惯性力是真实的力(修)

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/03 23:32:25
惯性力是真实的力(修)

惯性力是物理力学中最具争论的问题,争论和不同认识集中在两点:一是有无惯性力;二是惯性力是虚拟的还是真实的。本文认为:惯性力是真实的力,它有施力物体;它是受力运动的物体,给对其施加外力物体的反作用力;惯性力发自于运动状态变化的物体本身,本质上是物体惯性造成的。从力在物体内各物质单元(或说是粒子)均有分布又可集中成一个合力的性质上看,惯性力与物体所受的重力极其相似,所不同的是重力是天体施加给物体的,惯性力是物体受力运动状态改变时自身发生的,但真像加速度相反方向远处一个天体给予的引力。任何力都是实在的,虚拟力不构成力等于什么也没有,没有物体受“什么也没有”的作用而运动。实际上,虚假惯性力之说,既有对惯性现象的不理解,也有滥用参考系做错误推导和论证造成的。

作者:郭连成
2014年6月10日 于吉林松原
惯性力是真实的力(修)

惯性力是物理力学中最具争论的问题,争论和不同认识集中在两点:一是有无惯性力;二是惯性力是虚拟的还是真实的。本文认为:惯性力是真实的力,它有施力物体;它是受力运动的物体,给对其施加外力物体的反作用力;惯性力发自于运动状态变化的物体本身,本质上是物体惯性造成的。从力在物体内各物质单元(或说是粒子)均有分布又可集中成一个合力的性质上看,惯性力与物体所受的重力极其相似,所不同的是重力是天体施加给物体的,惯性力是物体受力运动状态改变时自身发生的,但真像加速度相反方向远处一个天体给予的引力。任何力都是实在的,虚拟力不构成力等于什么也没有,没有物体受“什么也没有”的作用而运动。实际上,虚假惯性力之说,既有对惯性现象的不理解,也有滥用参考系做错误推导和论证造成的。

作者:郭连成
2014年6月10日 于吉林松原
惯性力是真实的力(修)

惯性力是物理力学中最具争论的问题,争论和不同认识集中在两点:一是有无惯性力;二是惯性力是虚拟的还是真实的。本文认为:惯性力是真实的力,它有施力物体;它是受力运动的物体,给对其施加外力物体的反作用力;惯性力发自于运动状态变化的物体本身,本质上是物体惯性造成的。从力在物体内各物质单元(或说是粒子)均有分布又可集中成一个合力的性质上看,惯性力与物体所受的重力极其相似,所不同的是重力是天体施加给物体的,惯性力是物体受力运动状态改变时自身发生的,但真像加速度相反方向远处一个天体给予的引力。任何力都是实在的,虚拟力不构成力等于什么也没有,没有物体受“什么也没有”的作用而运动。实际上,虚假惯性力之说,既有对惯性现象的不理解,也有滥用参考系做错误推导和论证造成的。

一、惯性力的定义

力学界通常认为:牛顿第一定律和第二定律所表现的物理规律适用于惯性系而不适用于非惯性系,在非惯性系中,为使牛顿运动定律仍然有效,常引入一个假想的力,用以解释物体在非惯性系中的运动。这个假想力因物体的惯性而引入所以称之为“惯性力”。由于认为惯性力不真实存在,也就顺势推出:惯性力是物体的惯性在非惯性系中的一种表现,并不反映物体间的相互作用,因而它不遵循牛顿第三定律,没有施力物体,也没有反作用力。

或是上述认识和解释的影响,大多物理力学教材没有惯性力概念,个别高中教学辅导书和大学某些专业的《大学物理学》《理论力学》教科书中有惯性力概念,但各家对这个概念作定义和解释说法不一,大体上可归纳为下列三种:

定义一:当物体加速时,惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向,若是以该物体为坐标原点,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。定义后又解释说: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或虚拟力。

定义二:物体受力作用而改变运动状态时,物体的惯性反抗这种改变而对施力物体的反作用力,叫做惯性力。

定义三:惯性力是非惯性系中物体所受到的一种力,它是由于非惯性系本身的加速运动所引起的。随后解释说,惯性力只在非惯性系中有意义,它不同于物体间的相互作用,没有施力者,也没有反作用力,从这个意义上说,惯性力是一个假想力或虚拟力;但这种力可以测量出来和感受到,从这个意义上说,惯性力又像是一个真实力。

定义一中的惯性力是一个纯虚拟力。定义二的定义合适合理,看不出有虚拟的意思,倒像是一个真实力的描述,但没有真实力的明确肯定。定义三似乎认为从某一方面看惯性力有真实的性质,描述得半真半假,半假的一面是肯定的,半真的一面没有肯定,结果还是虚拟力。

