惯性力的解释比较混乱,有人认为“惯性力是一种虚拟力”包括教科书上也是这么说的。然而很多情况下,惯性力确实是实实在在的力,因此也有人认为惯性力是真实的力。 本人的观点是两种说法都对又都不对。即惯性力在某些情况下是虚拟力,而在另外一些情况下则是真实的力。 希望各位发表自己的规定。 |
惯性力的解释比较混乱,有人认为“惯性力是一种虚拟力”包括教科书上也是这么说的。然而很多情况下,惯性力确实是实实在在的力,因此也有人认为惯性力是真实的力。 本人的观点是两种说法都对又都不对。即惯性力在某些情况下是虚拟力,而在另外一些情况下则是真实的力。 希望各位发表自己的规定。 |
爱因斯坦的传人:
有人认为“光是介质波动”!也有人认为“光是粒子流动”! 爱因斯坦的观点是两种说法都对又都不对。光在某些情况下是介质波动,而在另外一些情况下则是粒子流动。 ※※※※※※ 即别轻信人说的,也别坚信己学的,更别迷信书写的;只信亲眼能见的,而且亲手能算的,关键亲身能验的;科学事实 |
我原来的网名的密码不知道为何不能用,只好重新注册一个。
牛顿第一定律中的惯性运动不是力,力必须发生mv的转移。一辆处于牛顿第一定律状态的汽车是没有力的,但是有能量,即力气。就像人有力气,但是可以不用力。但是这个汽车撞到人后就产生了力,因为它的能量通过mv转移到被撞者身上去了。 匀速圆周运动的物体不是爱因斯坦认为的惯性运动,因为不断从向心力获得向心的能量,又不断通过切向惯性运动离开圆心,在向心力的阻挠下产生离心力,向向心力的力源输出能量。 |
对【2楼】说: 光在某些情况下是介质波动,而在另外一些情况下则是粒子流动。 思林是否也持有这种爱因斯坦观点? 我认为光与人一样,即呈粒子构成的固体状,同时又能够在周围空间形成自己以光速发散的重力场,而这个重力场,就会在某种程度上影响到ε、μ参数,成为光的介质的一部分。影响光运动的介质就可以称作以太。以太的名字并不能够被绝对静止的机械弹性介质所垄断。光在地球重力系里的真空中和水中、玻璃中的运动速度是不一样的,因为光在不同的介质中、不同的以太里运动。 |
根据正负电子可以湮灭成两个光子及光束可以分解为正负电流的实验,可以设想光是由正负电微粒构成的。光向周围发散正负电磁场,又通过自旋,与电场的直线传播复合成这个电磁场的正弦波运动。所以光不需要弹性煤质就可以在周围空间形成正弦波变化的电磁场。 |
对【3楼】说:
----------------------------- 不要将惯性运动理解为汽车运动,而将惯性运动理解为地球运动就好了,没有人会认为地球运动需要力的驱动吧?当然太阳引力除外。 圆周运动,例如用小绳拴一个小球。在惯性系中,小球有向心加速度,而有加速度则必然有相应的力,向心力。如果某一个质点没有向心力,则这个质点就不做圆周运动。 在旋转参考系中,则要加上惯性力。惯性力有时候是真实存在的,但并非总是如此。这大概是被称为虚拟力的原因。同一现象在惯性系中,与在非惯性系中有不同解释,这很正常。旋转参考系中的离心力实际上就是向心力的反力,如果在有几个G的旋转实验室中,用一个弹簧秤是一定可以测到离心力的。这就是真实的力。 |
我认为惯性力是一种真实存在的力,且是一种保守力。
这种力只有当物体做变速运动时才能够表现出来。当物体克服惯性力做功时,它便将转化成的动能储存起来;而当惯性力做功时,动能便被释放出来转化成其它能。很显然,这个力是物质的空间对物体的作用。如果是在绝对真空中,那么物体的运动便没了这种高速和低速的差别,因为只有一个物体是无法构成储存能量的物质系统的。 再如有着稳定进动的旋转着的陀螺,尽管自转轴是倾斜的,但不会倾倒,因为有惯性力矩平衡了重力矩。但是若从质量分布看,陀螺自转和不自转又有何区别?把它封闭起来,陀螺自转怎样?不自转又怎样?但惯性力矩的存在条件是必须有自转,这是一点也不能含糊的。 |
