惯性是一种力吗?它有大小之分吗?

关于惯性问题。帮帮我。

惯性力是真实的力惯性力是真实的力

在牛顿力学体系中,惯性力一直存在其中并影响力学的构建和应用,它给人们带来无尽的困惑、思考和争论,这是一个照本宣科说简亦简、思考探索说难亦难的非常问题。力学领域的主流舆论都否认惯性力是一个真实的力,只有极少人提出真实的力的主张。在这种情况下,推断和论述惯性力是一个真实的力不能不说是要冒天下之大不韪。

我们今天所应用并研究的科学学科的创立和构建都是在欧洲完成的。在众多的学科中,牛顿力学的问题居多。今天人们对力学中各种概念的认识和理解都是根据外国人的理论,人们对惯性与惯性力的论断和解释也都是对别人说法的转述。因此,本文指出的某种错误论断不是指具体某人的错误,大家不要对号入座。

一、惯性力定义

力学界通常认为:牛顿第一定律和牛顿第二定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。后面的说法有点莫名其妙,好像对这个假想力也有某种疑问,因为根本不存在的假想力不需要进一步展示和衬托。

在上述认识和解释的影响下,仅在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》教科书中有惯性力的概念,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。定义外也说惯性力是一个虚拟力或假想力。

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,但其解释给否定了。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,但认为惯性力是一个真实的力,它自然有施力物体和反作用力。

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》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。牛顿用“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,这就是惯性与惯性力的混淆。可能直到今天,西方的官科也没有从理论上澄清这两个概念的混淆。

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。“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......”这段话中除了“固有的力”不合适和“惯性或惯性力”把惯性与惯性力两种有联系的概念混同外,基本上表明了惯性力的本质。

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,假想或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。

惯性力是一个虚拟力或假想力的说法,应该是后来的牛顿力学建设者的论断,究竟是谁提出的无从可考也无关紧要,不管是谁,引进虚假惯性力的目的都是为了能在非惯性系里面运用牛顿运动定律解决问题。

牛顿是人类科学事业上首屈一指的科学巨匠,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

设想有一列停在平直轨道上的列车,车厢内足够长的光滑的茶桌上放一个小球,小球在桌面上是静止的。当列车启动加速时,在地面上的人看来,小球并没有运动,但是在列车上的人看来,小球沿着与列车运动方向相反的方向在运动,其加速度与列车的加速度大小相等,方向相反。对小球进行受力分析,发现小球只受到了重力和支持力的作用,并且这两个力在竖直方向上是平衡的,根据牛顿运动定律,没有外力作用的小球无论如何都是不会自行运动起来的,但是事实上车上的人确实看见小球在运动,于是人们便在这里加一个推动小球运动的虚拟的惯性力。

小球的运动好像有力的作用,实际上并没有受到力,这是物体的惯性使然,看似小球运动,实际是车动。列车静止时小球静止在茶桌上,列车运动时(有加速度)小球因惯性还要保持其原来的静止状态即相对于原来地面的某位置不动,由于小球与桌面没有摩擦,列车的运动不能带动小球与它一起运动,列车上的人看到小球向列车后方作加速运动,是两物体的运动相对性效应。列车启动加速运动,车上的人看见小球也向后运动跟看见窗外一棵树向后运动是相同的道理,显然我们不能认为那棵树在运动并给它加一个虚拟力。

上面的例子非但不能证明存在惯性力,反倒彰显物体惯性的“保持”特征,小球在保持原来相对地面的静止状态。小球相对列车运动的现象是小球惯性的表现,并不是出现了惯性力。在牛顿力学中引入了虚拟的惯性力,仅仅是从形式上解释火车上的人观察到的现象,并没有从本质上认识和解决问题,特别还误导了人们对惯性和惯性力不同概念的区分和认识。列车加速运动时车上小球的运动并没有不符合牛顿运动定律,若小球不运动倒是不符合牛顿惯性定律。

列车内小球运动的现象的新解释可能让人不好接受,再设一个与列车不接触忽略空气阻力影响的例子:静止的列车内有一只只在原位置飞翔的鸟,当列车加速运动时,鸟会向车后运动,其速度的大小与列车速度大小相同。此现象与小球的运动的现象相同的原因都是列车对小球和鸟没有约束,所以列车的运动不能带动小球和鸟一同前进。这里要说明一个问题,列车在平直轨道上匀速运动,列车内站在某处的鸟起飞后,如果它不向某方向飞,它还是停留在相对车厢不动的位置,就不会向车后运动,因为鸟的身上保持着与列车一同前进的速度。