本文认可定义二,并主张惯性力是一个真实的力,它自然遵循牛顿第三定律,有施力物体和反作用力。至于说“惯性力是物体的惯性在非惯性系中的一种表现”,是错误的。惯性在非惯性系中的表现还是惯性,不是惯性力,虚拟的惯性力是不存在的,根本不存在的事物不能说有什么表现。

二、牛顿对惯性力的表述

(未完待续)

作者:郭连成
2014年6月10日 于吉林松原
惯性力是真实的力(修)

二、牛顿对惯性力的表述

牛顿在创立牛顿力学时,并没有区分开惯性与惯性力概念。例如他在《自然哲学的数学原理》的“定义3”中给惯性力定义是:“物质固有的力,是一种起抵抗作用的力,它存在于每一物体当中,大小与该物体相当,并使之保持其现有的状态,或是静止,或是匀速直线运动。”今天看来,“物体固有的力”显然不对。物体固有的力只能是引力,而物体固有的属性是物体的惯性。“一种起抵抗作用的力”表示惯性力是对的。而“保持其现有的状态,或是静止,或是匀速直线运动”,说的是惯性,惯性不靠什么抵抗力的保持,这就是惯性与惯性力的混淆。

牛顿给惯性力定义后解释说:“这个力总是正比于物体,它来自于物体的惯性,与之没有什么区别,在此按我们的想法来研究它。一个物体,由于物质的惯性,要改变其静止或运动的状态不是没有困难的。由此看来,这个固有的力可以用最恰当不过的名称,惯性或惯性力来称呼它。但是,物体只有当有其它力作用于它,或者要改变它的状态时,才会产生这种力,这种力的作用即可以看做是抵抗力,也可以看做推斥力;当物体维持现有状态,反抗外来力的时候,即表现为抵抗力;当物体不易于向外来力屈服,并要改变外来力的状态肘,即表现为推斥力。抵抗力通常属于静止物体,而推斥力通常属于运动物体。不过正如通常所说的那样,运动与静止只能作相对的区分,一般认为是静止的物体,并不总是真的静止。”

牛顿的解释,在今天看来,有表述不当之处但基本正确。牛顿提出了惯性力概念,并说这个力是抵抗力,抵抗外力维持原有状态。牛顿表述不当表现在:“固有的力”用词不合适,惯性力不始终存在只在有加速度时产生;抵抗力“使之保持其现有的状态,或是静止,或是匀速直线运动”不正确,匀速直线运动不需要力维持没有惯性力;“惯性或惯性力”把惯性与惯性力两种有联系且独立的概念混同:上面不当之处属于小问题不影响表明惯性力的本质。惯性力中包含着惯性(惯性反抗),但不是通常说的惯性(匀速直线运动的惯性保持),所以用惯性力时就不要用惯性。解释中“抵抗力”和“推斥力”概念含意深刻,它俩都是惯性力,抵抗力是物体由静止到运动的惯性力,推斥力是物体由运动到静止的惯性力。

许多人认为,惯性力是牛顿“为了弥补在非惯性参考系中物体的运动不满足牛顿运动定律而引入的假想力”,但从牛顿对惯性力的定义和解释中看不出有这个意思,特别是他认为的“物质固有的力”,明显在表述真实的力而不是假想力或虚拟力。因此,虚拟的惯性力说法已经违背了牛顿的本意,更不应该把此说法算到他的帐上。非惯性参考系不是自然存物,它是借助于承载物体做人为假设产生的主观虚拟的事物;它若不满足牛顿运动定律,是它的设置有问题(没考虑它的加速度),而不是牛顿定律不适应谁问题。牛顿定律建立在客观物体上,不是建立在虚拟事物上。这也是牛顿力学最为可贵之处,不像二十世纪的物理学大多建立在虚拟事物上。

牛顿是科学上首屈一指无人可比的科学巨匠,牛顿力学只是他贡献给人类的全部知识财富的一部分,他用牛顿三定律和万有引力定律为牛顿力学打下了地基并搭建一个框架,继续砌筑和装修是当时及后来从事此门科学的建设者的工作,事实上构建完善的牛顿力学体系直到今天还没有彻底完成(牛顿力学还存在着一定的缺陷)。我们不能苛求前人一定给我们创建或遗留一个完美无缺的知识财物,其不完善之处正是前人给后人留下的创造空间,我们应该尊敬和感谢!

三、不应该加虚拟力的惯性现象

(未完待续)

作者:郭连成
2014年6月10日 于吉林松原
初中物理老师大冯一直强调,惯性不是力,因为无反作用力。但是不是力,又无法能量问题。
物理学 1要有实验 2要数学  我怎么一样没有看见
惯性是质量的度量