浅谈惯性力
物体受到惯性力加速下落直到与加速系接触，此时仍受到惯性力。
‘假如这里脱离了任何天体的引力，飞船在靠惯性飞行。那么飞船里的人和一切物体都处于‘失重’状态，可以飘在空中，从手里松开的任何东西也不会往下落。如果飞船又开动了火箭，以一定的加速度向前飞行，那么飞船里的人又感到有了‘重量’，原来在空中漂浮的东西又纷纷加速下落的情形。’这说的是物体受到惯性力加速下落的情形。
‘如果把飞船看作加速系统，那么这个力的大小等于地板使人做加速运动的力，因而力的大小反映了人的惯性质量。’这说的是物体受到惯性力与加速系接触的情形。
如果把飞船看作加速系统，那么人对飞船地板的压力的大小等于地板使人做加速运动的力，因而力的大小反映了人的惯性质量。如果把飞船看作加速系统，人对地板的压力可以看作是人在加速系中受到惯性力产生的。质量大的物体受到的惯性力大，质量小的物体受到的惯性力小。加速度不同时，受到的惯性力不同。
此种情形是否可以当做施力与受力情形分析呢？
在施力物体看来，受力物体具有惯性，当运动状态发生改变时，受力物体需要力。当施力物体与受力物体相接触受力物体产生加速度时（例如，施力物体飞船，受力物体飞船里的人），从惯性力的角度分析，受力物体受到惯性力，质量大的物体（受到）惯性力大，质量小的物体惯性力小，因惯性力而产生的对施力物体的力也就（大或）小，在施力物体看来，改变受力物体运动状态时，产生相同的加速度，质量大的物体（受力物体）需要的力大，质量小的物体需要的力小。
质量大的物体惯性大，受到的惯性力也大，质量小的物体惯性小，受到的惯性力也小。物体受到的力f=ma,物体受到的惯性力f=-ma.受到的力与惯性力方向相反数值相等。
在飞船中，人对飞船地板的压力与飞船地板对人的支持力是一对作用力与反作用力。人对地板的压力可以看作是人受到惯性力产生的。把飞船看作施力物体，飞船地板对人的支持力可以看作飞船施的力。惯性力与支持力合力为零。
什么是惯性力？我们是如何定义惯性力的？
物体由于具有惯性，受到外力时会产生一个反作用力。
惯性力也使物体产生加速度，当物体与参照系接触时，由于受到惯性力而对参照系产生压力时，此物体才会有受力的感觉。
惯性力与惯性力能相互抵消吗？相对于加速系加速运动的参照系，加速度能相互相加或相减吗？受力与加速系产生相同加速度的物体，在加速系看来处于什么状态？
我们知道，在车厢里的桌面上放一个小球（火车匀速直线运动）。相对于车厢参照系来说，小球保持静止。小球所受合外力为零，现在设想车厢开始向右做加速运动，在车厢里观测，小球将向左做加速运动，而小球并没有受到其他物体的作用力。那么在火车看来相对于
车厢做加速运动的参照系里，小球做什么运动？如果加速度相同，方向相反加速度是否相互抵消？惯性力是否相互抵消？
自由落体系中，物体实实在在受到引力了，不过在自由落体系看来，物体不受力，对外（对参照系)不产生力。物体上（物体内部）确实受到引力的吸引。----算是力的相对性吧（原来的提问是在自由落体系中，物体受到引力，但在自由落体系看来，物体不受任何力，物体具有惯性。那么物体到底受没受力呢？一个受力的物体怎么变成一个不受力的物体呢？）
由于力是物体对物体相互作用，物体对外对其他物体不产生力时，物体不受力。物体不受力时，物体具有保持静止或匀速直线运动的性质。
在自由落体系中，物体受到了引力，不过在自由落体系看来，物体对其他物体对参照系没有力的作用，物体本身是不受力的，所以物体处于惯性状态，物体具有保持静止或匀速直线运动的性质。
惯性力，物体受到惯性力时，物体本身并不受力，而在参照系看来，物体具有受到力的性质。（具有加速度）
在广义相对性原理独特视角中我们说过：一个不受引力作用的加速系统跟一个受引力作用的惯性系统等效
在引力场中自由降落的参考系中就消除了引力，在这个自由落体系中，惯性定律很好地成立，一个不受外力作用的物体将保持其原有运动状态，这一参考系实在是很好的惯性系。（自由落体系属于非惯性系一种）
结论
物体做加速运动时，我们无法判定物体是在非惯性系中（加速系中）或是在惯性系中。物体具有惯性时，我们无法判定物体是在非惯性系中或是在惯性系中。我们无法用任何实验判定物体是在惯性系中或是在非惯性系中。
摘要物体受力在做加速运动的现象与物体处于静止或匀速直线运动状态受到惯性力的现象（或者说参照系受到力看到不受力的物体做加速运动的现象）是等效的。(没有接触任何物体时的物体加速度。）
惯性力与力能互相抵消。当非惯性系中，惯性力与力相互抵消时，非惯性系就是一个很好的惯性系。例如引力场中的自由降落系。
通常我们所说的惯性系是非惯性系的一部分，当惯性力与力相互抵消时，非惯性系就是一个惯性系，相对于惯性系做加速或减速运动的参照系就是非惯性系。我们不知道物体是在惯性系中受到力，或是在非惯性系中受到惯性力。
浅谈对惯性的理解