回复 [7楼] 作者:马国梁
惯性力最简单的例子就是离心力。假设坐在转椅上,用一个悬挂的弹簧秤挂一个砝码测量力,则只要转椅转的足够快,就可以看到离心力对砝码及弹簧秤的作用。这时在旋转系中,离心力是真实的。 马先生的解释没有看的很明白。我认为首先应该确定在哪个参考系中,惯性系还是非惯性系。在非惯性系中会出现惯性力。而这些惯性力在不同参考系中可以有不同解释,在惯性系中有另外的解释,就好像这些惯性力并不是真的存在一样。也经常有人说牛顿力学只在惯性系中成立,大概教科书中的说法就是沿这一思路来的吧? 但离心力是确确实实可以得到的真实的力,地球本身也是旋转系。这都是不可改变的事实。用一些假象的东西否定客观存在的事实,并不是科学。我们必须承认某些情况下,惯性力是客观存在的真实的力。 在非惯性系中,在加上惯性力之后,牛顿力学仍然是成立的。使之成立的惯性力,并非都是真实的力,有些情况下也有并非真实的惯性力必须加进去,才能使牛顿力学在非惯性系中成立。我想马先生应该对此更清楚些吧? |
惯性(惯性力),是物体运动的内因,代表物体的质量,牛二F=ma中的m就是惯性。来源于空间的均匀、静止、无界以及和实物的不作用不转化。
力就是实物之间的作用,在牛二中就是F,起源于实物的各异 |
惯性与力是一对并存的矛盾,表明了空和实的并存。没有惯性,就不会有物体之间力作用,同样,没有力,惯性的大小无法衡量。惯性源于“空-实”关系,力源于“实-实”关系。 |
志波说的完全正确。在惯性系中,惯性力的存在是真实的,而在非惯性系中,惯性力的存在则是虚拟的。可问题的关键恰恰在于:什么是非惯性系?
地球相对加速上升的火箭,谁更接近惯性系呢?恒星和行星相互缠绕运动,谁更接近惯性系呢?很显然只有质量无限大的物体才是惯性系。按照这个定义,只有宇宙中的全体物质才是真正的惯性系,它在所属的空间中绝对静止,更无变速运动。一切非惯性系都是相对全宇宙做变速运动的系统,在该系统内相对静止的物体其实都在随着做变速运动,所以它们肯定都有惯性力,且不可忽略。故必须人为的加上。 |
维基百科对惯性力的解释:
惯性力(inertial force)是指当物体加速时,惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向,若是以该物体为参照物,看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在该物体上,因此称之为惯性力。因为惯性力实际上并不存在,实际存在的只有原本将该物体加速的力,因此惯性力又称为假想力(fictitioius force)。它概念的提出是因为在非惯性系中,牛顿运动定律并不适用。但是为了思维上的方便,可以假想在这个非惯性系中,除了相互作用所引起的力之外还受到一种由于非惯性系而引起的力——惯性力。 例如,当公车刹车时,车上的人因为惯性而向前倾,在车上的人看来仿佛有一股力量将他们向前推,即为惯性力。然而只有作用在公车的刹车以及轮胎上的摩擦力使公车减速,实际上并不存在将乘客往前推的力,这只是惯性在不同参照系下的表现。 |
我们可以用的所有参考系实际上都是非惯性系,因此都有对应的惯性力,只是这个惯性力可能非常之小,也就可以忽略不计了。
在非惯性系中的惯性力,与重力一样是作用在每一个质点上的。例如,航天员训练的时候,要承受几倍于重力(几个G)的离心力的考验。 只是有时候,在非惯性系中,也有虚拟的惯性力,这或许很多人未曾注意。 |
