汽车行驶中的惯性力问题分析

当代，人们的物质生活日益丰富，家庭轿车也相对普遍。接下来将讨论汽车在平地行驶时的惯性力的问题。

我们不妨先假设汽车为一刚体系，其质量为m ，质心C 距离地面h ，每个轮子所受恒定的摩擦力为F s ,与质心水平距离均为d ，根据汽车行驶的状态不同，可以

分三个阶段讨论：

1、汽车处于启动阶段；选取整辆车为研究对象，受力分析如右图（1），

汽车发动机所提供的拉力为F ，若忽略车轮的转动，则易知整个刚体系作匀加速的平移运动，加速度为a 1，对车加惯性力F I1，其大小为 F I1=ma 1 根据达朗贝尔原理，列平衡方程

∑F x =0，F - F I1 - 4F s =0 ∑F y =0，4F N – mg =0

∑M C =0，-4M 1 + 2F N d –2F N d –4F s h =0

可以求得

a 1=（F-F s ）/m ；F N =mg/4 ；M 1=-F s h .

2、汽车处于平稳行驶阶段；

此时汽车处于匀速运动阶段，整个刚体系的加速度a =0，故其附加惯性力亦为零，汽车处于平衡状态。

3、汽车处于减速阶段；

同样，选取整辆车为研究对象，受力分析如图（2），

此时汽车开始制动，发动机不提供动力，若忽略车轮的转动，则整个刚体系作匀减速的平移运动，加速度为a 2，对

车加惯性力F I2，其大小为 F I2=ma 2 根据达朗贝尔原理，列平衡方程

∑F x =0，F I2 - 4F s =0 ∑F y =0，4F N – mg=0

∑M C =0,-4M 2 + 2F N d –2F N d –4F s h =0

可以求得

a 2=4F s /m ；M 2=-F s h =M 1 .

若要求出某个瞬时汽车行驶的速度，则可以结合汽车在一段时间内行驶的路程，利用动能定理便可求出。 F I1 a 1 m g F s F s F N F N v 1

图（1）

F C A B M 1M 1y F I2 m g a 2 v 2 C B A F N F s F s 图（2）

M 2 M 2 F N

qc t 323-1999汽车门锁.doc

QC/T 323—1999 前言本标准是ZB T26 003—1987《汽车门锁技术条件》和ZB T26 004—1987《汽车门锁性能试验方法》的修订版。本标准主要参照EEC 70／387，ECE No.11—02和JIS D 1620—1993《汽车侧门锁试验方法》。本标准与ZB T26 003和ZB T26 004在内容上主要有以下变化： ——增加“耐腐蚀性试验”。附录A为标准的附录。本标准由国家机械工业局提出。本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。本标准起草单位：武汉汽车车身附件研究所。本标准主要修订人：李再华、车勇。本标准自生效之日起，同时代替ZB T26 003和ZBT26 004。本标准于1981年首次发布，于1987年第一次修订。本标准由全国汽车标准化技术委员会负责解释。中华人民共和国汽车行业标准 QC／T 323—1999 代替ZB T26 003—87 ZB T26 004—87 汽车门锁 1 范围本标准规定了汽车门锁的技术要求、试验方法和检验规则。本标准适用于绕汽车车门立柱上下方向的轴转动的汽车侧门锁。汽车滑动门锁可参照执行。 2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 2828—1987 逐批检查计数抽样程序及抽样表 GB／T 2423.17—1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ka：盐雾试验方法 QC/T 625—1999 汽车用涂镀层和化学处理层

3 定义本标准采用下列定义。 3．1 门锁（或门锁装置）锁止车门的机构。包括锁体、挡块（或锁扣）、内外操纵机构和内外锁止机构。 3．2 锁体装在车门上，与门柱上的挡块（或锁扣）啮合，以保持车门处于锁紧位置的部件。 3．3 挡块（或锁扣）装在车门立柱上，与锁体啮合，以保持车门处于锁紧位置的部件。 3．4 操纵机构将操纵动作传递到锁体上的全部零件的总称。 3．5 锁止机构在车内外将车门锁止的部件。 3．6 全锁紧位置车门完全关闭时，锁体与挡块（或锁扣）所处的啮合位置。 3．7 半锁紧位置车门不完全关闭时，锁体与挡块（或锁扣）所处的啮合位置。 3．8 车门反作用力当门锁处于全锁紧位置时，由车门的密封条和缓冲部件等产生的沿车门打开方向并作用于门锁上的力。 3．9 纵向当门锁处于锁紧位置时，在锁体与挡块（或锁扣）的啮合点和门铰链旋转中心线所确定的平面内，并与铰链旋转中心线垂直的方向。 3．10 横向当门锁处于锁紧位置时，垂直于锁体与挡块（或锁扣）的啮合点和门铰链旋转中心线所确定的平面的方向。 4 技术要求 4，1 门锁应按照规定程序批准的产品图样与有关技术文件制造，并符合本标准的要求。 4．2 汽车门锁应符合图样规定的正确安装位置。 4．3 门锁能将车门可靠锁紧并能安全打开。 4．4 当门锁处于锁止位置时，操纵内外手柄不能打开车门。 4．5 门锁必须具有全锁紧位置和半锁紧位置。 4．6 门锁所有运动件应灵活，开关车门轻便，不应有异常噪声。 4．7 汽车门锁用钥匙不同牙花组合数不得少于1000种。 4．8 对门锁的有关构件进行受力分析（利用静力学分析法），以评定门锁在294.2m/s2惯性负荷的作用下，保持全锁紧位置不变的耐惯性能力（计算实例见附录A）。 4．9 纵向负荷锁体和挡块（或锁扣）在半锁紧位置应能承受，4440N的纵向负荷；在全锁紧位置应能承受11110N的纵向负荷均不得脱开。