浅谈对惯性的理解 摘要：惯性是经典力学中的一个基本概念，也是中职物理教学中的难点之一。对中职生而言，无论是他们的物理基础知识，还是他们的认知能力，都很容易导致概念上的混乱，在分析日常生活中的惯性现象时就容易出错。 关键词：惯性牛顿第一定律质量速度 惯性是经典力学中的一个基本概念，同时又是人们日常生活中一个基础性概念，也是中职物理教学中的难点之一。笔者在教学中发现，完全按照课本编排的教法，对中职生而言，无论是他们的物理基础知识，还是他们的认知能力，都很容易导致概念上的混乱，在分析日常生活中的惯性现象时就容易出错。下面就结合学生的特点，谈谈对惯性的理解。 一、惯性的意义 在讲到牛顿第一定律时，“一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。这就是牛顿第一定律。由于我们把物体总保持原来运动状态的性质叫做惯性。因此，牛顿第一定律又叫惯性定律。”课本上仅这些描述，使学生在解决实际问题时又造成混乱。 大家知道，惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。这里的问题在于：惯性是否是物体的性质？依据牛顿第一定律，任何物体均具有惯性，因而，惯性不是被研究物体的性质，因为这一性质是一切物体所具有的，也就是说，它与物体的个别特性无关，因而，惯性只能是存在的一个特征。 二、惯性与“第一定律”的区别 惯性与“第一定律”不是同一概念，不能混为一谈。它们的区别：惯性是一切物体固有的属性，是不依外界（作用力）条件而改变，它始终伴随物体而存在。牛顿第一定律则是研究物体在不受外力作用时如何运动的问题，是一条运动定律，它指出了“物体保持匀速直线运动状态或静止状态”的原因，两者完全不同。为何牛顿第一定律又叫惯性定律，是因为定律中所描述的现象是物体的惯性的一个方面的表现，当物体受到外力作用（合外力不为零）时，物体不可能保持匀速直线运动状态或静止状态，但物体力图保持原有运动状态不变的性质（惯性）仍旧表现出来。 三、惯性与物体的质量 质量是物体惯性大小的量度。物体处于失重状态时，惯性不会消失。我们知道，地面附近的物体所受重力大小与其质量大小成正比，质量越大的物体重力越大。有的同学认为：物体的质量越大惯性越大，也可以说成物体的重力越大惯性越大，因而推出：物体重量越小惯性越小，重力为零惯性消失。其实这是一种错
浅谈惯性力
物体受到惯性力加速下落直到与加速系接触，此时仍受到惯性力。 ‘假如这里脱离了任何天体的引力，飞船在靠惯性飞行。那么飞船里的人和一切物体都处于‘失重’状态，可以飘在空中，从手里松开的任何东西也不会往下落。如果飞船又开动了火箭，以一定的加速度向前飞行，那么飞船里的人又感到有了‘重量’，原来在空中漂浮的东西又纷纷加速下落的情形。’这说的是物体受到惯性力加速下落的情形。 ‘如果把飞船看作加速系统，那么这个力的大小等于地板使人做加速运动的力，因而力的大小反映了人的惯性质量。’这说的是物体受到惯性力与加速系接触的情形。 如果把飞船看作加速系统，那么人对飞船地板的压力的大小等于地板使人做加速运动的力，因而力的大小反映了人的惯性质量。如果把飞船看作加速系统，人对地板的压力可以看作是人在加速系中受到惯性力产生的。质量大的物体受到的惯性力大，质量小的物体受到的惯性力小。加速度不同时，受到的惯性力不同。 此种情形是否可以当做施力与受力情形分析呢？ 在施力物体看来，受力物体具有惯性，当运动状态发生改变时，受力物体需要力。当施力物体与受力物体相接触受力物体产生加速度时（例如，施力物体飞船，受力物体飞船里的人），从惯性力的角度分析，受力物体受到惯性力，质量大的物体（受到）惯性力大，质量小的物体惯性力小，因惯性力而产生的对施力物体的力也就（大或）小，在施力物体看来，改变受力物体运动状态时，产生相同的加速度，质量大的物体（受力物体）需要的力大，质量小的物体需要的力小。 质量大的物体惯性大，受到的惯性力也大，质量小的物体惯性小，受到的惯性力也小。物体受到的力f=ma,物体受到的惯性力f=-ma.受到的力与惯性力方向相反数值相等。 在飞船中，人对飞船地板的压力与飞船地板对人的支持力是一对作用力与反作用力。人对地板的压力可以看作是人受到惯性力产生的。把飞船看作施力物体，飞船地板对人的支持力可以看作飞船施的力。惯性力与支持力合力为零。 什么是惯性力？我们是如何定义惯性力的？ 物体由于具有惯性，受到外力时会产生一个反作用力。 惯性力也使物体产生加速度，当物体与参照系接触时，由于受到惯性力而对参照系产生压力时，此物体才会有受力的感觉。 惯性力与惯性力能相互抵消吗？相对于加速系加速运动的参照系，加速度能相互相加或相减吗？受力与加速系产生相同加速度的物体，在加速系看来处于什么状态？ 我们知道，在车厢里的桌面上放一个小球（火车匀速直线运动）。相对于车厢参照系来说，小球保持静止。小球所受合外力为零，现在设想车厢开始向右做加速运动，在车厢里观测，小球将向左做加速运动，而小球并没有受到其他物体的作用力。那么在火车看来相对于
物理毕业论文浅谈惯性力