在非惯性系中,有许多奇异的现象,想来也很有意思。比如在一个旋转的平面大圆盘上,各处的人就不能都竖直站立了,只有中心的人才可直立;而别的人则是越往外也必须倾斜身体才能站稳;还有在上面的人一走路就会感受到一个侧向力;还在上面的自由滚动的球也不再是直线运动了,而是曲线运动。…… |
航天员借助离心力进行训练的设施,在电视上看到过,是一个长悬臂一端是轴;另一端是一个小仓室,供训练的人员乘坐。训练时,悬臂旋转起来,通过控制旋转角速度,可以让航天员承受几个G(重力加速度)的加速度。
这样的结构应该可以使航天员承受比较均衡的惯性力。不过既然称惯性力是虚拟力,那么说航天员承受惯性力就不合适了,而称航天员承受多大的加速度。 其实这种说法很牵强,常人所承受的是重力而不是重力加速度。惯性力应该是一种超重或失重的感觉。在实验者的参考系中感受到的并非加速度,而是一种与重力相似的力。这种力是可以用仪器测量的。将惯性力称为虚拟力是有问题的,而且是很大的问题。 |
在非惯性系中分析物理问题就如同拿一把不标准的尺测量物体长度,或者用一杆不标准的称称量物质的重量一样,其值是不准确的,测量完的值需加以修正,然后才是真正的量值。“惯性力”就是这样的一种修正,不是真实力。现摘录《论物理现象的本质——物质作用论挑战相对论》中的一段:
============== 我们已经知道,如果观察者自身作变速运动,必然会影响对物体运动状态的正确判断,观察者自身的加速度将使物体的加速度被“抵消”掉一部分,使观察到的物体加速度不再等于物体的真实加速度。在这样的参考系中应用物理定律,观察者再也不能将他观察到的加速度“直接代入”进行计算,而必须将其“还原”。以牛顿第二定律为例,其基本表达式为F=Ma。在惯性系中,F=Ma的公式可直接应用。在非惯性系中,该公式就不能直接应用。设观察者观察到的物体运动加速度为a,观察者所在参考系的加速度为a0,则物体真实加速度是a+a0(+代表矢量和)而不是a,因此在该参考系中应用牛顿第二定律时,不再为F=Ma,而应为F=M(a+a0),其数学形式发生了变化。如果将后一式子进一步改写则为F-Ma0=Ma,这一公式就可以在非惯性系中应用,其中,“-Ma0”被称为“惯性力”。由此可见,牛顿力学不是不能解决非惯性系中的物理学问题,只是它的通用公式不能直接应用,必须作相应改变。相对论常常以“惯性力” 是虚拟力而不是真实力为由,指责牛顿力学有拼凑之嫌。事实上,我们已经看到,尽管把“-Ma0”叫“惯性力”这一名称是否合适值得推敲,但它的引入是有道理的,决非胡乱拼凑,相对论的指责根本不成立。 |
说得好!“如果观察者自身作变速运动,必然会影响对物体运动状态的正确判断。”所以做变速运动的观测者测出的数据必定是不准的。
现在的关键问题是什么叫真实?在惯性系中,有惯性,但我们不需要惯性力,所以就不存在惯性力; 在非惯性系中,为了解释奇异现象,我们就虚拟了惯性力,且能够测量它。既然是虚拟的,当然就不真实存在;但它能测量还有作用效果,这样以来它又好像真实存在。 这就好像看电影一样啊:说景象真实存在吧,可我们却摸不着它;说它不存在吧,可我们又能看得见。那么到底它存在不存在呢? |
说得好!“如果观察者自身作变速运动,必然会影响对物体运动状态的正确判断。”所以做变速运动的观测者测出的数据必定是不准的。
现在的关键问题是什么叫真实?在惯性系中,有惯性,但我们不需要惯性力,所以就不存在惯性力; 在非惯性系中,为了解释奇异现象,我们就虚拟了惯性力,且能够测量它。既然是虚拟的,当然就不真实存在;但它能测量还有作用效果,这样以来它又好像真实存在。 这就好像看电影一样啊:说景象真实存在吧,可我们却摸不着它;说它不存在吧,可我们又能看得见。那么到底它存在不存在呢? |
航天员在训练的时候,承受着几倍于重力的离心力。他承受的是虚拟的力吗?