以上例子中小球运动之所以引起有力作用的误解,也许跟小球作匀加速运动有关。车内的人眼看着小球上有加速度,跟踢出的球的惯性运动不同,有加速度就应该有外力作用,找不到这个力就给它加一个虚拟力。难以想象当初的研究者为何这样处理问题,恰恰应该是看见小球的加速运动容易联想到列车在加速运动,从而不错将小球在保持对静止惯性系(地面)静止状态的惯性当作受“力”后运动。

与上述例子相似的还有公共汽车上人的晃动:当公共汽车煞车时,车上的人因为惯性而向前倾,车下的人看来仿佛有一股力量将他们向前推,就认为里面有一个惯性力起作用。这个惯性力是谁发出的,找不到施力的人或物体,于是人们依旧把这个惯性力叫做虚拟力或假想力。人在车上,人随车运动,当车的运动状态变化时,人的脚受摩擦力作用不发生移动,身体因关节活动不能与脚保持一致,脚以上的身体各部分还保持原来的运动状态,所以身体要发生向前或向后倾倒的动作,其实这种倾倒还是惯性的效果并没有惯性力的作用。

以上例子中,所说的“惯性力”是无中生有的虚拟力。由于这个虚拟的惯性力先入为主,当真正的惯性力出现时,人们还是把它跟虚拟的惯性力混淆在一起,不分彼此,正可谓“假作真时真亦假”。

四、不可虚拟的惯性力

我们站在公共汽车里,当汽车加速或刹车减速时,我们的身体不由自主地发生向后或向前倾倒的动作,但没有感觉有一种力作用在身上。人们对这种现象习以为常,并且把这种现象叫做惯性或惯性现象,没有人认为有一个什么力作用在身体上。给这种情况的人身体上加一个虚拟力是多余的不必要的。小汽车内前排座位上的人要系安全带,是预防车突然停止时人体的惯性动作而不是预防虚拟惯性力。

公共汽车里人要倾倒一定没有惯性力吗?还不能肯定地回答。人若不抓扶手任由身体倾倒(撞到别物体前)是没有惯性力的,因为人不自主的倾倒是身体保持运动的惯性。当人有意识用力抓住扶手不使自己倾倒时,抓扶手的力相当于作用身体的外力阻止身体的惯性运动,而人身体上因运动状态变化使惯性转化为惯性力满足了外力有所作用,否则是谈不到用力抓扶手的。

假设汽车的底板是光滑的,人站在车里,当汽车启动加速时,人体保持惯性运动要向车尾滑动,当人正巧坐到车后排座上时,身体会压紧座椅靠背,当然人坐在任一面向前方的座位身体也会压紧靠背,这时人体上才有惯性力(可以感受的真正的惯性力)的作用。再说前面列车小球的例子,对于光滑茶桌小球的运动,如用拉住系在小球上一细线或用挡板阻止小球运动,小球上就会产生惯性力,此力对细线或挡板有拉或推的作用。列车小球和汽车与人的例子都说明,物体在非惯性系(有容纳空间的非惯性运动的物体)内,若在运动方向上不受约束,物体仍作惯性运动;只有物体受约束被迫随非惯性系一同运动时,物体上才产生惯性力。惯性力产生于物体的运动状态变化时的物体上或受运动物体约束被迫作加速运动的其他物体上,它在力的分类中要归到性质力中去。

再举另一个列车小球例子:列车顶棚上一细线系着某一质量的小球,列车静止或匀速直线运动时小球竖直下垂,当列车在平直轨道上加速前进时,小球离开竖垂线向后偏斜一个角度。小球上若没有力的作用能产生这个偏斜角吗?显然不能。眼看小球偏离原位置,承认有惯性力作用,但又因为看不见找不到施力物体也给这个惯性力一个虚拟的名义而不认为是真实的力。小球系线偏斜与小球在光滑桌面上运动是两码事,前者是可测量的真实存在的惯性力起作用,后者是凭空添加的不可测量的虚假惯性力。可能有人认为,既便承认小球上自己产生惯性力,画力的示意图发现这个力向着小球外的空间不知它作用给谁。理解此问题一定要抓住惯性力作用在对它限制的物体上,小球上的惯性力像马拉车一样通过细线从水平方向作用在线端与列车的连结处,不是对小球外的空间有作用。惯性力(在水平方向)使小球偏离原位置移动到的新位置,这是惯性力与细线张力的水平分力相等(二力不相等小球就要移动)后的平衡位置。

