为正数.
“地面与地壳底部压强差值”为负数.

a与b的体重差值为5公斤，
b与a的体重差值为5公斤；
区分正负意义不大。

zengzhangang

“地壳底部与地面压强差值”为正数.
“地面与地壳底部压强差值”为负数.

a与b的体重差值为5公斤，
b与a的体重差值为5公斤；
区分正负意义不大。
lhkcc58 发表于 2009-4-25 15:12

正负压力差的表示在建筑上有习惯,因文章中计算结果是正数,顺序还是不要乱好.正负区分只是从高压区域方向去计量还是从低压区域方向去计量的区分而已.