「慣性」是不是物理學中的雞肋概念?


初學者看到牛頓定律,會覺得第二定律裡面包含了第一定律,因為第一定律似乎就是第二定律加速度等於0的一種特殊情況,如果真的是如此,那麼慣性就的確不是一個必要的概念了,因為它已經被包含在第二定律裡面了。

然而,這種觀點是錯誤的。「慣性」這個概念的關鍵在於,它為「慣性系」提供了定義的依據。何為慣性系?慣性系指的是一種這樣的參考系,這個系統內部的規律跟系統外的因素無關,可以均勻、各向同性地描述空間,且可以均勻描述時間的參考系。慣性系的最大特點就是滿足牛頓第一定律,可以認為所有的慣性系都在進行勻速直線運動,它們相互之間可以通過變換進行轉變。從這,我們可以看到,「慣性系」是物理學的關鍵,如果沒有「慣性系」,那麼在汽車上和在地面上就有可能是兩套不同的物理規律,物理學的描述就變得很複雜。與其把慣性看成物體的性質,不如說,慣性在本質上來說反映的是參考系的性質,或者說是時空的性質。幸好,牛頓第一定律告訴我們,慣性系一定存在。有了「慣性系」,才有了在慣性系中成立的牛頓第二、第三定律,所有其它的由牛頓定律衍生出來的力學規律也是只對慣性系成立。

慣性系的概念對於相對論還是同樣的重要,相對論的兩大基本假設就是,在所有慣性系中,物理定律有相同的表達形式;在所有慣性系中,真空中的光速不變。


慣性是物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的性質。

一個物體,只要不受外力作用,原來靜止的就會一直靜止下去,而原來運動的則會一直作勻速直線運動。

那慣性有什麼意義呢?

其實慣性本來就不存在,存在的是慣性力。

力使靜止的物體運動。

力使運動的物體靜止。

力使運動的物體改變方向。

一切物體只有在力的作用下才能運動,一切運動的物體都有慣性力。

這才是物體運動的本質。

舉幾個慣性的例子吧:

1.飛鏢脫手後繼續運動;

2.小狗抖動身體,甩掉毛上的水(洗衣機甩干);

3.發射衛星所需的推力不但與衛星所受重力和發射的傾角有關,而且還與發射方向和發射地點的緯度有關,按照赤道上某點計算,地球由西向東以460 m/s的速度轉動。如果火箭向東發射,就可以利用地球自轉的慣性節省推力.隨著地球緯度的變化,各處轉動的線速度也不一樣,地球轉動線速度在赤道處最大,而在南北極最小,幾乎為零。所以,發射地點的緯度越高,所需火箭推力也越大.在赤道附近順著地球自轉的方向發射最為省力;

4.汽車發動機的飛輪提供非做功衝程的動力;

5.足球在空中飛行;

6.紙飛機離開手以後繼續飛行;

7.星際探測儀,一經脫離地球引力範圍,不需要用發動機就可保持飛行。

因此,「慣性」不是物理學中的雞肋概念!


慣性是物體運動過程中產生的一種動的勢能,在物質運動靜止時體驗,這種靜止瞬間保留的運動狀態的時間與距離,與物質運動的速度成正比。在現代科技手段創造與運用中,都必須精確考慮,謹慎預測,精確計算的。有些行業才能保障安全與正確。比喻說高鐵動車組,地鐵的勻速直線,飛行的垂直降落,戰鬥機的航母著落……,還有許多的科學設計,必須考慮到增大,增強的動能的勢能作用力度的,他怎麼可能是雞肋呢?正反都是作用的作用,存在的一切都在運動與運用著。它是運動的一切客現存在的力量的思路,科學家的定理與定律的發現,是為發展科學現實創造發明規定,規劃路線圖的,大科學家發現的定律就是為實現,仙人指路的,不是拋磚引玉。(個人觀點,不足見諒。自由平台,自由表達。不做學術,不帶目的,各憑興趣,愉快生活)。


慣性定律有沒有用?