第10讲非惯性参照系与惯性力

第10讲非惯性参照系与惯性力例1．在光滑的水平轨道上有两个半径都是r 的小球A 和B ，质量分别为m 和m 2，当两球心的距离大于l 时（l 比r 2大得多）时，两球间无相互作用力，当两球间的距离等于或小于l 时，两球间存在着相互作用的恒定斥力F 。设A 球从远离B 球处以0v 沿两球心连线向原来静止的B 球运动。欲使两球不会发生接触，0v 必须满足什么条件？例2．如图所示，质量kg 8=M 的小车放在光滑水平面上，在小车的一端加一水平恒力N 8=F ，当小车向右运动速度达到m/s 5.1时，在小车的前端轻放一大小不计、质量为kg 2=m 的物块，物块与小车的动摩擦因数为2.0，小车足够长，则物块从放上小车开始经过s 5.1=t 通过的位移为多大？例3．某人质量kg 60=M ，一重物质量kg 50=m ，分别吊在一个定滑轮的两边。人握住绳子不动，则他落地的时间是t ，人若沿绳子向上攀爬，则他落地时间为t 2。若滑轮、绳子的质量及摩擦可不计，求此人往上爬时相对于绳子的加速度。

例4．在天花板比地板高出m 2的实验火车的车厢里，悬挂着长为m 1的细线，细线下端连着一个小球，火车缓慢加速且加速度逐渐增大。问：（1）若加速度达到2 m/s 10时，细线恰好被拉断，则细线能承受的最大拉力为小球重力的多少倍？（2）若从细线被拉断的时刻起，火车的加速度保持不变则小球落地点与悬挂点之间的水平距离是多少？例5．如图所示，木柜宽l 2，其重心高度为h ，把木柜放于车上，车以加速度a 起动，试分析木柜在车上滑动、翻倒的条件，以防事故的发生。例6．如图所示，一质量为m 运动员骑摩托车在水平弯道上以速率v 转弯，车身与地面的夹角为α，其转弯半径为_________=R ，地面对摩托车的静摩擦力___________ =f 。

非惯性系和惯性力错误--绝对与相对时空观

非惯性系和惯性力错误--绝对与相对时空观杨山（马鞍山传承教育物理组，安徽马鞍山，243000）摘要：分析物理问题时我们要遵循客观性原则，当我们坐在加速的小车内看挂在天花板上的小球相对车厢静止且没有受力反而发生变化，于是引入了惯性力与非惯性系，其实这是主观意识造成的人为误导。地球之所以能看作惯性系是因为地球质量远大于观测物体，如果换作轮船上研究自行车的动力学问题，则轮船的质量不再像地球一样可以被忽略掉了。本文将遵循牛顿三定律，诠释如何正确运用三定律走出惯性力的教育误区。关键词：牛顿三大定律；惯性力；非惯性系；力；引言：牛顿是一名伟大的物理学家，他在物理学方面的成就犹如中国古神话中的盘古有着开天辟地的意义。牛顿三定律是完美的，当我们误认为其存在缺陷而引入惯性系和非惯性系、惯性力等概念时反而破坏了三定律的完美。力的产生必然是相互作用的两个或几个物体，是一个系统问题，产生的效果也是系统效果，我们不应该孤立的去分析力的问题，三定律的力是物体间或者参考系间的相互作用产生，惯性系和非惯性系的引入从一定程度上起了误导作用，而使我们孤立的去分析力的问题。当然问题要追溯到牛顿本人木桶实验，这位伟大的物理学家没有能给完美的三定律一个更好的归宿。牛顿经典力学有着一股难以抵抗的诱人之美，但是随着物理学的发展，牛顿力学出现了一些运用上的瑕疵，之后随着惯性系和非惯性系、引力质量与惯性质量、相对论等物理新理论的引入弥补了这一瑕疵，于是人类的时空观也发生了变化，牛顿定律成为了一种不完美的定律，其适用范围也只在惯性系中适用。其实牛顿定律并非如此局限，惯性系与非惯性系的划分[1]似乎对牛顿定律意义不大。正文：关于惯性系与非惯性系的划分是教育误导，惯性力是不该引入的一种力。先将牛顿三大定律摘录如下： 1)牛顿第一定律内容：任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到受到其它物体的作用力迫使它改变这种状态为止。 2)牛顿第二定律内容：物体在受到合外力的作用会产生加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小正比于合外力的大小与物体的质量成反比。 3)牛顿第三定律内容：两个物体之间的作用力和反作用力，在同一条直线上，大小相等，方向相反。自然界的变化有很多种，我们分别从相对性观点看下面两个变化的例子： ①如有A和B两个气球，B气球漏气变小。我们依据相对性原理选择B为参照系而会认为A相对于B变大了，这是唯心的主观意识，就算没有A做对比我们依旧可以说B变小了，因为B相对于自己的原来状态发生了绝对性变化。 ②如果有A和B两个人静止在地球上，当B做跑步运动时，我们一般认为B发生了运动，但是从相对性原理上我们可以认为A相对于B在发生了运动。但这只是一种相对性是主观错觉，这种观点犹如哲学的万物因我而动的观点。这一