如果列车的加速度a等于g,即列车的加速度等于物体自由落体时的加速度时,车厢时里的人们就会看到小球系线偏斜竖直方向45度。这时人起身站立,就会向后倾倒,只有身体向前倾斜45度才能站得住脚,当然脚与车厢地板要有足够的摩擦力。这时人体上的作用力变为重力与惯性力的合力,或者说水平与竖直加速度的合加速度等于根号2倍重力加速度,使人体超重,站立的人要有强烈的负重感。

惯性力因物体受迫作变速运动在物体自身上产生,并且随运动变化的停止而消失。惯性力的方向与加速度的方向相反,其大小等于物体的质量乘以加速度,若以加速度的方向为正方向,则惯性力f的表达式为 f = -ma 。需要说明,惯性力的表达式在许多大学教科书中都有,本文只是引用。

五、惯性力使竖直运动的物体超重或失重

学习物理,就绕不过令人头痛的超重、失重、视重等概念和问题。由于普通物理不承认有惯性力,以致超重和失重的解释都含糊不清或语焉不详,让人一头雾水。

超重和失重的定义是:物体对支持物的压力大于物体所受重力的现象叫超重;物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象叫做失重。超重和失重的产生机理是什么?一般是这样解释的:当物体所在的系统有竖直向上的加速度时,物体的视重大于重力,物体处于超重状态;当物体所在的系统有竖直向下的加速度时,物体的视重小于重力,物体处于失重状态。

视重是什么意思?一般解释为:视重是指人在弹簧称上看到的读数。当人静止在地面上用弹簧称称物体时,看到的读数等于物体实际重力的值;人在竖直向上加速上升的电梯上称物体时,看到的读数大于地面静止时的读数;人在竖直向下加速下降的电梯上称物体时,看到的读数小于地面静止时的读数。这个视重究竟是怎么回事?产生视重的原因是什么?视重是不是“看起来那么重,实际上没那么重”的意思?“视重说”不再解释避而不谈。

其实,超重和失重产生的机理是这样的:质量为m的人站在电梯里,若电梯不动或匀速上下运动,人体的重力与站在地面上相同;若电梯以加速度a上升,人体上产生的惯性力ma,与重力同向,二力的合力大于重力,使人体超重;若电梯以加速度a下降,人体上产生的惯性力ma与重力方向相反,二力的合力小于重力,使人体失重;若物体以加速度g向下加速运动时,人体上的惯性力与重力大小相等、方向相反,人体完全失重(相当于自由落体时的情况);若电梯以2g的加速度下降,电梯内的人不感到超重或失重,跟站在静止或匀速运动的电梯内的感觉一样,不过人站立的方向与原先相反,即头朝下站在电梯的内顶棚上;

物体作自由落体运动,在不计空气阻力的情况下,不管什么材料和质量多少,只要在同一位置同时下落,各种不同物体均同时落地,在今天家喻户晓尽人皆知。然而,在伽利略证明(或比萨斜塔试验或逻辑推理)自由落体的物体与质量大小无关以前,人们相信亚里斯多德的“物体下落速度和重量成比例”的学说,认为质量大的物体下落快,质量小的物体下落慢。

作自由落体运动的物体上,不只有重力,还有与重力等大反向的惯性力,二力平衡致使自由落体的物体完全失重。还以电梯为例:当人以加速度a的向下运动的电梯内,会感到失重,因为人体上产生的惯性力与重力方向相反,抵消了一定量的重力。当电梯的加速度等于g时,人体上的惯性力的大小正好等于重力的大小,二力完全抵消,合力为零,人与电梯都处于完全失重状态,跟航天员在飞船中失重的情况相似。

以前我们见到的物体上的二力平衡,是物体在静止状态下的平衡和匀速直线运动状态下的平衡。物体作自由落体运动的运动状态与其质量的大小(或物体的重力大小)无关,就是因为物体上存在着重力和惯性力大小相等方向相反的二力平衡,这是物体作非惯性运动的二力平衡。物体有加速度才有惯性力,这个惯性力发自物体本身抵抗外力,不产生如外力作用使物体运动状态改变那样的效果,所以物体上的这种二力平衡不影响物体的非惯性运动。

六、惯性力的施力物体和反作用力

说惯性力是虚拟力的理由是:惯性力找不到施力物体和反作用力。这种认识无疑是以列车小球模型为根据。列车上光滑茶桌上的小球在列车加速时相对运动,小球根本没有受力却硬给加一个虚拟的惯性力,而这个硬加的虚假惯性力不能被人感受到和测量到,当然没有施力物体和反作用力了。

