慣性獨特視角

論文類別:理學論文 > 物理學論文
論文作者: 吳興廣
上傳時間:2010/4/1 14:37:00

  慣性是什麽?與力有什麽關系?慣性與慣性定律是不同的,什麽是慣性系?什麽是非慣性系?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,它存在於每一物體當中,大小與該物體相當,並使之保持其現有的狀態,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不變的性質。慣性大小指的是物體保持運動狀態不變的能力的大小。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不變的能力的大小與物體運動狀態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?  
  愛因斯坦發現了等效原理,不過後來取消了引力。我個人認為取消引力是不對的。
一切參照系物理規律都相同。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或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止。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或靜止狀態的性質叫做慣性。一切物體都具有慣性。慣性是物體的固有性質,不論物體處於什麽狀態,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)
  物體因具有慣性而處於勻速直線運動狀態或靜止狀態。牛頓第一定律描述的也是物體不受外力時,物體處於什麽狀態。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或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種運動狀態為止。那麽這裏‘一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止。’是否就是牛頓第一定律呢?我認為不是。
牛頓第一定律描述的是物體不受外力時,物體處於什麽運動狀態。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或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止’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或靜止狀態的一種情況。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。 免費論文下載中心 http://www.hi138.com
愛因斯坦發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,這一參考系實在是很好的慣性系。(自由落體系屬於非慣性系一種)
  物體的受力狀態,在慣性系看來(或慣性系中),物體處於勻速直線運動狀態或靜止狀態。而物體相對於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》
  一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態 ,直到有外力迫使它改變這種狀態為止。-----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。
  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或靜止狀態,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。
  慣性系中物體總保持靜止或勻速直線運動狀態,也是因為物體具有慣性,不過這裏物體保持靜止或勻速直線運動狀態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,直到有外力迫使它改變這種運動狀態為止。這裏的‘直到有外力迫使它改變這種運動狀態為止’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或靜止狀態;   直到有外力迫使它改變這種運動狀態為止;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,直到有外力迫使它改變這種運動狀態為止。不過這不是牛頓第一定律。

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