车门保持件全球技术法规

《关于门锁和车门保持件的全球技术法规》 1 范围和目的本法规规定了对车辆门锁及车门保持件的要求，包括锁体、铰链和其它支持方式，以最大限度地减少乘员由于碰撞而被甩出车外的可能性。 2 适用本法规适用于1-1类或2类车辆上用于乘员直接进出包含一个或多个座位的乘客舱的侧门或后门的门锁及车门保持件。 3术语和定义下列术语和定义适用于本法规，上述第2条所述的车辆类别，按照SR1草案中的定义，并在本法规附件5中列出。 3．1 辅助门锁（Auxiliary Door Latch）：安装到已装有主门锁系统的车门或车门系统上，带有全锁紧位置的门锁。 3．2 辅助门锁系统（Auxiliary Door Latch System）：至少包括一个辅助门锁和一个锁扣（或）挡块。 3．3 后门(Back Door):位于机动车辆后端的车门或车门系统，通过它乘员可以进入或离开车辆，货物可以往车辆上装卸。它不包括如下部件： (a) 后背箱盖 (b) 完全由玻璃材料组成的车门或车窗，其门锁和/或门铰链系统直接安装在玻璃材料上。 3．4 车身构件(Body Member)：通常安装到车身结构上的门铰链部分。 3．5 儿童安全锁系统(Child Safety Lock System)：能够独立于其它锁止装置单独啮合和开启的锁止装置，当它啮合时，能使门内侧的把手或其它开启装置无法操作。该锁的开启/啮合装置可以是手动的或电动的，而且可以安装在车辆的任何位置。 3．6 车门关闭报警系统（Door Closure Warning System）：安装在驾驶员能够清晰看到的的位置，当车门锁系统没有处于完全锁止位置，而且车辆点火已被启动时，即触发视觉信号的系统。 3．7 门铰链系统（Door Hinge System）：用来支撑车门的一个或多个铰链。 3．8 门锁系统（Door Latch System）：至少包括一个锁体和一个锁扣（或挡块）。 3．9 车门构件(Door Member)：通常安装到车门结构上并包括回转构件的门铰链部分。 3．10 车门系统（Door System）:车门、锁体、铰链、滑道的组合，以及位于车门上或位于车门框架周围的其它保持件。双门系统包括两个门。 3．11 双门（Double Door）：两门系统，前门或转动门先开启，与之相连的后门或螺栓固定的门后开启。 3．12 叉栓（Fork-bolt）：锁体部分，当位于锁紧位置是它啮合并保持住锁扣（或挡块）。

坝体地震惯性力计算

坝体地震惯性力计算采用拟静力法计算，由《水工建筑物抗震设计规范》知，一般情况下，水工建筑物可只考虑水平向地震作用。沿水平面的地震惯性力代表值： g a G a F i Ei h i ξ= (1) 式中：i F ——作用在质点i 的水平向地震惯性力代表值，KN ； h a ——水平向设计地震加速度代表值，m/s 2； ξ——地震作用的效应折减系数； Ei G ——集中在质点i 的重力作用标准值，KN ； i a ——质点i 的动态分布系数，由下式计算： ∑=++=n j j E Ej i i H h G G H h a 14 4 )/(41)/(414.1 (2) 式中：n ——坝体计算质点总数； H ——坝高，m ； i h 、j h ——分别为质点i 、j 相对坝基面的高度，m ； E G ——产生地震惯性力的建筑物总重力作用标准值，KN 由《水工建筑物抗震设计规范,DL5073-2000》知，一般情况下，水工建筑物可只考虑水平向地震作用。根据设计资料，本设计可取设计烈度等于基本烈度，即为7度，由《水工建筑物抗震设计规范,DL5073-2000》表4.3.1查得：水平向设计地震加速度代表值h a =0.1g ，地震作用的效应折减系数ξ=0.25，则i Ei i a G F 025.0= 关于分块，可以参照下图分成3块，n=3,H=坝高，第一块：坝顶至1-1剖面为矩形；GE1，h1为第一块矩形形心至坝基面（3-3）的高度。第二块：1-1剖面至2-2剖面为梯形；GE2, h2为第二块梯形形心至坝基面（3-3）的高度。第三块：2-2剖面至3-3剖面为梯形；GE3, h3为第三块梯形形心至坝基面（3-3）的高度。 i a ——质点i 的动态分布系数，由下式计算: 43134 114(/)1.414(/)Ej j j E h H a G h H G =+=+∑