不变的外力使物体作匀加速运动,匀加速运动的物体上又产生惯性力,此说难以被人们接受是必然的。因为人们受教育时在头脑中形成了一个根深蒂固的观念:一物体受力,一定有施力物体给予。对于施力物体上的力是怎么来的,没人注意并探讨,书本上没有讲解也没有寻找施力物体上力的来源的问题或习题。

施力物体上的力是怎么来的,显然不能说是受力物体给的。地球给物体施加的重力是地球所固有的,可以说物体上存在力或产生力是物质的固有属性。也许正因为如此,尽管我们知其然不知其所以然,但不影响静力学的受力分析,所以也就没有人去探寻这个力是谁交给地球的或地球如何获取的。

惯性力发自物体本身,不需要谁充当施力物体,就像地球对别物体的引力发自地球自己,不需要谁施加和给予一样。如果一定要问物体上为什么能够产生力,可问地球是如何产生引力的作为参考。其实物体上为什么会产生惯性力,比地球为什么产生引力要好回答,因为这事由物体的惯性负责,是惯性反抗物体运动状态受力改变而转化为惯性力。

虚拟力之说使牛顿第三定律处于尴尬的境地,是牛顿第三定律不能应用在牛顿第二定律的作用范围内还是虚拟力使牛顿第三定律失效不成立了,可能没人愿意解决这个不算复杂的问题。根据牛顿第三定律,有作用力就一定有反作用力,作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在一条直线上。受外力的物体上不是给加一个虚拟力吗,但无法解释实在的外力有一个虚拟的反作用力,或者说作用力与反作用力可以一个为实一个为虚。

设光滑平直轨道上有一受力F作加速运动的小车,对小车作受力分析,会发现小车运动方向上除力F没有别的力。按牛顿第三定律,力 F一定要受到与其相等的反作用力,而小车上与力F相等的只有表示运动的ma。那么这个ma就一定有给力F以反作用力的能力和性质。力总是成对出现的,没有反作用力的外力是不能存在的。有加速度运动的物体上若没有惯性力,则满足牛顿第二定律的施力物体就无法对外施力。正像我们用某大小的力提一桶水,若没有水的重力作用在手上,手对谁用力呢。

人们总说惯性力没有反作用力,却忽视了使物体运动的外力缺失反作用力。实际上,只要把ma理解为真实的惯性力,问题就会得到圆满解决:外力作用在物体上使物体作变速运动,物体的惯性产生惯性力反抗外力,外力和惯性力构成一对作用力和反作用力;由于作用力与反作用力具有任指性,因而可以说外力的反作用力是惯性力,惯性力的反作用力是外力。

七、加速度标志着惯性力

加速度是描述物体运动快慢的物理量。加速度是物体运动状态变化大小的量度。物体不受外力,永远保持静止状态或匀速直线运动状态。当物体上有外力时,可能使物体由静止变为运动,也可能使运动的物体变为静止,还可能使运动的速度变快或变慢。这都归结为物体上有了加速度,是外力使物体产生加速度,而加速度又代表物体运动状态变化使物体的惯性转化为惯性力。

惯性是产生惯性力的物体自身因素,说物体上有惯性力,就要说物体受外力改变运动状态时,物体的惯性反抗这种改变而表现出力的作用。物体的运动状态改变,即物体有加速度,而惯性力总是出现在物体运动状态改变之时,由此易见加速度与惯性力的紧密联系,二者同时产生、同时消失,那就把加速度作为惯性力的标志好了。

物体的外力与惯性力大小相等、方向相反,知道了外力就找到了惯性力,但有时外力并不好找,比如使汽车加速的外力,人在行驶的列车内确定列车加速的外力。物体的加速度显而易见,无论单个物体还是非惯性系的运动,因此,在确定外力不方便时,宜用加速度判断惯性力,但要注意下面两点:

其一,要排除运动相对性效应的干扰。对因惯性保持原来状态的物体或作惯性运动的物体不可加虚拟力,如前面列车小球的例子,看见小球加速运动就认为有惯性力是不对的。可能有人说这可麻烦了,难以判断,其实并不难。列车上的人相对列车静止,列车时作惯性运动(静止或匀速直线运动)时作非惯性运动,车内的人也就时而在惯性系时而在非惯系,判断列车是惯性系还是非惯性系可以根据人自身感受惯性力的作用或看自由度大的物体有无活动。

