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物理中什么是系统外力

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在物理学中,系统外力是指作用在系统外部的力,其特点和作用范围需要根据系统的定义和力的来源进行区分:

一、定义与分类

系统外力

由系统外部的物体或场对系统产生的作用力,例如重力、摩擦力、推力、拉力等。

系统内力

系统内部物体之间的相互作用力,如弹簧的弹力、物体间的摩擦力(如汽车刹车时轮胎与地面的摩擦)。

二、关键区别

| 特征 | 系统外力 | 系统内力 |

|------------|-----------------------------------|-----------------------------------|

| 来源 | 系统外部物体或场 | 系统内部物体相互作用 |

| 改变运动状态| 直接改变系统的运动状态(如速度、方向) | 仅改变系统内部物体的运动状态,不影响整体运动 |

| 作用范围| 仅作用于系统边界 | 仅在系统内部传递 |

三、示例说明

汽车行驶示例

- 以汽车为系统:地面给的摩擦力是外力,铁轨给的阻力是外力。

- 以地球及汽车为系统:空气阻力是外力,重力是内力。

跳水运动员示例

- 运动员自身重力是外力,跳板因外力弯曲产生的弹力是内力。

四、重要性质

内力与外力的关系:

物体受到的外力是产生内力的原因,但内力不会改变系统的总动量(根据动量守恒定律)。

系统定义的相对性:同一力可能因系统划分不同而不同,例如库仑力在两个电荷构成的系统中是内力,若单独一个电荷则为外力。

通过以上分析,可以清晰地理解系统外力的概念及其在物理现象中的重要性。