另外一个实例,地球海洋的潮汐,一般一天涨两次潮。一般的说法引潮力来自月球引力,然而,地球上的一个地点,一天只能有一次接近月球,相隔12小时的另外一次涨潮的引潮力从何而来?实际上就是来自离心力。让虚拟的力引起大潮,恐怕有点说不通吧? 现在常用的一种说法是,承受几个G的加速度。这或许与等效原理有关,加速度与重力之间在某种程度上无法区分。但人在地球表面承受的是重力,而不是重力加速度,而以重力加速度下落的时候,就失重了。两者有明显的不同。航天员训练的时候承受的是惯性力,虽然在惯性系中有一个加速度,但对于航天员所在的参考系来说,只有惯性力,没有加速度。 |
力是改变物体运动状态的量度。物体的惯性本身不是力,因而惯性力是一种虚构。但当你要改变物体的运动状态(譬如加速或减速时),你得给物体一个力。这个力与它的惯性量度相当,因而有惯性力之说。具体地说,在F=ma中,ma是惯性,F才是力 |
对【19楼】说: 他承受的是由外部提供的使其保持旋转的向心力,这种力是真实的!没有这种力的存在,他将保持直线运动,不可能为旋转运动。所谓“离心力”只是对外界向心力作用的一种感受。以外力推动一个人作直线加速运动时,人体也有类似感受。 |
对【19楼】说: 他承受的是由外部提供的使其保持旋转的向心力,这种力是真实的!没有这种力的存在,他将保持直线运动,不可能为旋转运动。所谓“离心力”只是对外界向心力作用的一种感受。以外力推动一个人作直线加速运动时,人体也有类似感受。 |
惯性力所以不被认为真实存在是因为缺乏施力物体。他们认为:一切运动都是相对的,只要有相对的变速运动,就会表现出惯性力的存在。那么请回答:在太空中,有一个1千克的物体,还有一个10千克的物体,两者相向运动的加速度是11 米每秒方。此时它们的惯性力分别是多大?
如果说:小物体是11牛?大物体是110牛?对不对? |
对【23楼】说: 有一个类似的问题。质量相同的A、B两个球,以相同的速度反向而行,两球的动能之和是多少?相对于A球,B球的动能是多少? |
假设有一个类似航天员训练设施的实验室,可以绕距实验室较远的一个轴旋转。实验室匀速旋转起来,我们在实验室中,面向轴坐在椅子上,背靠靠背。实验室的向心力,通过机械结构传到轴上。但在实验室这个旋转参考系中,每个质点都会受到离心力的作用,比如一个悬挂的铅垂线,其指向就不是朝实验室的正下方了。
各种定义,都是早期的东西,虽然希望可以准确无误,但随着时代的进步,新的发现越来越多。人们依然沿用旧的定义,但想从各方面都可以作出完美解释,却是力不从心的。把定义当成某方面正确的一种参考就可以,不要因为定义中说惯性力是一种虚拟力,就可以认为航天员训练的时候没有受到力的作用。 |
丁先生的问题在我看来不是问题。我认为两物体的相对动能是有相对运动决定的,只要他们粘接为一体,相对动能即成为〇了。其大小可以算出来。但别人未必这样认为。
而我的问题则要复杂些。 |
对【25楼】说: 航天员受到椅背的作用力! 所谓离心力是受到人体椅背作用力变速运动力的一种感受。 |
惯性力的实质牵涉到惯性的起源问题。物体所受的惯性力相对不同的惯性系来说其大小是绝对的;而它相对不同的非惯性系来说其大小则是相对的,因为非惯性系本身也在做变速运动。所以最终还是要回到物体在空间中的绝对运动上来。关键是许多人不承认绝对运动。 |
对【27楼】说: 航天员感受到的力,并非向前的力。虽然惯性系里的旁观者可以给出不同的解释,但对于参加实验的航天员而言,他承受的是实实在在的力。虽然没听到航天员们谈他们的感受,但想来也是一种超重的感觉吧。 如果从地球上看天宫一号,则天宫一号即受到地球引力,也在承受一定的加速度。但对于天宫一号中的航天员来说,引力与离心力这种惯性力相互抵消,因此处于失重状态。 加速度是绝对的,相对于没有加速度的惯性系。然而我们很难找到没有加速度的惯性系,不过还是可以确定加速度小于某个值的。 |