- 寫給孩子的趣味力學
- (蘇)雅科夫·伊西達洛維奇·別萊利曼
- 728字
- 2019-12-27 16:33:58
1.7 牛頓三定律中的慣性定律
力是運動發生的原因。“一個物體,無論是靜止、在慣性作用下,還是在有其他力的作用下運動,都不能影響力對物體所起的作用。”這句話是力的獨立作用定律,是由牛頓三定律(經典力學的基石)中的“第二”定律推導出來的。牛頓三定律的第一定律是慣性定律;第三定律是作用力和反作用力相等定律。在這一節中,我們主要向大家講解第一定律——慣性定律。
如果沒有學習過物理學,那么你一定會覺得這個慣性定律很奇怪,因為你的習慣思維與它恰恰相反。對于慣性定律,有這樣一種普遍的錯誤認識:沒有外來因素的影響,物體的原有狀態就會一直持續。其實,這是把原因定律誤當成慣性定律了。
慣性定律的內容是:任何物體在不受任何外力的時候,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態為止。需要注意的是,慣性定律只針對靜止和運動兩種狀態。從這個定義我們可以得出,物體受到了力的作用有這樣三種表現:開始運動;運動加快、變慢、停止;直線運動變成非直線運動或曲線運動。
物體即使運動得再快,只要是勻速,那就沒有任何力為其施加作用或者是作用在它上面的力相互平衡。也可以理解成,只要物體的運動狀態不屬于上段中所說的三種情況中的任何一種,那就說明在它身上沒有力的作用。可見,科學思維與普通思維還是有很大區別的。在伽利略之前的時代(古代和中世紀),科學家們并沒有意識到這一點。根據上面的說法,摩擦由于能夠阻礙物體運動,它也是力的一種。
從常識來說,物體好像是個“足不出戶”的人。其實,它們具有高度活動性。在沒有影響運動能力的條件下,只要是加一點點力,它們就可以永遠保持運動狀態。物體只是停留在靜止狀態,而不是趨向于保持靜止狀態。“物體對作用于它的力是抗拒的”也是錯誤的說法。