浅谈惯性力 论文关键词：惯性物体惯性力 物体受到惯性力加速下落直到与加速系接触，此时仍受 到惯性力。 ‘假如这里脱离了任何天体的引力，飞船在靠惯性飞行。那么飞船里的人和一切物体都处于‘失重’状态，可以飘在空中，从手里松开的任何东西也不会往下落。如果飞船又开动了火箭， 以一定的加速度向前飞行，那么飞船里的人又感到有了‘重量’，原来在空中漂浮的东西又纷纷加速下落的情形。’这说的是物体 受到惯性力加速下落的情形。 ‘如果把飞船看作加速系统，那么这个力的大小等于地 板使人做加速运动的力，因而力的大小反映了人的惯性质量。’ 这说的是物体受到惯性力与加速系接触的情形。 如果把飞船看作加速系统，那么人对飞船地板的压力的 大小等于地板使人做加速运动的力，因而力的大小反映了人的惯 性质量。如果把飞船看作加速系统，人对地板的压力可以看作是 人在加速系中受到惯性力产生的。质量大的物体受到的惯性力大，质量小的物体受到的惯性力小。加速度不同时，受到的惯性力不同。 此种情形是否可以当做施力与受力情形分析呢？ 在施力物体看来，受力物体具有惯性，当运动状态发生 改变时，受力物体需要力。当施力物体与受力物体相接触受力物 体产生加速度时（例如，施力物体飞船，受力物体飞船里的人），从惯性力的角度分析，受力物体受到惯性力，质量大的物体（受
到）惯性力大，质量小的物体惯性力小，因惯性力而产生的对施力物体的力也就（大或）小，在施力物体看来，改变受力物体运动状态时，产生相同的加速度，质量大的物体（受力物体）需要的力大，质量小的物体需要的力小。 质量大的物体惯性大，受到的惯性力也大，质量小的物体惯性小，受到的惯性力也小。物体受到的力f=ma,物体受到的惯性力f=-ma.受到的力与惯性力方向相反数值相等。 在飞船中，人对飞船地板的压力与飞船地板对人的支持力是一对作用力与反作用力。人对地板的压力可以看作是人受到惯性力产生的。把飞船看作施力物体，飞船地板对人的支持力可以看作飞船施的力。惯性力与支持力合力为零。 什么是惯性力？我们是如何定义惯性力的？ 物体由于具有惯性，受到外力时会产生一个反作用力。 惯性力也使物体产生加速度，当物体与参照系接触时，由于受到惯性力而对参照系产生压力时，此物体才会有受力的感觉。 惯性力与惯性力能相互抵消吗？相对于加速系加速运动的参照系，加速度能相互相加或相减吗？受力与加速系产生相同加速度的物体，在加速系看来处于什么状态？ 我们知道，在车厢里的桌面上放一个小球（火车匀速直线运动）。相对于车厢参照系来说，小球保持静止。小球所受合外力为零，现在设想车厢开始向右做加速运动，在车厢里观测，小球将向左做加速运动，而小球并没有受到其他物体的作用力。那么在火车看来相对于车厢做加速运动的参照系里，小球做什么
浅谈对力学发展史给我的启示
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所以惯性是物体本身的性质，不是力。 我们知道对一切运动的描述，都是相对于某个参考系的。参考系选取的不同，对运动的描述，或者说运动方程的形式，也随之不同。人类从经验中发现，总可以找到这样的参考系：其时间是均匀流逝的，空间是均匀和各向同性的；在这样的参考系内，描述运动的方程有着最简单的形式。这样的参考系就是惯性参照系，也称为惯性参考系或惯性系。而非惯性系则是能够对同一个被观测的单元施加作用力的观测参照框架和附加非线性的坐标系的统称。非惯性参照系的种类无穷多。在经典机械力学中，任何一个使得“伽利略相对性原理”失效的参照系都是所谓的“非惯性参照系”。比如，一个加速转动的参照系；一个加速振动的参照系；……；一个随机任意加速运动的参照系等等。即任何一个使得牛顿第一定律和牛顿第二定律不再成立的参照系。在经典电动力学中，任何一个使得“爱因斯坦相对性原理”失效的参照系都是所谓的“非惯性参照系”。比如，任何一个使得洛伦兹电磁作用力定律，或者麦克斯韦方程组不再成立的参照系。 事实上牛顿运动定律只在惯性系中成立，然而在现实中，我们又不得不与非惯性系打交道。例如在研究大气环流一类大尺度的运动时，自转着的地球就是一个非惯性系，所以转动参考系就是一个非惯性系，在实际中有着非常重要的意义。物理学家总希望以最简明的方程概括最多的现象。对于非惯性系，关键在于寻找惯性力的正确表达式，然后把真实力与惯性力的矢量和作为总的力。这样在非惯性系中质点运动学方程的形式保持不变，因此，牛顿运动学在非惯性系中又可以运
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浅谈对结构动力学的认识 摘要：简单地讲述了对结构动力学的整体认识，介绍了结构动力学的发展历程，结构动力问题的几大特点，结构动力问题的分类，结构系统的动力自由度及其离散方法（包括集中质量法、广义坐标法和有限单元法），建立运动方程的方法（包括利用达朗贝尔(d'Alermbert)原理的直接平衡法，虚位移原理建立振动方程，哈密顿(Hamilton)原理建立振动方程）。 关键词：结构动力学；质量；阻尼；运动方程 On understanding of structure dynamics Abstract: This paper simply tells the overall understanding of structure dynamics, and introduces the development course of structure dynamics, a few big characteristics of structure dynamic problem , the classification of structure dynamic problem, the structure of the system and its dynamic freedom discrete