呵呵。在牛一沒提出來之前,人們認為力是物體運動的原因。假設兩個物體,一個物體用繩幫著另一個物體b被扔出去在真空里均速運動,牛一a之前,人們認為力是物體運動產生的原因,那麼物體a發力做工拉著b跑,或者反過來物體b發力拉著a跑(是不是面熟,兩個鐵球同時落地)。

提出牛一之後,你就明白,a沒有做功拉b,b也沒做功拉a。在不受其他外力的情況下,可以一直飛出地球飛出太陽系飛出銀河。所以,計算了需要抵抗的這些外力之後,就得出了飛出地球飛出銀河的最小的力和最小速度。這就是第一第二第三宇宙速度。由速度和質量,還有牛二牛三,得出需求的力和燃料數量,才能讓你幾個億的發射不會失敗,不會飛到半路燃料不足掉下來!

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牛一就像數學1+1=2。你在算矩陣算向量算泰勒級數的時候用不到1+1=2,所以你說他雞肋沒用嗎。沒有1+1=2,後面那些東西根本推導不出來,也就不存在。沒有牛一慣性定律,也就沒有後面牛二牛三,f=ma會直接錯掉,物理學會發展成什麼樣?呵呵。


其實牛頓對慣性的總結(牛頓第一定律)是片面的。他誤導了後世對慣性的看法。這可以從牛頓力學本身、相對論,量子力學三個方面指出牛頓第一定律的片面性。首先從廣義相對論方面論述。廣義相對論的核心是:質量物體告訴時空如何彎曲,彎曲的時空告訴物體(包括非質量物體如光)如何運動。並改進了慣性定律:在四維時空中,物體按最短路徑運動,比如球面的運動路徑是二維的曲線,而不是直線。做一個假想實驗:在無盡的平直時空中,一個人拋出一個物體,假設人對時空的影響忽略不計,那麼物體的飛行軌跡如何?按照牛頓力學,該物體會相對於人勻速一直向前飛行,且永遠如此。但是按照相對論,該物體是質量物體,會對經過的時空產生影響。假如此物體是球狀,且旋轉,假如不考慮是否勻速的話,該球狀物體的運動方向可能還是會向前的。但是假如該物體是棒槌狀的且旋轉,那麼棒槌頭部和尾部對時空的影響不同,那麼棒槌的運動還會是一直向前嗎?也就是說慣性的方向按照相對論來理解的話是並非一直向前的,很有可能是轉彎的,就像迴旋鏢一樣。當然迴旋鏢的原理主要是空氣動力學。這裡只談了下慣性的運動方向,而沒有涉及速度,因為其太複雜。這是相對論和牛頓力學關於慣性的矛盾處。下面談下量子力學和牛頓力學的矛盾處:首先一個問題是粒子或量子有沒有慣性?假如沒有的話,那麼牛頓力學中慣性是質量物體特有的表現,兩者存在了矛盾,因為粒子是有質量的。假如有慣性,那麼粒子的運動軌跡是幾率波的形態,幾率性可以出現在任何地方,這也和牛頓力學有矛盾。至於宏觀世界和微觀粒子世界的區別,這裡沒有討論的意義,舉一個例子,原子有物質波,一切物體都有物質波,物質波對慣性有影響嗎?下面的重點是牛頓力學中對慣性的認識也存在矛盾處:舉個例子,靜止於水面上的一個小船的頭尾各坐一人,船頭的人向船尾的人扔一個鐵球,船尾的人接住後再扔回來,這樣小船還處於靜止狀態嗎?顯然不能,我們可以用牛頓力學分析出結果。但是假如小船是封閉的,我們不知道裡面坐著人還運動,那麼還能總結出慣性定律來嗎?我們中學實驗的滑塊的內部真的沒有運動嗎?這類運動就真的不影響實驗的結論嗎?反過來質量物體又有哪個不存在內部運動?存在的話,就會影響物體的整體慣性。這麼舉例吧,用固定的力拋出一個長方形慣性(不旋轉)向前飛行,去撞擊前方的一個物體。長方形的內部是空的,其中的一端固定著一個強磁,可以對長方體內部的電子進行影響使其有向強磁方向移動的趨勢,但是要保持頭尾兩端的質量和重心相等不存在差異性。這樣一次是長方體頭部撞擊,一次是尾部撞擊,這兩次的撞擊結果會一樣嗎?這裡的的實質是同樣的物體和質量,姿態的不同,可能引發的慣性是不同的。世人經常對汽車撞車前時,司機往後猛拽方向盤以減少慣性的方法進行嘲笑,認為是徒勞的表現。但是筆者個人認為實際上這種做法未必是徒勞的,這種方法是可以減少慣性的,非是無用的,但是只不過對結果的影響微乎其微。最後對慣性作一個總結:在維度時空中,質量物體的慣性取決於物體的質量、內部結構及運動、外在的初始運動狀態,外在的時空結構(包括量子真空),及參照物的選取,它們之間的相互影響作用,直接影響著慣性的外在表現,勻速、變速、靜止及慣性的大小和方向性(直行,轉彎,後退),甚至可以自我加速和減速,可以直線運動或曲線運動(包括螺旋曲線、正弦曲線,鐘擺曲線等,總之各種波動及振動曲線皆有可能)。上述總結看似費話,但是這已經和相對論量子力學等產生了交叉,我們據此可以疑問:粒子是不是可以以螺旋曲線形式運動,進而促使粒子形成波動性?假如光子以螺旋曲線運動,是不是同時具有光速和超光速兩種運動?但是需要指出的是筆者以上所論還是沒有涉及到慣性的本質,在此只不過對慣性的勻速直線運動和靜止狀態提出了質疑。