大学物理(2.2.2)--常见力非惯性系惯性力

一、几种常见的力 1．万有引力（Law of Gravitation ） 1）文字叙述：在两个相距为r ，质量分别为m 1，m 2的质点间有万有引力，其方向沿着它们的连线，其大小与它们的质量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比，即2）数学表示 0221 r r m m G F = ——引力质量Gravitational Mass 其中 211..1067.6--?=kg m N G ——引力常量。 2．重力（Gravity ）——本质上归结于万有引力。 1）文字叙述：物体重力就是指忽略地球的自转效应时，地球表明附近物体所受的地球的引力，即物体与地球之间的万有引力。其方向指向地心。 2）数学表示 G=mg g=9.8m.s -2——重力加速度。 3）思考题：赤道的重力加速度大还是两极的重力加速度大？为什么？ 3．弹性力（Elastic Force ）大家知道，两个物体相互接触，彼此将产生形变，使其内部产生反抗力——形变恢复力（弹性力）。形变是产生弹性力的条件之一。例如：板擦和桌子相互接触，彼此有了一定的形变，在各自的接触部分产生弹性力。所以，弹性力是一种与物体的形变有关的接触力。即发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种物体因形变而产生欲使其恢复原来形状的力叫做弹性力。常见的弹性力有：1）弹簧中的弹性力：弹簧被拉伸或压缩时产生的弹性力。胡克定律（Hooke Law ）：在弹性限度内，弹性力的大小与弹簧的伸长量成正比，方向指向平衡位置。数学表示 f=-kx—— k 为弹簧的劲度系数（Stiffness ）。 k 的值决定于弹簧本身的性质。而弹簧弹性力的方向总是指向平衡位置。 2）绳子被拉紧时所产生的张力绳的张力：即绳内部各段之间的弹性作用力。下面以AB 段为研究对象，设其质量为m A 点和B 点的张力：'A A T T -=、'B B T T -=由牛顿第二定律：a m T T B A =+（1）当a =0或者m →0时，F T T B A =-='，绳子上各点张力相同而且拉力相等。（2）当a ≠0，而且m ≠0 （绳子质量不能忽略时），绳子上各点的张力不F 图2-2 弹簧的弹力 m

有关惯性力的论述

20406080一月二月三月四月亚洲区欧洲区北美区

20406080一月二月三月四月亚洲区欧洲区北美区有关惯性力以及科里奥利力的论述【摘要】：惯性力是指当物体加速时，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，而科里奥利力也不存在，是惯性的结果。【关键词】：惯性，惯性力，科里奥利力，惯性参考系，非惯性参考性。【引言】：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。它概念的提出是因为非惯性系中，牛顿运动定律并不适用。但是为了思维上的方便，可以假象在这个非惯性系中，除了相互作用所引起的力之外还受到一种由于非惯性系而引起的力——惯性力。如果物体相对于匀角速度转动的参考系而言，不是静止的，而是在做相对运动，那么在该转动参考系中的观测者看来，物体除了受到惯性离心力的作用外，还将受到另外一种附加的力——科里奥利力的作用。【内容】：一、首先论述一下惯性力 1、举个例子，当我们乘坐汽车时，如果汽车急刹车，我们会不自主的向前倾，感觉仿佛有一个力把你向前推，但是这个力并不真正存在，人们把这个力认为是惯性力。

20406080一月二月三月四月亚洲区欧洲区北美区事实是：汽车刹车时轮胎与地面摩擦而使汽车减速，实际上并没有力推乘客，这只是惯性在不同坐标系统下的现象。 2、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，这说的是物体受到惯性力加速下落的情形。 3、惯性力的引入是牛顿力学的一大耻辱，它是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。 4、设想有一静止的火车，车厢内一光滑桌子上放有一个小球，小球本来是静止的；现在火车开始加速启动，在地面上的人（显然他选用了一个惯性参考系——地面）看来，小球并没有运动，但是在火车上的人看

非惯性系中的力学

非惯性系中的力学牛顿运动定律只适用于惯性系,在非惯性系中,为了能得到形式上与牛顿第二定律一致的动力学方程,就需要引入惯性力的概念. 一.直线加速系中的惯性力设非惯性参考系的加速度为a 参,物体相对于参考系的加速度为a 相 ,物体实际的加速度为a 绝, 则有: a绝= a参+a相.那么,物体”受到”的惯性力F惯=－m a参,其方向与a参的方向相反. 惯性力是虚构的力,不是真实力,因此,惯性力不是自然界中物体间的相互作用,因此不属于牛顿第三定律涉及的范围之内,它没有施力物体,不存在与之对应的反作用力. 在非惯性系中,考虑到惯性力后的动力学方程为: 式中, F 合为物体实际受到的合力. 二,匀速转动系中的惯性力圆盘以角速度ω绕铅直轴转动,在圆盘上用长为r的轻线将质量为m的小球系于盘心且小不球相对于圆盘静止,即随盘一起作匀速圆周运动.从惯性系观察,小球在线拉力T的作用一下作圆周运动,符合牛顿第二定律.以圆盘为参考系,小球受到拉力T的作用,却保持静止,没有加速度,不符合牛顿第二定律.所以,相对于惯性系作匀速转动的参考系也是非惯性系,要在这种参考系中保持牛顿第二定律形式不变,在质点静止于此参考系的情况下,应引入惯性力:F 惯 =mω2r.这个力叫做惯性离心力.若质点静止于匀速转动的参考系中,则作用于此物体所有相互作用力与惯性离心力的合力等于零,即: 例1.在火车车厢内有一长l，倾角为的斜面，当车厢以恒定加速度a0从静止开始运动时，物体自倾角为θ的斜面顶部A点由静止开始下滑，已知斜面的静摩因数为μ，求物体滑至斜面底部B点时，物体相对于车厢的速度，并讨论当a0与μ一定时，倾角θ为多大时，物体可静止于A点？例2.如图所示，定滑轮A的一侧持有m1=5kg的物体，另一侧挂有轻滑轮B，滑轮B两侧挂着民m2=3kg，m3=2kg的物体，求每个物体的加速度。

