惯性 物体的惯性大小是由质量衡量的。惯性自身并不是力。 改变一个物体运动状态需要外力克服惯性,但这个力不是这个物体的惯性力。 一个人用力拉水平光滑轨道上的重车加速,他感受到车对他有一个抵抗的力。这是车对施力人的反作用力。人不拉车,不会感受到这个力,车也不会自行加速、减速。零作用力下,物体维持原状态的特点就是惯性。 地面上一个汽车加速起来了,我们不能说汽车受到惯性力加速起来了。 两个具有不同惯性质量m1和m2,速度为v1和v2的运动物体互相作用,比如相互碰撞,它们之间互相提供减速和加速的外力,并且各自的受力大小永远相等,方向永远相反F1=-F2。 这里既不能体现出惯性大的物体给出的力大,也不能体现出惯性小的物体给出的力小。 运动的物体有能量、转动的飞轮有能量,想让它们释放出能量都必须外加阻力。施加外力是改变物体能量的唯一途径。 物理学没有反映物体“惯性力”的指标,只有反映惯性大小的质量。物理学只有F=ma(F是外力),没有F惯=ma。因此也就不能说“汽车在地面上依靠惯性力加速起来”。不能说就等于无用。 我们不能被封闭车厢蒙住眼睛,我们要实事求是,打开车厢。 在光滑的列车地面上放置一个静止物体M,列车加速度a时,我们确实看到物体相对列车反向加速了,但是我们不能说物体受到惯性力加速了。我们必须打开车窗看外面世界。我们将看到,车站、远处的大山M一直和物体保持相对静止。你说物体受到一个惯性力=ma即便勉强被车内人接受,但是车内人却无法接受大山受到一个惯性力=Ma,更不可能接受随着列车加速度的不同,大山受到不同的惯性力的说法。 如果问:大山受到惯性力=Ma加速起来,能量来自何方?是不是还要引出惯性能的概念呢?而大山的惯性能大小却取决于区区列车的加速度,岂不可笑? 常识告诉我们,大山和物体都没有受到加速力。车厢内物体的“加速”是假象。事实上,封闭车厢内的人是可以通过各种手段测量到是列车在加速的。仅凭眼睛看物体是得不到正确结论的。 如果通过封闭车厢内的测量知道了列车加速度,正确的参考系选择应该是那个“加速”的物体。因为人站在“加速”物体上是测量不出加速度的。这样选择参考系才是正确的。这样在列车内的物体上看,列车是加速的,一切符合牛顿定律。 错误的选择会得出错误的结论。惯性力就是在错误地选择了参考系后产生的概念。
相对速度 什么是相对速度?两个物体相互有运动,它们之间就有相对速度。两个物体之间的相对速度不能被定义成两个物体的距离和时间的比值。 以相互做异面直线运动的物体为例,我先定义一个物体A的速度为静止,另外一个运动物体B必然会通过一个相对静止物体A静止的点P(x0,y0,z0),物体和静止点的位移和时间的比值是物体B相对物体A的相对速度。一个物体相对一个静止点的速度是V,那么它对整个空间所有静止点的速度都是V。 一个人以稳定步伐|V|从圆心向四面走去,除了方向不同,他相对圆心的速度都是|V|。如果他不从圆心出发,并且不沿半径方向行走,他相对圆心的速度也都是|V|。他沿圆周转圈,他相对圆心的速度也还是|V|。
动能可以像速度一样进行分解 一个运动物体,速度为V,它的动能是E=(1/2)mV^2 把这个物体的速度分解成Vx、Vy、Vz 则物体具有三个方向的动能分量Ex=(1/2)mVx^2、Ey=(1/2)mVy^2、Ez=(1/2)mVz^2 Ex+Ey+Ez=(1/2)mVx^2+Ey=(1/2)mVy^2+Ez=(1/2)mVz^2 =(1/2)m(Vx^2+Vy^2+Vz^2) =(1/2)mV^2 =E
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