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  • 1 # 使用者7169188564904

    牛頓第一定律:一切物體在不受外力作用時,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。這就是著名的牛頓第一定律。 牛頓第一定律表明:物體具有保持原來勻速直線運動狀態或靜止狀態的一種性質,我們把這個性質叫做慣性。 牛頓第一定律也叫做慣性定律. 描述物體慣性的物理量是它們的質量.物體質量越大,慣性越大,反之則越小. 慣性就是物體保持原來運動狀態不變的性質,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,一切物體都具有慣性. 任何物體在任何狀態都有慣性,即慣性是物體的一個屬性。

    科學家說:慣性原理可以表述為:一個不受任何外力的物體將保持靜止或勻速直線運動。

    慣性原理是伽利略在1632年出版的《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》書中發表的,它是作為捍衛日心說的基本論點而提出來的。

    根據亞里士多德的物理學,保持物體以均速運動的是力的持久作用。但是伽利略的實驗結果證明物體在引力的持久影響下並不以勻速運動,而是相反地每次經過一定時間之後,在速度上就有所增加。物體在任何一點上都繼續保有其速度並且被引力加劇。如果引力能夠截斷,物體將仍舊以它在那一點上所獲得的速度繼續運動下去。伽利略在金屬球在斜面滾動的實驗中觀察到,金屬球以勻速繼續滾過一片光滑的平桌面。從以上這些觀察結果就得到了慣性原理。這個原理闡明物體只要不受到外力的作用,就會保持其原來的靜止狀態或勻速運動狀態不變。

    伽利略的慣性原理是近代科學的起點,它摧毀了反對哥白尼的所謂缺乏地球運動的直接證據的藉口。

    而被現代社會所普遍認知的慣性原理,來自於牛頓的《自然哲學的數學原理》(Mathmatical Principles of Natural Philosophy, 1687),定義如下:

    所有物體都將一直處於靜止或者勻速直線運動狀態,直到出現施加其上的力改變它的運動狀態為止。

    牛頓的慣性原理是經典物理學的基礎之一,並且對慣性原理的理解也隨著現代物理學的發展而出現了改變。

    對於慣性認識的一個重要進展是慣性與能量的關係。

    1905年愛因斯坦發表狹義相 對論,這是一個嶄新的物理理論,它統一了力學理論和電磁學理論,帶來了時空觀的根本變革。愛因斯坦隨後證明質能關係,E=mc2,一定的質量對應於一定的能量,反之一定的能量對應一定的質量。在這裡,能量包括了能量的各種形式,突破了上面把某一種形式的能量與慣性聯絡起來的認識。這樣,慣性是能量的屬性,能量具有慣性(質量),任何慣性質量都應歸因於能量。作為物理學基本概念和物質的量的質量概念退居次要的地位,如今在近代物理中能量、動量等概念要比質量、力等概念要重要得多。

    能量具有慣性拓寬了對於慣性的認識,也拓寬了對於能量的認識。它帶來的重大實用價值就是核能的釋放。在裂變反應中,裂變產物的靜質量小於裂變前物質的靜質量,質量虧損釋放出大量裂變能;在聚變反應中,聚變產物的靜質量小於聚變前物質的靜質量,質量虧損釋放出大量的聚變能。它也使得人們很好地認識許多物理現象,包括涉及物質的全部質量與能量轉化的正反粒子對的產生和湮沒過程。

    我們知道,慣性質量是物體慣性的量度,反映物體對加速度的阻抗,而引力質量是物體引力屬性的量度,反映物體產生和承受引力的能力。它們顯然是物質的兩種完全不同的屬性,描述物質兩種不同性質的量是否嚴格相等是一個問題,慣性質量和引力質量相等是一條嚴格的定律。原來牛頓力學中無法加說明的慣性質量與引力質量相等不再是遊離於物理學之外的一個普遍事實,而是成為意義得大的廣義相對論的基石。愛因斯坦找到了這塊基石,並由此發展了廣義相對,這實在是愛因斯坦獨具慧眼、超群絕倫的偉大貢獻。

    對於慣性的理解要注意以下三點:

    1.一切物體具有慣性。

    2.慣性是物體的固有屬性。

    3.質量是慣性大小唯一的量度。

    4 慣性是物體的一種屬性,而不是一種力

    慣性質量m與力F和加速度a的基本關係遵從牛頓定律F=ma,從式子可以清楚看出:

    當物體受外力的分量F方向與物體運動速度v方向在一條直線上的時候,物體質量越大越難被加速

    當物體受外力的分量F方向與物體運動速度v方向互相垂直的時候,物體質量越大,其運動方向越難被外力改變

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