method (including focus on quality method, generalized coordinates method and finite element method), the method for establishing the equations of motion (including the use of d'Alermbert principle direct balance method, vibration equation with imaginary displacement principle, establish vibration equation with Hamilton principle). Key words: structure dynamics; quality; damping; equations of motion 1结构动力学发展简介 结构动力学是研究结构体系的动力特性，及其在动力荷载作用下动力响应分析原理和方法的一门技术学科。该学科的根本目的在于为改善工程结构系统在动力环境中的安全和可靠性提供坚实的理论基础。根据结构的功能不同和所处环境的不同，工程结构的振动存在三种情况:线性振动、非线性振动和随机振动。相应地可以将结构动力学划分为线性振动理论、非线性振动理论和随机振动理论。 拉格朗日(Lagrange)在l8世纪出版了名著《分析力学》，此书奠定了线性系统动力分析的基础。由于18世纪科学技术的不断创新，各种动力机械开始应用于不同的工程结构，促进了结构动力学理论和方法的不断进步。自从蒸汽机应用于船舶推进系统以后，使得船舶向大型和高速化发展，引起船舶振动问题日益突出。20世纪60年代以来，随着以有限元为核心的计算理论和技术的发展以及电子计算机的问世，产生了计算结构动力学，这使得对于大型复杂结构的动力分析成为可能。如今，人们可以成功地进行具有成千上万个自由度的大型复杂结构体系的动力分析。 在结构动力响应计算中，人们已经注意到结构系统自身的非线性特性和非线
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浅谈科里奥利力在自然界和人类生活中的影响 摘要：分析了科里奥利力的产生原理，并给出其计算公式。举例说明了科里奥利力在自然界及人类生活中的影响。并与地质学专业相联系，说明科里奥利力在地质 作用中可能的影响。旨在引导人们了解科里奥利力，从而更好地将其应用到实 际的生活生产中去，并继续研究探索，发现更多的奥秘。 关键词：科里奥利力、惯性力、偏转 0 引言 地球是一个转动的参照系,在地球表面或内部以某一速度运动的物体,如果其运动 方向与地轴转动方向不平行,则会受到科里奥利力(简称“科氏力”)的作用。科里奥利力在自然界以及人们的生活中都有着重要的影响以及应用。了解其原理有助于我们更好地利用它或减小它带来的不利影响。 1 原理分析 科里奥利力来自于物体运动所具有的惯性，在旋 转体系中进行直线运动的质点，由于惯性，有沿着原 有运动方向继续运动的趋势，但是由于体系本身是旋 转的，在经历了一段时间的运动之后，体系中质点的 位置会有所变化，而它原有的运动趋势的方向，如果 以旋转体系的视角去观察，就会发生一定程度的偏离。 运动物体在转动体系中受到的科里奥利力为：（示意图 如右） 其中为物体的质量，为小球相对于转动系的速度，为转盘旋转的角速度。 由于地球的旋转，在北半球物体运动会受到向右的科里奥利力，而在南半球则向左。 2 应用 不论是在自然界、生活中、或在军事等领域，科里奥利力在很多方面都扮演者重要的角色。 在自然界中：气流涡旋的形成便是空气在向气压中心运动时受到科里奥利力的作用偏离了直线运动轨迹，从而旋转着向低压中心运动，形成了涡旋。而在南北半球，由于受到科里奥利力作用方向不同，北半球是逆时针的，南半球则相反。在北半球河流由于受到科里奥利力的作用也会对右岸产生更强的侵蚀作用。 在生活中：由于科里奥利力的影响，北半球的双轨铁路由于右侧受到更大的压力，导致右轨的磨损程度明显大于左轨。同样，傅科摆也可以用科里奥利力来解释：傅科摆是科里奥利力在摆动中的表现。在北半球安置的傅科摆, 在每次摆动时均偏右, 致使摆动平面沿顺时针方向转动。在南半球则与之相反。 在军事中：由于竖直方向上的运动也会受到科里奥利力的作用，自由落体的物体落地点会偏东，而竖直上抛的物体则会偏西。因此在炮弹的投掷或发射中应当考虑到这一因素的影响。 次外，在地质构造运动中，科里奥利力也是有着一定影响的。例如：据前人研究，在断层错动中会产生科里奥利应力。而对于断层错动产生的科里奥利法向应力是否会影响到主震地震矩的释放，目前并没有定论。因此这也需要我们这些后继者继续努力，去做进一步的研究，发现更多的科学奥秘。
谈谈科里奥利力的影响
