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慣性獨特視角

時間:2024-09-16 07:15:04 物理畢業(yè)論文 我要投稿
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慣性獨特視角

  慣性是什么?與力有什么關系?慣性與慣性定律是不同的,什么是慣性系?什么是非慣性系?慣性定律成立的參照系就是慣性系嗎?引力能夠取消嗎?

  慣性與力的關系

  “定義3 :抗性,或物質固有的力,是一種起抵抗作用的能力,它存在于每一物體當中,大小與該物體相當,并使之保持其現有的狀態(tài),或是靜止,或是勻速直線運動 [The vis insita, or innate force of matter, is a power of resisting, by which every body, as much as in it lies, continues in its present state, whether it be of rest, or of moving uniformly forwards in a right line.]”。在解釋這一定義時,牛頓指出:“這種力總是同具有這種力的物質的量成正比的”,”,從而明確提出了質量是物體抗性的量度這一層意義。

  牛頓說的抗性,或物質固有的力,是一種起抵抗作用的能力,指的是慣性。就是說慣性與物體的質量成正比。慣性用k表示就是k=mx.

  慣性指物體具有保持運動狀態(tài)不變的性質。慣性大小指的是物體保持運動狀態(tài)不變的能力的大小。k=mx.

  力指物體間的相互作用。力的大小由物體保持運動狀態(tài)不變的能力的大小與物體運動狀態(tài)改變快慢的大小的乘積決定。f=ka.

  質量是慣性大小的量度。我們可以用質量的大小表示物體慣性的大小。我們得出牛頓第二定律。f=ma.      

  慣性定律與慣性系  

  引力場中的慣性系是不是慣性系? 自由落體系是不是加速系?引力場中的自由落體系是不是慣性系?   

  愛因斯坦發(fā)現了等效原理,不過后來取消了引力。我個人認為取消引力是不對的。
一切參照系規(guī)律都相同。怎麼個相同?我們應以慣性系的角度理解非慣性系,還是以非慣性系的角度理解慣性系?
  一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。這就是 牛頓第一定律。
物體的這種保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質叫做慣性。一切物體都具有慣性。慣性是物體的固有性質,不論物體處于什么狀態(tài),都具有慣性。牛頓第一定律正確揭示了運動和力的關系:力不是維持物體速度的原因,而是改變物體速度的原因。(高中物理一冊46頁)

[1]    


  物體因具有慣性而處于勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。牛頓第一定律描述的也是物體不受外力時,物體處于什么狀態(tài)。通常我們認為牛頓第一定律成立的參照系是慣性系,非慣性系是牛頓第一定律不成立的參照系。是這樣嗎?
慣性系與非慣性系是有聯系的,在慣性系與非慣性系中,物體的慣性是存在的。在慣性系中,我們可以觀測到一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種運動狀態(tài)為止。那么這里‘一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止!欠窬褪桥nD第一定律呢?我認為不是。
牛頓第一定律描述的是物體不受外力時,物體處于什么運動狀態(tài)。這種不受外力,是沒有受外力,是絕對的不受外力時。
  而任何物體都和周圍的物體有相互作用,不受外力作用的物體是不存在的。所以我認為不是。
慣性與物體受不受力無關。受力時,慣性依然存在。受力時,物體產生加速度。受力的物體看另一個受力的物體,以一個加速(或減速)運動的物體看另一個加速(或加速)的物體.
慣性系中‘一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止’描述的是受力時在參照系看來物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的一種情況。是在牛頓第一運動定律的前提下,受力時,通過參照系描述的一種情況。
  慣性系與非慣性系雖然有所不同,非慣性系中也應有這種現象。-----物體受力產生加速度,以一個加速運動的物體描述另一個加速運動的物體,加速度相同時,能夠相互抵銷。
愛因斯坦發(fā)現自由落體系是一個很好的慣性系。這個慣性系與我們通常所說的慣性系是不一樣的。見《等效原理的讀與想》

  一個不受引力作用的加速系統跟一個受引力作用的慣性系統等效。在引力場中自由降落的參考系中就消除了引力,在這個自由落體系中,慣性定律很好地成立,一個不受外力作用的物體將保持其原有運動狀態(tài),這一參考系實在是很好的慣性系。(自由落體系屬于非慣性系一種)

  物體的受力狀態(tài),在慣性系看來(或慣性系中),物體處于勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。而物體相對于慣性系而言又是不受力的。(相對的不受力)見《慣性與慣性狀態(tài)》

  一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài) ,直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。-----牛頓第一定律
物體受到外力,外力消失時,物體具有保持此時運動狀態(tài)不變的性質。--------牛頓第一定律附  見《慣性的解釋》

  慣性不但有大小,而且有單位。選擇適當的單位,可以使牛頓第二定律表示為a=f/k.  k=f/a

  m表示物體的質量,同時表示出物體的,一定的慣性。

   [2]   

  慣性,用能量的角度說就是保持能量不變。見《慣性的單位》

    牛頓第一定律中物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),是因為物體具有慣性的原因。因為物體具有慣性,物體在沒有受到外力時,物體總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。

    慣性系中物體總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),也是因為物體具有慣性,不過這里物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的原因是受力時物體的慣性。參照系的加速度與物體的加速度相同的參照系就是慣性系,在慣性系看來,物體總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種運動狀態(tài)為止。這里的‘直到有外力迫使它改變這種運動狀態(tài)為止’中的外力指的是再受力。

    首先,一切物體都具有慣性,慣性是物體固有的性質;其次(因為物體具有慣性),一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài);     直到有外力迫使它改變這種運動狀態(tài)為止;次之,不受外力的物體是不存在的;再次之,參照系(包括慣性系與非慣性系)描述受力物體的運動狀態(tài)的情況;其中,慣性系中存在一個與牛頓第一定律相同的定律,在慣性系看來,一切物體總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種運動狀態(tài)為止。不過這不是牛頓第一定律。

    [3] 

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