惯性系与非惯性系之间的物理规律的有关讨论

目录摘要 (1) Abstract........................................... 错误！未定义书签。 1 引言 (1) 2 参考系的基本概念透析 (2) 2.1 参考系 (2) 2.2 惯性系和非惯性系 (2) 2.3 非惯性参考系的应用范围 (2) 3 非惯性参考系中的力学研究 (2) 3.1 非惯性参照系与惯性力 (2) 3.2 牛顿水桶实验 (3) 3.3 非惯性参照系与科里奥利惯性力 (4) 3.4 科里奥利加速度的实质 (4) 4 广义相对性原理 (4) 5 非惯性参照系附加引力场 (5) 6 总结 (5) 参考文献 (5)

惯性系与非惯性系之间的物理规律的有关讨论摘要：汽车开动，人向后仰，刹车时人向前倾，与平稳前进时完全两样，类似的情况还很多。这些现象使人们在动力学中把参照系分为两类：惯性系与非惯性系。在一般问题中，地球可看成是惯性系，匀速直线运动的汽车也是惯性系，正在开动或刹车的汽车是非惯性系。从地球上考察，刹车时人向前倾正符合惯性定律；从汽车上考察，人在水平方向未受力而向前倾，这不符合牛顿定律。为什么牛顿定律不适用于非惯性系？非惯性系中的运动定律是怎样的?本文拟就这些问题做一简单讨论。关键词：参考系；惯性系；非惯性系；广义相对论 Inertial and non-inertial reference system between the physical laws about discuss Abstract:The car started, people leaned back, when the brake is person to lean forward, and smooth progress completely different, similar case has a lot of. These phenomena so that people in the dynamics in the reference frame is divided into two categories: inertial and non-inertial reference system. In general, the earth can be thought of as the inertial system, uniform linear motion of the car is inertial system, moving or brakes is non inertial system. From the earth expedition, when the brake is in line with the law of inertia people forward; from the car inspection, people in the horizontal direction without force and forward, this does not accord with Newton's laws. Why Newton's law is not applicable to non inertial system? In non-inertial motion law is how? This paper tries to make a simple discussion of these issues. Key words:Reference system; Inertial system; Non inertia system; General relativity 1 引言对一切运动的描述，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系。而相反的，相对于惯性系（静止或匀速运动的参考系）加速运动的参考系称为非惯性系参考系。地球有自转和公转，我们在地球上所观察到的各种力学现象，实际上是非惯性系中的力学问题，因此，研究惯性系与非惯性系中的各种物理现象、总结其规律对于我们认识世界、改造世界有其重大意义。 2 参考系的基本概念透析

非惯性力问题

运用非惯性系的观点求解复杂的动力学竞赛题例析湖北省监利县朱河中学黄尚鹏摘要：牛顿运动定律只在惯性系中成立。但有时需要考察质点相对非惯性系的运动，如何处理这种问题呢？当然可以先在惯性系中用牛顿运动定律考察质点的运动，然后用相对运动的公式把它变换到非惯性系中，求得质点在非惯性系中的运动。但这样做有时很麻烦，其实只要引进适当的虚拟力即惯性力，就可以在非惯性系中用牛顿运动定律求解质点的运动。关键词：惯性系非惯性系惯性力速度合成公式加速度合成公式一、非惯性系与惯性力牛顿运动定律成立的参照系叫做惯性系。实验表明：地球上的物体相对于地球的运动并不完全遵守牛顿运动定律，所以地球不是惯性系，不过这种偏差一般是比较微小的。因此，我们常常把地球看做近似程度相当好的惯性系。一般情况下，相对地面静止或做匀速运动的参照系都可作为惯性系。牛顿运动定律不成立的参照系叫做非惯性系，非惯性系相对惯性系必然做加速运动或旋转运动。为了使牛顿运动定律在非惯性系中也能使用，可以人为地引进一个虚拟的惯性力。如果非惯性系相对惯性系有平动加速度，那么只要认为非惯性系中的所有物体都受到一个大小为、方向与的方向相反的惯性力，牛顿运动定律即可照用，证明如下：设非惯性系相对惯性系有平动加速度（牵连加速度），质点相对于系的加速度为（绝对加速度），质点相对于系的加速度为（相对加速度），根据加速度合成公式，有（1）在惯性系中牛顿运动定律成立，即（2）是作用在质点上的合外力，是质点的质量。在非惯性系中，为使牛顿运动定律成立，引入虚拟的惯性力，使（3）联立（1）（2）（3）知惯性力，证毕。二、竞赛题例析例题1．如图1所示，质量为的汽车在水平地面上向左做匀加速直线运动，其重心离开前轮和后轮的水平距离分别为和（），重心离地面的高度为，假设车轮和地面之间不打滑，求：汽车以多大的加速度前进时其前、后轮对地面的压力相等？