谈谈科里奥利力的影响 摘要相对于地球运动的物体会受到科里奥利力的作用, 本文对地球上物体受科里奥利力影响的各种现象加以描述。包括水平运动物体的偏转，落体偏东，傅科摆和对分子光谱的影响。 关键词科里奥利力，水平运动物体的偏转，落体偏东，傅科摆，分子光谱 一引言 在地球上, 相对于地球运动的物体(运动方向平行于地轴时除外) 会受到一种惯性力的作用, 这种惯性力是以首先研究它的法国数学家科里奥利的名字命名的, 叫做科里奥利力，由于科里奥利力垂直于物体的运动方向, 所以不能影响物体运动速度的大小, 但它可以改变物体的运动方向。 科里奥利力的计算公式如下: F=2mv×ω F=-2mω×v.(from Wiki) 式中F为科里奥利力；m为质点的质量；v为质点的运动速度；ω为旋转体系的角速度；×表示两个向量的外积符号。 二科里奥利力的影响 （一）水平运动物体的偏转 地球上一切运动的物体, 如气流、海洋、河流、交通工具及飞行物等, 除了运动方向平行于地轴外,都要受到科里奥利力的作用.如将科里奥利力分解成竖直方向和水平方向的两 个力,则垂直分力使运动物体的重力略有改变(增加或减少) , 水平分力可能使物体运动方 向发生变化(北半球偏右, 南半球偏左, 赤道上不偏) .地球上高、中、低纬度的三圈大气环流、洋流系统的形成, 气旋与反气旋的旋转, 大河两岸的不对称, 都同地转偏向力的作用有关. 它们既是地球自转的后果, 也是地球自转的证据. （二）落体偏东 落体偏东(或抛体偏西) 是科里奥利力对沿垂直方向运动物体作用的结果。落体偏东的数值以赤道最大, 向两极减小至0. 总的说来, 数值都很小. 例如, 在纬度400 的地方, 在 离地面200 m 高处自由下落的物体, 偏东的数值约为4175 cm , 加上其它因素(如风) 的干扰, 难于察觉。在很深的矿井中所做的落体实验, 除赤道上证明是偏东外, 在北南半球由于地球自转惯性离心力的影响, 分别是偏东略南和偏东略北. （三）傅科摆 傅科摆是科里奥利力在摆动中的表现. 在北半球安置的傅科摆, 在每次摆动时均偏右, 致使摆动平面沿顺时针方向转动. 在南半球安置的傅科摆, 在每次摆动时均偏左, 致使摆 动平面沿逆时针方向转动. （四）对分子光谱的影响 科里奥利力会对分子的振动转动光谱产生影响。分子的振动可以看作质点的直线运动，分子整体的转动会对振动产生影响，从而使得原本相互独立的振动和转动之间产生耦合，另外由于科里奥利力的存在，原本相互独立的振动模之间也会发生能量的沟通，这种能量的沟通会对分子的红外光谱和拉曼光谱行为产生影响。 三小结 目前对科里奥利力的研究已基本有了定论, 其产生的原因、大小、方向及其性质都已基本没有争议,科里奥利效应是自然界非常重要的一种效应,在人类生产生活中有着重要应用。 参考文献 [1]吴新华,李宏伟.浅谈科里奥利力的影响及应用.河北北方学院学报(自然科学版) [J] .2008 .2:36～38.
浅谈经典力学与相对论力学
浅谈经典力学与相对论力学 电信工1315班0121309341503 周俊亮 CHINA |
浅谈经典力学与相对论力学 周俊亮 （武汉理工大学湖北 430070） 摘要：牛顿经典力学认为质量和能量各自独立存在，且各自守恒，它只适用于物体运动速度远小于光速的范围。狭义相对论颠覆了从牛顿以来形成的时空概念，提示了时间与空间的统一性和相对性，建立了新的时空观。广义相对论把相对原理推广到非惯性参照系和弯曲空间，从而建立了新的引力理论。 关键词：经典力学相对论力学爱伊斯坦 一、经典力学的建立及其局限性 人类从愚昧走向文明，走向科学，认识自我，物理学在这其中起到了绝对重要的作用。而物理学的第一次巅峰时刻就是经典力学的建立。 1543年，波兰的哥白尼发表了《天体运行论》，提出了“日心说”，指出“地心说”是错误的，认识到了地球和其它行星都围绕太阳运动。这一伟大思想改变了当时人类的对宇宙的认识，也动摇了欧洲中世纪的科学基础，揭开了近代自然科学革命的序幕。 17世纪，意大利人伽利略以系统的实验和观察、科学思维结合数学的方法，开创了更具严密逻辑的近代科学，并发明了惯性定律、自由落体定律及伽利略相对性原理，为牛顿经典力学奠定了基础。 随后，法国人笛卡儿又进一步完整了惯性定律。德国的开普勒提出了行星运动三定律，进一步完善、简化了哥白尼学说，推动了对天体动力学的研究。 1687年，牛顿系统地总结了前人的成果，出版了力学经典著作《自然哲学的数学原理》，提出了牛顿力学三定律和万有引力定律，建立起一个完整的经典力学体系，实现了物理学史上第一次大飞跃，物理学从此成为一门成熟的自然科学。经典力学以严格的数学方法和逻辑体系统一了宇宙间的运动，实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合。 经典力学又经历了17、18、19世纪的进一步完善。在逻辑上和形式上都进一步优美，日臻完善。到了19世纪，在经典力学的基础上，光学、热力学、电磁学、天体物理学取得了前所未有的成就。当时，人们把以牛顿力学为代表的经典物理学看成是绝对权威的真理，认为一切现象都可以用经典物理学加以说明，而且物理学已经发展到了完整、系统和成熟的阶段，以后的工作只不过是在细节上做些修正和补充，使理论更加完备。 经典力学有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。 但是20世纪以来，由于物理学的发展，经典力学的局限性暴露出来。在高速运动或极大质量物体之间，经典力学就“ 心有余而力不足”了。 二、狭义相对论的建立 19世纪末，著名科学家开尔文说过，现在物理学上空飘着两朵乌云，一朵是“黑体辐射”，另一朵是“迈克尔逊――莫雷实验”。其中，第一朵乌云的散去，诞生了量子理论；而另一朵的消失，则孕育了跨时代的狭义相对论。 19世纪，英国的麦克斯韦在系统地总结了前人电磁学理论的基础上，提出了麦克斯韦方程组，建立了完整的电磁场理论体系，电磁学达到了顶峰。麦克斯韦方程组揭示了光速是一个常数。 1887年，迈克尔逊和莫雷作了一个实验，用以测量光速和证明以太的存在，实验结果
