慣性原理:一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持勻速直線運動狀態或者靜止狀態。
基本介紹
- 中文名:慣性
- 外文名:inertia appearance
- 狀態現象:保持物體原來的運動狀態
- 發現者:牛頓
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原理簡介
慣性現象就是物體保持原來運動狀態的一種作用,不論這種運動狀態是靜止還是平動,或是轉動。最初是由慣性原理揭示出物體的慣性。慣性是物體具有保持原來狀態(包括保持動狀態或靜止狀態)的一種性質。我們把更容易保持原來狀態的物體,稱其慣性大。慣性原理可以表述為:一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持勻速直線運動狀態或者靜止狀態。
理論發展
牛頓
牛頓在《原理》中是這種表述他的第一定律的:“每一個物體繼續保持其靜止或沿一直線作勻速運動的狀態,除非有力加於其上迫使它改變這種狀態。”每一個物體都具有保持靜止或勻速直線運動狀態的性質,稱為慣性。物體靜止或作勻速直線運動狀態稱為慣性運動狀態。於是第一定律又可表述為:“任一物體,只要不受力的作用,就保持慣性運動狀態不變。”故第一定律又稱為慣性定律。慣性定律也可以採取更基本的表述而避免使用“力”這個概念。
愛因斯坦
愛因斯坦在《狹義相對論論說》一書中,把慣性定律表述為:“一物體在離開其它物體都足夠遠時,一直保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。”
意義
可以從以下幾個方面深入理解第一定律的豐富內涵和它的重要意義:
牛頓在表述他的第一定律前的定義中明確提出:力是對物體的作用,使物體改變靜止或勻速直線運動狀態。這就對力概念給出了定性的、科學的定義。其要點之一是力的起源:力是物體對物體的作用(牛頓第三定律進一步揭示物體間力的相互作用性質的規律)。力存在於這種作用過程之中。其要點之二是,力作用的效果:是使受力物體的運動狀態發生變化,即產生加速度。在運動定律方面牛頓超過伽利略的重要方面之一,就在於科學地定義了力這個重要概念。它使原來關於推、拉這種關於力的模糊認識上升到科學概念,從而大大拓寬了人們對力的認識,拓寬了力的範圍。使人們根據上述的兩個要點,超過以前停留於推、拉這種直接的作用,去認識更大範疇內的作用力,包括引力,電磁力等等。
(2)慣性概念的確立第一定律表明:在不受外力作用的情況下,每一個物體都具有保持靜止或沿一直線作等速運動狀態的屬性,這就是慣性。
牛頓在陳述第一定律前的定義中,明確定義了“慣性”這一概念,他指出:“慣性是一種起抵抗作用的能力,它存在於每一物體當中,”這種抵抗作用的能力,“使之保持其現有狀態,或者靜止,或是勻速直線運動。”顯然,這裡所說的起抵抗作用的能力,是指對外界改變物體運動狀態的作用的抵抗能力。因此,慣性是物體固有的屬性,不論物體是否受力都具有的性質。當物體沒有受外力作用時,靜者恆靜,動者恆作勻速直線運動,是物體慣性的表現;當物體受到外力作用時,物體的慣性表現於對外界作用的“抵抗性”(此即牛頓所說“抵抗能力”的含意)。這種“抵抗性”在牛頓第二定律中將得到進一步的定量的闡明。
(3)定義了慣性系參考系是判斷動、靜,描述物體運動的依據,人們可以任意選定一個參考系來對自己感興趣的物體運動進行描述。
對任一物體,不管它是否受力,都可以找到一個參考系,在此參考系中,該物體是靜止的或作勻速直線運動的。可見,離開參考系談慣性定律是毫無意義的。牛頓第一定律把“不受其它物體作用力”作為“物體繼續保持靜止或勻速直線運動”的條件,就界定了牛頓力學適用於一類特殊的參考系,這類特殊的參考系就是不受力作用的物體在其中靜止或作勻速直線運動的參考系,稱為慣性系。牛頓第一定律正是通過不受外界作用的物體的運動狀態來定義慣性參考系,從而使它成為整個力學甚至物理學的出發點。因此包含三層含義的牛頓第一定律第一個任務就是揭示了一切物體都具有的這種屬性,“一切物體在不受外力的情況下都會保持靜止或者勻速直線運動狀態”。這句話就是慣性現象的本質核心。用不太科學的話來講,那就是一切物體都有維持原來運動狀態的屬性。
日常慣性
1、汽車運動時一下子停不下來;
2 、一輛賓士的公車上坐滿了乘客,其中幾位是“站客”.由於有人橫穿馬路,司機緊急剎車,一位小伙子猛地向前倒去,碰上了前面的一位女士.女士一臉不高興,白了男青年一眼說:“瞧你那德性.”男青年紅了臉忙賠不是:“對不起,不是德性是慣性”!一句話竟把女士和其他乘客給逗樂了.
3、有一天,這位物理學家懷裡抱著一條小狗來到皇家學會.他請圍觀的同伴取來一個裝滿了水的臉盆,並將那條小狗浸在了臉盆中.
4、坐公車沒坐站著.突然剎車了,整個身子往前傾.
5、打水漂。
6、風扇,你把它關掉了,它的扇還繼續轉。
7、走路被石頭絆到了,身體向前傾。
8、踩到西瓜皮,身體向後傾。