非惯性系下力学问题

渤海大学本科毕业论文题目非惯性系下力学问题的研究完成人姓名张亚楠主修专业物理学教育所在院（系）数理学院物理系入学年度2008年完成日期2011年6月1日指导教师丁文波

非惯性系下力学问题的探讨张亚楠渤海大学物理系摘要：非惯性参照系就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。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”。了解非惯性系下的力学问题很重要。对于非惯性系的研究已经从传统的理论已经从传统的理论教学扩展到实际生活应用领域，从宏观研究深入到微观领域。随着生活领域的不断扩大，对非惯性系下的元器件动力学行为，特别是非线性动力学行为的研究还有很大的空间。在直升机转子等航空发动机转子的动力学研究中，应用的也主要是非惯性系动力学的理论知识。近年来通过研究发现，在非惯性系中两体问题、摩擦力、压强以及浮力问题等都得以解决。本文阐述了惯性系和非惯性系的区别，由惯性力着手，把牛顿第二地定律引入到非惯性系中，分析了牛顿第二定律的适用条件，并对非惯性系下的力学问题进行研究。第一部分对非惯性系和惯性系进行概述。第二部分对非惯性系下摩擦力的研究进行了讲述，摩擦力从动于包括惯性力在内的其它力作用。第三部分通过分析在非惯性系中液体内部浮力和压强的变化，阐述了在不同参考系下液体浮力和压强的变化规律。关键词：非惯性系；摩擦力；压强；浮力

Mechanics Problems in the non-inertial frame Zhang Ya-nan Department of Physics，Bohai University Abstract:Collectively referred to as the coordinate system of the observation frame of reference and additional non-linear non-inertial frame of reference is the ability to exert force on the same observation unit. In classical mechanics, no one makes the "failure of the principle of Galilean relativity" frame of reference is the so-called "non-inertial frame of reference. Mechanical problem is very important to understand the non-inertial frame. For non-inertial frames from the traditional theory has been expanded from the traditional teaching of the theory to real-life applications, from a macro research into micro areas. With the continuous expansion of areas of life, the dynamic behavior of non-inertial frame components, especially the study of nonlinear dynamic behavior there is a lot of space. The study of helicopter rotor aero-engine rotor dynamics, the application of theoretical knowledge of non-inertial frame dynamics. In recent years, the study found that two-body problem in the non-inertial, friction, pressure and buoyancy problems are all resolved. This paper describes the difference between inertial frames and non-inertial frames, to proceed by the inertia force, the introduction of Newton's second law of land to the non-inertial reference frame, Newton's Second Law applies to conditions, mechanical problems and non-inertial frame study. The first part an overview of the non-inertial frames and inertial frames. The