其二,要确定物体上有无加速度。若物体对地面作匀速直线运动(即惯性运动),则物体上没有加速度;若物体对地面作匀加速直线运动或曲线运动(即非惯性运动),则物体上有加速度。惯性力发生在有加速度的物体本身或被迫伴随其运动的其他物体上,不受有加速度运动的物体约束,不伴随一起运动的其他物体上不产生惯性力。

列车的光滑茶桌上,茶桌中间安装一个可转动的弹簧测力计,测力计另一端连接一小球,小球放置到茶桌面对车尾的一边。当列车启动加速时,小球向车尾方向运动并拉紧测力计,测力计上有示数。当列车匀速行驶时,小球回到原来位置,测力计上无示数。当列车刹车减速时,小球带着测力计转到茶桌的另一边,测力计上又有示数。这个例子是说明惯性力的方向恒与加速度的方向相反,以此判断惯性力的有无和惯性力的方向简单明了,且不论是直线运动的惯性力还是圆周运动的惯性离心力,就是判断科里利奥惯性力的方向也很实用。

将物体作非惯性运动的加速度作为惯性力的标志,以此确定惯性力,不再给处于非惯性系中的物体上人为地加上一个与该参考系大小相等、方向相反的虚加速度及虚拟惯性力,既符合客观规律又能使复杂问题处理简化。在有加速度的物体上直接加惯性力,在受力系统中列外力、惯性力(还是被看做虚拟力)和约束力的平衡方程,在理论力学中叫做达朗贝尔原理或“动静法”。这种方法在处理复杂的力学问题简捷而有效。

八、牛顿第二定律表达式的两种关系

牛顿第二定律(也叫运动定律): 物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
表达式为:∑F=ma或F合=ma 。

物体受合外力的方向决定物体加速度的方向,加速度的方向反映了物体所受的合外力的方向。加速度与合外力是瞬时相对应的,即物体在每一时刻的瞬时加速度,跟那一时刻所受的合外力成正比,这个正比的比例系数就是物体的质量大小。在力与加速度的联系上,是恒力产生不变的加速度,变力产生变化的加速度,当力的作用消失,加速度也即消失,物体随之作匀速直线运动。物体在外力作用下运动状态发生变化,不仅此而已,里面还隐藏着尚未推广应用的物理意义。

牛顿第二定律表达的是力与运动的规律,实际上还隐藏着另一种关系——力与力的关系,即外力与惯性力的关系。牛顿第二定律的表达式是一个矢量方程。因为力F是矢量,加速度a是矢量,毫无疑问,这个矢量方程满足数学意义。但是,从物理意义上看,力的矢量与加速度的矢量各代表不同的物理意义,矢量方程的等号只能说代表“等效”,不能说代表“等价”。从这个角度看问题,就会给人以某种不舒适的感受,当认识或领悟ma除了表示运动还可以表示力(惯性力)时,这种不舒适感才得到消除,还令人心情舒畅。

可能有人说,牛顿第二定律已经用好多年了,在应用上得心应手,总是使力的问题迎刃而解,再提出一种用法是多此一举。实际并非如此,复杂的力学问题难以用“运动”ma解决,要靠惯性力ma解决。不用惯性力只能处理一些简单问题,如在中学课本的习题范围内纸上谈兵,即在质量一定的条件下,给出外力求加速度或给出加速度求力。可以说,不用惯性力不能充分发挥牛顿第二定律的作用。

牛顿第二定律的本质是什么?从牛顿第二定律的表述看来,是描述物体受外力后运动的规律,而运动反映的是事物的现象,应用这个“现象”解决一般问题足够用了,但解决复杂的力学问题还差强人意,比如搞大型工程机械包括航空航天器的设计制造缺少惯性力是无法完成的。在力学计算需要惯性力时,这个惯性力的表达符号就是“运动”使用的ma 。因此可以说,牛顿第二定律的本质是力与力的关系,即外力与惯性力的作用力与反作用力的关系。
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第1个回答  2013-11-13
惯性不是一种力,它是一种属性,天生的,就像木头具有可燃性一样!至于惯性有无大小之分?这是有的,质量大的物体惯性就越大,质量小的物体惯性就越小,所以惯性的大小和质量有关!
第2个回答  2013-11-13
惯性不是一种力,惯性的体现是无力
物体在不受外力作用下能够保持其原有的运动状态的性质叫做惯性。
第3个回答  2013-11-13
惯性虽然不是力 但他也有大小 他的大小和他的初速度 坡度的大小 还有重力有关
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