慣性原理

慣性原理

物理定理
所有物體都将一直處于靜止或者勻速直線運動狀态,直到出現施加其上的力改變它的運動狀态為止。或者一個不受任何外力(或者合外力為0)的物體将保持靜止或勻速直線運動。
  • 中文名:慣性原理
  • 外文名:Inertia 
  • 别名:慣性定理 
  • 提出者:伽利略 
  • 提出時間:1632年 
  • 應用學科:物理 
  • 适用領域範圍:基礎物理 

定理定義

慣性原理(Inertia)可以表述為:一個不受任何外力(或者合外力為0)的物體将保持靜止或勻速直線運動。

驗證推導

根據亞裡士多德的物理學,保持物體以均速運動的是力的持久作用。但是伽利略的實驗結果證明物體在引力的持久影響下并不以勻速運動,而是相反地每次經過一定時間之後,在速度上就有所增加。物體在任何一點上都繼續保有其速度并且被引力加劇。如果引力能夠截斷,物體将仍舊以它在那一點上所獲得的速度繼續運動下去。伽利略在金屬球在斜面滾動的實驗中觀察到,金屬球以勻速繼續滾過一片光滑的平桌面。從以上這些觀察結果就得到了慣性原理。這個原理闡明物體隻要不受到外力的作用,就會保持其原來的靜止狀态或勻速運動狀态不變。

但伽利略的慣性觀點仍和當今我們所理解的慣性不同。伽利略所闡述的慣性概念是“圓弧慣性”或者說水平慣性,也就是說,物體在不受外力的影響下将會沿水平方向作曲線運動,實際上是沿着圍繞地球的圓弧(水平線)移動。

定理推廣

先說物理方面的慣性:一個高速行駛的大車司機因為開車沒注意,直接撞向了一棵樹,他可以急刹車,但是已經無能為力,車最終還是裝到了樹上。結果就是樹被撞斷,車被撞爛,人嘛……為什麼會有慣性,隻要有重量,慣性就會存在,而且越大,慣性就會越大。還有思維方面的慣性,這個就好理解了,可以稱之為一種習慣性的思維方式。

在不受外力或合外力為零時,物體有保持靜止或勻速直線運動狀态的性質,這個性質稱作慣性,這也就是牛頓第一定律,也就是慣性原理。有質量就有慣性,質量是慣性大小的唯一度量。

發展簡史

慣性原理是伽利略在1632年出版的《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》書中發表的,它是作為捍衛日心說的基本論點而提出來的。

伽利略的慣性原理是近代科學的起點,它摧毀了反對哥白尼的所謂缺乏地球運動的直接證據的借口。

而被現代社會所普遍認知的慣性原理,來自于牛頓的《自然哲學的數學原理》(Mathmatical Principles of Natural Philosophy, 1687),定義如下:

所有物體都将一直處于靜止或者勻速直線運動狀态,直到出現施加其上的力改變它的運動狀态為止。

牛頓的慣性原理是古典力學的基礎之一,并且對慣性原理的理解也随着現代物理學的發展而出現了改變。

定理意義

現有物理理論将物體保持靜止狀态或勻速直線運動狀态的性質,稱為慣性。但無法解釋物體具慣性的原因和形成機理,隻能将慣性定義為物體的一種固有屬性,并将質量作為物體慣性大小的量度。這種定義是現有主流理論成立的主要前提條件之一。通過以太壓對物體的作用分析,可以揭示了物體慣性形成機理和本質原因,慣性本質上是巨大以太壓在物體上達到平衡時的表現。

當物體在靜止或勻速運動時,空間中以光速傳導的以太壓對物體在各個方向的作用力都是平衡的,物體保持原有的運動狀态。但要改變物體的運動狀态,讓物體産生加速度,就需要施加外力,因為以太壓的傳導速度是光速,但不是瞬時的,物體的加速度越大,以太壓傳導達到平衡所需的時間越長(△t=加速度a/光速c),施加外力是為了填補以太壓傳導達到平衡前的時間差值,建立一種新的力的平衡,這個外力的大小實際上是以太壓傳導達到平衡前,所形成以太壓的差值。

我們可以對一個靜止或勻速運動的物體施加一個外力,使其産生加速度的現象進行力學分析,因為以太空間是一種超流體,在物體靜止或低速狀态,在與物體加速度相同方向的以太壓沒有變化,但會在物體加速度相反方向産生以太壓傳導的時間差值,外力的加入隻是建立了一種新的平衡,力的平衡公式為:f以太壓-f以太壓×(a/c)+f外=f以太壓 或者可轉化為:f外=f以太壓×(a/c)或f以太壓=f外×(c /a)将質量為1千克的物體獲得每秒1米加速度需1牛外力的已知條件代入以上公式,光速取300000000米/秒,可以得出,對質量1千克的物體任意方向的以太壓為300000000牛。

引力是是宇宙空間的以太壓在傳導過程中,在物體之間産生的壓力差,也就是說,質量為1千克的物體所受引力最大值為300000000牛,任何天體對質量為1千克物體的引力都不會超過300000000牛,所以廣義相對論所推導的“連光都發不出去的黑洞”是不存在的。7.2引力質量和慣性質量質量的本質是對物體客觀存在的量化,從根本上講,質量是組成物體的基本粒子的量,就是組成物體最基本粒子的數量;也可通過對物體(原子核)占有空間大小的進行量化計量,但對這兩種物體客觀存在的量化在現實中都很難去計量的。

現代物理界普遍使用引力質量和慣性質量這兩種非常實用的量化手段,來反映物體的這種客觀存在。引力質量和慣性質量實質是兩種對物體質量大小的計量方法,分别通過引力的大小和慣性力的大小對物體質量進行計量,對同一物體來說,引力質量和慣性質量總是嚴格相等的,根本原因是,它們本質上都是以太壓對物體作用的體現:引力反映的是以太壓傳遞時在物體之間産生的壓力差值,慣性力反映的是因物體加速在物體運動方向上産生以太壓傳遞的時間差值,都是利用以太壓與物體作為産生的以太壓的差值,作為的反映物體客觀存在的量化計量方法。

 以太壓的傳遞機理揭示了慣性和引力的本質,慣性的本質上是空間中巨大以太壓在物體上達到平衡時的表現,慣性力實質上是因物體加速度造成以太壓傳導的時間差值,引力本質上是以太壓傳遞時在物體之間産生的壓力差值,引力質量和慣性質量都是通過計算以太壓對物體作用産生的壓力差,作為對物體客觀存在的一種計量。

因此,在同一以太空間内,同一物體的引力質量和慣性質量必然是相同的。 慣性本質的揭示既是空間存在巨大以太壓的直接證明,也是對現代某些權威物理基礎理論的證僞。引力質量與慣性質量相等被稱為等效原理,是廣義相對論成立的前提條件,但廣義相對論不理解引力和慣性的本質,隻注意到物體引力質量和慣性質量相等的表象,将引力設想為一種時空效應,認為物體的質量能夠使時空的彎曲,把引力作為時空彎曲造成的幾何效應,彎曲時空使物體做測地線運動。

相對論的追随者們把光因以太密度變化産生的折射現象和“引力透鏡”現象作為空間彎曲的證明、把星系大型以太漩渦的中心産生各種現象作為黑洞存在的證據、把空間以太波動的傳導作為引力波等等都作為廣義相對論預言的“實現”,将相對論捧上了神壇。

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