惯性力学

引力神话的根源——解释惯性力学三定律提要引力神话的根源还是牛顿力学隐含的绝对空间等狭隘的观念、概念及其第一二定律。有两个测量事实与“所有的物体之间都有引力”的结论有矛盾，说明有产生重力场的物体与不产生重力场的物体之区别。以几个经验事实为基础的牛顿力学与广义相对论就决定了它们的适用范围，超出了其适用范围的理论部分就成了垃圾理论。前言只知道用所学到的知识思考世界，而不思考我们的知识本身，是不能很好地认识世界的。知识是用一种观念及一系列概念来建构的，我们的科学研究的一个重要方面，就是还要探索这些观念及概念的产生的根源及其它们之间关系的合理性。产生错误认识的许多因素中，除了受到所获得的客观事实的不全面而带来的局限性一面外，还有我们思维的缺陷而带来的因素。我们在研究科学（包括理论研究）过程中，所遇到的许多困难及无意义的研究方向，往往是由于我们思维的缺陷所造成的。完善我们的思维，也是我们科学研究的很重要的方面。目前关于“引力理论”的研究所遇到的所有困难中，很多的因素是由于我们思维的缺陷所造成的。在我发表的文章中（包括本文），许多内容就是在探讨哪些困难是由于我们思维的缺陷所造成的结果。请读者注意：在看我写的文章的时候（包括本文），我是假定读者已经浏览了我已经在杂志与在网站上发表的所有的文章。而在一些文章里，有些内容有重复的地方，这不是有意的在浪费读者的时间，而一是因为每篇文章的侧重面不同；二是由于要弄清“引力”问题要涉及到哲学（认识论、方法论等方面）、逻辑学、科学史、理论的一些观念、概念及命题、数学公式、现象等等方面，我不得不分头去论述。我会在适当的时候写一篇“精练的有头绪”的文章的。但是，根据认识过程的“规律”，我还是分头写一些文章，会先给读者一个“感性”的认识的。然后，再看我最后的“精练”的文章，会有更深的理解与体会的。（一）牛顿力学“力概念”的双重涵义1、直接作用与超距作用的双重涵义（误区1）人类是从对改造自然界的过程中来认识自然界的，是人类的感觉器官的感觉直接获得外界的“信息”而有“感性”认识的。从原来物理学科的分类角度，就充分地说明了这一点，说物理学是关于“力”、“热”、“声”、“光”、“电”、“磁”的学问，除了电与磁的因素，其力、热、声、光四大因素，恰恰是与人的触觉、听觉、视觉相对应的。而力概念最初是人类的肢体对外在物体的“直接作用”（推、拉、拽、抛等作用）的过程中建立起来的。当把具有感觉性质的“力”外化为客观（理性）的概念性质后，力概念最初的涵义是“物体对物体的‘直接’作用”。但是，在今天的教科书里，说“力”概念时，已经把“直接”作用性取消了，变成了“力是物体对物体的作用”的定义了。也就是说，还有“超距”作用情况也包含在内了。其概念的内涵被无意地扩大了。然而，今天的绝大多数的人在运用“力”概念时，都还有回归到“直接作用”性上的理解才感到“塌实”的心理趋向。所以，就引起了一个要把一切“超距作用”回归到“直接作用”性（接触力，也是作用方式力）上的研究意向。此意向的研究“假说”在过去与今天，随处可见。比如，到今天，还有人在假设什么“微粒子”（有各种各样的名称）或什么连续媒质（什么以太等不同的名称）变为“直接作用性”来解释“引力”的“超距作用”，在“场”的概念出现后，也出现了把引力场变为弥漫在场空间里无数的无形的飞来飞去“微粒子”或是无形的连续媒质对物体的直接作用的解释。此类的解释性的“假说”的实质就是此“意向”的产物。这是一个无形的“陷阱”，是一个误区。是在无形地无情地消耗浪费无数人的才华和精力。实际上，所谓的“超距作用”力概括来说（仅指宏观现象范围），就是引力、电场力、磁场力这三类力（非接触力）。我对“引力”与“引力场”已经在我的惯性力学三定律里已经取消了超距作用性的解释。有了实实在在的解释。而对电场力与磁场力，可以借鉴我对引力（或引力场）的解释（属性力的解释）。在具体一起运用

汽车门锁及门保持件的性能要求和试验方法

汽车门锁及门保持件的性能要求和试验方法编制说明一、任务来源 GB15086-XXXX《汽车门锁及保持件的性能要求和试验方法》是根据依据全国汽车标准化技术委员会的要求并已列入全委员会车身附件分技术委员会2008年标准制修订计划，并上报的汽车国家强制性标准, 制定工作由东风汽车公司技术中心、国家质量监督检验中心（襄樊）和中国质量认证中心武汉分中心3个单位共同参与起草，项目归口单位全标委汽车车身附件分技术委员会。二．主要起草单位和主要起草人主要起草单位：东风汽车公司技术中心国家质量监督检验中心（襄樊）中国质量认证中心武汉分中心工作组成员：侯翠华黄小枚李再华三、编制原则和依据国家强制性标准《汽车门锁及保持件的性能要求和试验方法》是修改采用GTR《关于门锁和车门保持件的全球技术法规》（英文版）和ECE R11. 02系列，2007年版《关于机动车辆门锁及保持件的认证统一规定》（英文版）法规，在修改采用时，做了一些整合和修改。编写规则执行了GB/T1.1-2009 标准。

随着全球第一个法规-----《关于门锁和车门保持件的全球法规》（以下简称全球法规）的发布，该法规成为第一项正式出台的全球统一的汽车技术法规，得到世界各国汽车厂商的认同。我国汽车强制性标准中这一项目采用GB15086-2006《汽车门锁及门保持件的性能要求和试验方法》，该标准的原版本为GB15086-1994, 根据ECE R11的02 系列修订为GB15086-2006，而全球法规是根据ECE R11和70/387/EEC, 及北美汽车门锁和车门保持件方面的技术法规制定而成的，因此 GB15086-2006与全球法规没有根本性的差异。但在某些地方， GB15086-2006存在一些与全球法规不同之处，此次修订保留了 GB15086-2006原有内容，根据GTR《关于门锁和车门保持件的全球技术法规》（英文版）和ECE R11. 02系列，2007年版《关于机动车辆门锁及保持件的认证统一规定》（英文版）进行了整合，增加了一些内容。车门锁的安装要求保留了GB15086-2006内容，增加了门锁、后侧门门锁和后门门锁装备锁止装置的要求。修订后标准中载荷试验1等同于原标准中纵向载荷试验,半锁止位置所承受的载荷由原来的4440N圆整为4500N，载荷试验1沿车门开启方向向锁体和锁扣上施加的重量载荷由原来的890N圆整为900N；载荷试验2等同于原标准中横向载荷试验, 半锁止位置所承受的载荷由原来的4440N圆整为4500N,全锁止位置所承受的载荷由原来的8890N 圆整为9000N；4.2.3.4.1条等同于原标准中滑动门系统的性能要求（3.4条），在车门的相对边上各施加横向向外的作用力进行了圆整，