首先,是不存在「雞肋概念」這種東西的。我們在生活中會遇到很多的現象,如果某些現象有一些特別的意義我們就會給之起個名字稱為一個概念,這些概念至少會有解釋相關現象的作用。慣性就是,物體具有保持其原有運動狀態的趨勢的現象,這可以說的牛頓定律的源頭。題主說再也沒有不用慣性無法解釋的問題,我希望題主好好考慮一下,在你試圖解釋這些問題的時候真的沒用到慣性有關知識嗎?


慣性是是物體的一種固有屬性,表現為物體對其運動狀態變化的一種阻抗程度,質量是對物體慣性大小的量度。慣性定律,也就是牛頓第一定律否定了兩千多年來亞里士多德提出的「力是維持物體運動的原因」的理論,對中學生來說,這是對之前普遍的認知的一種改變,培養了學生的科學的價值觀,讓學生認識了實驗對物理學發展的推進作用,對學生解決一些生活上的問題提供了一個科學的理論,所以概念是否「雞肋」不能以之後用不用來衡量,沒有一個物理概念是雞肋的。


牛頓力學是一個科學思想體系,愛因斯坦相對論也是一個科學思想體系,這兩個體系大部分是重合的,但是卻有不重合的,從科學體系上講,任何一個體系不可能是完備的,牛頓力學體系有解決不了的問題,愛因斯坦體系也有解決不了的問題,用愛因斯坦反駁牛頓體系及用牛頓體系反駁愛因斯坦體系都是不對的。現代物理學幾大體系,力學,熱力學,電磁學原子物理學,相對論互相矛盾的地方很多,我們不可能建立一個理論解釋所有(愛因斯坦統一場論沒有成功)。原因就是我們的世界就是矛盾的世界。也是各種理論盛行的原因,只是大多數人承認哪個罷了


這個問題內容是「荒唐」的。

「慣性」是物理學中,是所涉及的最基本的「力學」的根本。

「慣性」是物質的「質量」體現。沒有物質的「質量」!。」物理學」是一個「空」談學。沒有任何「意義」。

「科學」發展。沒有物質的「質量」和物質的「運動」。科學發展進步~空談而已。


物理學中沒有雞肋概念。物理學是非常嚴謹的,任何一個簡單概念都能影響到對物理學整體的認識。慣性是物理學中簡單但極其重要的概念,不理解慣性便不能理解速度 加速度 曲線運動 萬有引力 不理解慣性便不能理解轉動慣量 便不能理解陀螺 直升機。


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