北工大 材料力学 奇妙的科式惯性力
奇妙的科式惯性力 摘要： 由于自转的存在，地球并非一个惯性系，而是一个转动参照系，因而地面上质点的运动会受到科里奥利力的影响。地球科学领域中的地转偏向力就是科里奥利力在沿地球表面方向的一个分力。地转偏向力有助于解释一些地理现象，如河道的一边往往比另一边冲刷得更厉害。 关键词： 科里奥利力 地转偏向力 1、 前言 地球上南北方向的河流为什么右岸冲刷的情况比左岸严重？南北向的铁轨（单向行车）为什么右侧磨损的情况比左侧严重？北半球中纬度地区吹向赤道低压区的风，为什么会由北风变为由东北向西南吹的东北信风？这些都与科式惯性力有关，并和人类的生活息息相关。 2、 理论分析模型 1.水漩涡的形成 当我们打开水龙头向塑料桶中注水时，当水库放水（放水口在水下）时，水槽放水时等，都会看到在水面形成漩涡。注水时呈顺时针旋转，放水时呈逆时针旋转。如图2-1： 图中虚线是表层水的原始流动方向，实线是水的实际流动方向。当 向桶中注水时，水从注水点向四周流动，北半球在地转偏向力的作用下右偏，漩涡呈顺时针方向旋转。南半球则呈逆时针方向旋转。放水时表面水都流向下层出水点，北半球在地转偏向力的作用下右偏，漩涡呈逆时针方向旋转。南半球则呈顺时针方向旋转。 图2-1
2.车辆和行人靠右行 不是所有的国家或地区的车辆和行人都靠右行，但靠右行是最为合理的。如图2-2： A图为靠左行，北半球车辆在地转偏向力的作用下右偏，都偏向道 路中间，更容易与对面过来的车辆相撞，发生车祸的频率会更高。B图为靠右行，北半球车辆在地转偏向力的作用下右偏，都偏向路边，路边是司机开车注意力的集中点，司机会不断调整方向来保证行车安全。 图2-2 车辆靠右行导致人也靠右行，这样更安全些。由于长期习惯，所以人们无论在哪里行走都喜欢右行。 3.左右鞋磨损程度不同 这种现象现代人已经难看到，因为一双鞋穿的时间太短，表现不明显。我想40岁以上的人对这个现象还记忆犹新。如图2-3：这是由于两只鞋的受力差异而形成的。在北半球，由于地转偏向力作用于右侧，所以人们常发现右鞋磨损比左鞋要多些；而南半球由于地转偏向力作用于左侧，所以左鞋磨损比右鞋要多些。 图2-3 4.跑道上逆时针跑行
浅谈牛顿定律与惯性系
牛顿（1642—1727），英国伟大的物理学家、数学家。生于林肯郡伍尔索普的一个农村家庭，恰与伽利略的去世是同年。他12岁进金格斯中学上学。那时他喜欢自己设计风筝、风车、日规等玩意。1668年获得硕士学位；1672年牛顿入选英国皇家学会会员；1689年当选为英国国会议员；1696年出任皇家造币厂厂长；1703年当选为皇家学会会长；1705年英国女王加封牛顿为艾萨克爵士。 牛顿是17世纪最伟大的科学巨匠。他的成就遍及物理学、数学、天体力学的各个领域。他在物理学中的最主要成就中就有综合并表述了经典力学的3个基本定律——惯性定律、力与加速度成正比的定律、作用力和反作用力定律。而这些定律正如一般定律一样是有一定适用范围的，这些定律的适用体系就被称作惯性系。 关于牛一律，有人认为，他是抄袭前人的成果其实不然。的确，伽利略已经提出了与这个定律相似的实验结果，但他并没没能把这个实验结果总结成定律，又因为牛顿出生时伽利略恰好去世，所以他也没有“抢注商标”的嫌疑，可以说他已经给伽利略这一代人足够的机会了，只是他们没能好好把握罢了。这个定律有什么作用呢？首先确定了力是改变物体运动状态的原因而不是维持物体运动的原因，这一点看似得来得十分容易，但却的确有很大的现实意义，它推翻了统治了几千年的亚里士多德学说，成为现代物理学的开端。而且，这条定律还确定了一切物体都具有惯性，惯性只与质量有关。 但既然物体的运动状态好似有物体所受到的力改变的，那么，力与物体的运动状态又有什么关系呢，牛顿经过试验和推理又发现了牛二律，即“ΣF=ma”并规定力的单位为kg?m/s2。这一定律明确的给定了力与加速度的关系，质量与加速度的关系，更重要的是他定了力的单为“kg?m/s2”，这样实力有了标准的度量，不再像以前一样用千克力的概念，不是很明确。明确了力与加速度的关系，很好的解释了一些现实中的现象，为后来物理学的发展起到了奠基的作用。但值得注意的是，这一条定律只在惯性系中成立，在非惯性系中是不成立的。在应用这条定理是要特别小心。 但在力的分析中会发现，有一些物体的受力情况很难判定，尤其是两个物体之间一个物体对另一个物体的作用已知的情况下，该物体的受力情况应该是如何的呢？牛顿第三定律就在这种情况下诞生了，“两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上”他大大的简化了受力分析的难度，给受力分析提供了一定的理论依据。 以上三条定律成为了动力学的基础，它们使运动学和力学不再是两个毫不相干的物理学分支，而是通过牛顿运动学定律这个桥梁为了统一的整体。这是物理学的一个有跨时代意义的伟大的成就。它是实验与推理的综合结果，体现了屋里写的思维魅力。 前面一直提到惯性系，他到底又是什么呢?惯性系就是受合外力为零或不受外力的一个体系，一般来说，可以把地球看作一个惯性系，但这其实是不完全正确的，地球受的合外力并不为零，如果把地球看作惯性系，那么有一些现象是不能解释的，如地球表面的河流，在北半球，右侧冲刷的厉害，南半球，左侧冲刷的厉害（这里的“右”侧和“左”侧，是指观测者面向河流流动方向的）” 在地理学中，我们学过，这是由于地转偏向力的作用，地转偏向力是如何来的呢，其实它是不存在的，也就是说，它就是在非惯性系中的“惯性力”
奇妙的惯性力(1)
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key word (1) 引言 (1) 1.惯性力的引入 (1) 2.惯性力之争的原因 (2) 3.惯性力是“真实力”还是“虚拟力” (2) 3.1惯性力是“真实力” (3) 3.2惯性力是“虚拟力” (3) 4.解决惯性力是之争的方法 (4) 4.1对牛顿对力的定义进行推广 (4) 4.2惯性力是场的一种相互作用 (5) 结束语 (5) 参考文献： (5)
浅谈惯性力 摘要：惯性力在物理学中具有重要的地位，本文从惯性力的概念出发，对人们长时间关于惯性力争论的原因加以论述，并且阐述了自己对这个问题的一些看法。 关键词：惯性；惯性力 Briefly talk about the inertial force Abstract ：In physics, inertial force has the important position, this paper, based on the concept of inertial force for people long time about the controversial causes of inertial force were expounded, and expounds some of his views on this problem. Key words ：inertia; inertia force 引言 在大学物理的学习中，随着对力学知识学习的深入，我们逐渐接触了惯性力的概念，但对于惯性力究竟是真实力还是虚拟力，在大学力学教材中并未给出明确的定义。并且那些从事力学研究的人对这个问题争论不休。本文就根据自己在力学学习过程中对惯性力的认识谈谈自己的看法。 1.惯性力的引入 在文献中，设坐标系ο和1o 中，初始时重合，现令1o 以加速度0a 沿ox 运动]1[。 某质点在空间的位置、速度、及加速度在ο系和1o 系中，分别为（a v r ,,）和（''',,a v r ），由伽利略变换得： ''oo r r -= (1) t a v v 0'-= (2) '0'a a a -= (3) 在静止坐标系ο中，质点运动遵从牛顿第二运动定律：ma F = 在加速参考系中，情况怎么样呢？对(3)式两边同乘以m ： 0' ma ma ma -= 即0'ma F ma -= (4) (4)式表明，在加速参考系中，质点的质量与加速度的乘积不再等于所受的力，而出现一个额外的量0-ma 。
惯性力和惯性的大小论文
惯性力和惯性的大小论文 众所周知，物理学中有惯性的概念，惯性力的概念；而且惯性是有大小的，惯性力是不存在的。笔者在长期的教学研究中发现，认为惯性有大小是不合理的，惯性力也未必是一种假想的力，它很可能是一种客观存在。博士论文，惯性。 惯性1．1惯性力的原始概念 大家知道：牛顿定律只适用于惯性系而不适用于非惯性系。例如在由静止加速前进的火车上，受合力为零的小球会相对于火车向后加速运动。为了使牛顿运动定律在火车中同样成立，需要引入惯性力的概念，所引入的惯性力大小，其方向与火车的加速度方向反向。这样就有牛顿第二定律得以成立。也就是说：相对于地面（我们认为是惯性系）有加速度的参照系是非惯性系，非惯性系中牛顿运动定律不成立，欲使牛顿运动定律成立，需要引入惯性力。正是在这些问题中，我们认识了什么是惯性力。然而本文所要定义的惯性力与上述惯性力的概念是完全不同的。 1．2惯性力的新定义 我始终有这样一个猜想：“所有物质组成的宇宙具有这样的一种性质，它可以允许任何物体对其保持原有的运动状态，而不允许任
何物体对其有加速度；如果物体对宇宙有加速度，物体就会受到宇宙对它的一种约束力，这种力就是我所定义的惯性力。即惯性力是宇宙对物体的一种约束力，它并不是假想的力，是一种真实作用力。”[需要说明的是，我这里所说的惯性力只是真正的惯性力在我们所能看到的参考系中的分力，而真正的属性力我们是无法知道的，因为我们不可能知道绝对的加速度。以上这段文字在英语稿中没有]惯性力的施 力物体是宇宙，就好象重力的施力物体是地球一样。宇宙中的一切物体只要对宇宙有加速度，就一定受到惯性力。惯性力的大小与其相对于惯性系的加速度成正比，与相对于惯性系的加速度的方向相反。如果物体的质量为m,对惯性系的加速度为a，则惯性力的大小为f=ma。显然惯性力是非平衡状态下才受到的一种力。关于惯性力的产生机理，我猜想应该类似于变化的电场产生磁场。当然这仅仅是一种猜想，有待于实验的验证。 众所周知：在粗糙水平面上拉动物体匀速运动的过程中，外力 克服摩擦力做功，使其它能转化力内能；物体在外力作用下匀速上升，外力克服重力做功使其它能向重力势能转化；电场中，外力作用下使物体逆电场力方向匀速运动，其它能转化为电势能；磁场中，外力克服安培力做功，其它能转化为导体中的电流能；上述过程中，都有一个共同的特征：“在不同的能量转化的过程中，总有一种力克服另一种力做功，即能量转化的过程是两种力对物体共同作用的过程，而且一个力做正功，另一个力做负功的过程，也就是说不同的能量形式与
北工大 材料力学 奇妙的科式惯性力
奇 摘要： 由于自转的存在，地球并非一个惯性系，而是一个转动参照系，因而地面上质点的运动会受到科里奥利力的影响。地球科学领域中的地转偏向力就是科里奥利力在沿地球表面方向的一个分力。地转偏向力有助于解释一些地理现象，如河道的一边往往比另一边冲刷得更厉害。 关键词： 科里奥利力 地转偏向力 一、 前言 地球上南北方向的河流为什么右岸冲刷的情况比左岸严重？南北向的铁轨（单向行车）为什么右侧磨损的情况比左侧严重？北半球中纬度地区吹向赤道低压区的风，为什么会由北风变为由东北向西南吹的东北信风？这些都与科式惯性力有关，并和人类的生活息息相关。 二、 理论分析模型 1.水漩涡的形成 当我们打开水龙头向塑料桶中注水时，当水库放水（放水口在水下）时，水槽放水时等，都会看到在水面形成漩涡。注水时呈顺时针旋转，放水时呈逆时针旋转。如图2-1： 图中虚线是表层水的原始流动方向，实线是水的实际流动方向。当向桶中注水时，水从注水点向四周流动，北半球在地转偏向力的作用下右偏，漩涡呈顺时针方向旋转。南半球则呈逆时针方向旋转。放水时表面水都流向下层出水 点，北半球在地转偏向力的作用下 右偏，漩涡呈逆时针方向旋转。南半球则呈顺时针方向旋转。 2.车辆和行人靠右行 不是所有的国家或地区的车辆和行人都靠右行，但靠右行是最为合理的。如图2-2： A 图为靠左行，北半球车辆在地转偏向力的作用下右偏，都偏向道路中间，更容易与对面过来的车辆相撞，发生车祸的频率会更高。 B 图为靠右行，北半球车辆在地转偏向力的作用下右偏，都偏向路 边，路边是司机开车注意力的集中点，司 机会不断调整方向来保证行车安全。 车辆靠右行导致人也靠右行，这样更安全些。由于长期习惯，所以人们无论在哪里行走都喜欢右行。 3.左右鞋磨损程度不同 图2-1 图2-2
流体力学浅谈
流体力学浅谈 班级：硕研15-1班姓名：蒋子龙学号：150120034 摘要：了解流体力学的研究内容及发展，和关于流体力学的研究方法，理论分析，流体力学在生活，环保，科学技术及工程具有重要的应用价值。以此对学习流体力学知识要具有的一定的认识，为以后的学习铺设台阶，引起学习的兴趣。 关键词：流体力学研究内容主要物理性质理论分析实验研究方法发展及展望 正文：研究内容：流体力学是力学的一个独立分支，是一门研究流体的平衡和流体机械运动规律及其实际应用的技术科学，在许多工业部门中都有着广泛应用，航空工业中飞机的制造离不开空气动力学；造船工业部门要用到水动力学，与土建类各专业有着更加密切的关系。流体是气体和液体的总称。在人们的生活和生产活动中随时随地都可遇到流体，所以流体力学是与人类日常生活和生产事业密切相关的。大气和水是最常见的两种流体，大气包围着整个地球，地球表面的70%是水面。大气运动、海水运动(包括波浪、潮汐、中尺度涡旋、环流等)乃至地球深处熔浆的流动都是流体力学的研究内容。流体的主要物理性质： 1、流体：只能承受压力，一般不能承受拉力与抵抗拉伸变形。液体有一定的体积，存在一个自由液面；气体能充满任意形状的容器，无一定的体积，不存在自由液面。 2、流体的连续介质模型微观：连续介质模型（continuum continuous medium model）：把流体视
为没有间隙地充满它所占据的整个空间的一种连续介质，且其所有的物理量都是空间坐标和时间的连续函数的一种假设模型：u =u(t,x,y,z)。 3、惯性一切物质都具有质量，流体也部例外。质量是物质的基本属性之一，是物体惯性大小的量度，质量越大，惯性也越大 4、压缩性流体的可压缩性（compressibility）：作用在流体上的压力变化可引起流体的体积变化或密度变化，这一现象称为流体的可压缩性。压缩性可用体积压缩率来量度。 5、粘度粘性粘性：即在运动的状态下，流体所产生的抵抗剪切变形的性质；粘度：粘性大小由粘度来量度。流体的粘度是由流动流体的内聚力和分子的动量交换所引起的。理论分析： 理论分析（理论研究方法）是根据流体运动的普遍规律如质量守恒、动量守恒、能量守恒等，利用数学分析的手段，研究流体的运动，解释实验研究方法： 实验研究方法主要包括两个方面，即现场观测和实验室模拟。1.现场观测是对自然界固有的流动现象或已有工程的全尺寸流动现象，利用各种仪器进行系统观测，从而总结出流体运动的规律，并借以预测流动现象的演变。过去对天气的观测和预报，基本上就是这样进行的。 2.不过现场流动现象的发生往往不能控制，发生条件几乎不可能完全重复出现，影响到对流动现象和规律的研究；现场观测还要花费大量物力、财力和人力。因此，人们建立实验室，使这些现象能在可以控