曲柄连杆机构的惯性离心力计算

往复惯性力来源：作者：发布时间：2007-05-26阅读次数：m 173 曲柄连杆机构的往复惯性力Fj是活塞组和连杆往复部分所产生的往复惯性力之和， Fj=-Mjaj 通常在连杆中产生拉伸力的往复惯性力方向规定为正方向的力，而由上式所得的正值恰是使连杆产生压缩的力。因此以后计算中，上式改写为： Fj=Mjaj 已知往复质量Mj等于活塞组质量Mp和连杆往复质量Mc1之和：Mj=Mp+Mc1 Fj=(Mp+Mc1)r 3 **2(cos a + 入cos2 a ) 往复惯性力可以看作两部分之和，即 Fj=Mjr 3 **2cos a +Mjr 3 **2 入cos2 a =Fj1+Fj2 这里，Fj1=Mjr 3 **2cos a =Mjr 3 **2cos 3 t 称为一阶往复惯性力。 Fj2=Mjr 3 **2 入cos2 a =Mjr 3 **2 入cos2 3 t 称为二阶往复惯性力。图3-3 ――表示的是入=1/4时，往复惯性力随曲轴转角的变化。不难看

图3-3 A = 1/4时往复惯性力◎随曲轴转角口的变化出，一阶往复惯性力的最大值是二阶往复惯性力最大值的1/入倍。因为入 =1/3.5--1/6 之间，所以在往复惯性力中起主要作用的是一阶往复惯性力。其次，一阶往复惯性力的变化周期等于压缩机曲轴旋转的周期，而二阶往复惯性力的变化周期等于压缩机曲轴旋转周期的一半。必须注意：Fj的大小随曲轴转角而周期的变化。最大值Fjmax发生在a =0°时 Fjmax=Mjr ? **2*（1+ 入）最小值Fjmin,女口入＜1/4,则发生在 a =180°时 Fjmin=-Mjr ? **2*（1-入）如入〉1/4，则最小值不发生在活塞处与内止点时，而是在内止点附近，其大小为 Fjmin=-Mjr ? **2*［入+1/（8 入）］

惯性力与非惯性系

惯性力与非惯性系摘要惯性力是非惯性系中的非真实力，本文证明了在非惯性系中将惯性力视为真实力计入后，惯性系下的所有力学规律在非惯性系下都能成立。当惯性力做功与路径无关时，可以引入惯性力势能，引入惯性力势能并计入系统总机械能后，机械能守恒体系中的条件与结论也仍然成立。关键字:非惯性系; 惯性力; 惯性力势能 ABSTRACT Inertia force is unreal power in non-inertia system. It proves in this article that when inertia force is added as real power in non-inertia system, all the mechanical laws which apply in inertia system also do in non-inertial system. When inertia force’s doing work has nothing to do with path, potential energy can be brought in. The conditions and conclusions still apply in the system of conservation of mechanical energy when it adds potential energy to the total mechanical energy. Keywords:Non-inertial; Inertia; Inertial force potential energy 1非惯性系与惯性力我们在描绘物体的运动状态时，称选作参照场的物体或物体群，为参照系。又因为牛顿第一定律又称为惯性定律。所以凡适用用牛顿定律的参照系都可以称作惯性参

D3侧门锁耐惯性力分析报告

B/XRYF15-0009 无锡忻润汽车安全系统有限公司研发中心 30G耐惯性力计算报告件号 D3左/右侧车门锁总成件名 A36-6105100/200-110 2016-3-19

无锡忻润汽车安全系统有限公司研发中心 30G 耐惯性力计算报告批准：审核：编制：件名 D3 左/右侧车门锁总成件号 A36-6105100/200-110 计算依据 1、QC/T323-2007《汽车门锁和车门保持件》； 2、GB15086-2013《汽车汽车门锁和车门保持件的性能要求和试验方法》。结论经计算，后门锁体总成（XRN352-6205301/300）的惯性载荷（30g ）计算符合QC/T323-2007《汽车门锁和车门保持件》和GB15086-2013《汽车汽车门锁和车门保持件的性能要求和试验方法》的要求。备注

D3侧门锁的耐惯性力分析计算一、分析目的：根据GB15086-2013《汽车汽车门锁和车门保持件的性能要求和试验方法》的要求，应对汽车受到30g的惯性作用时，可能引起门锁的自持状态进行分析，确保门锁的可靠、安全性，以便投入生产使用。二、计算依据： 1、根据GB15086-2013中规定的耐惯性力要求数据（a=30g）; 2、将汽车假设为处于加速运动时，在垂直车门的方向受到30g的加速度的外作用力的作用下，根据静力学的分析计算方法来分析门锁处于的自持状态（锁紧还是打开状态）。三、计算要点： 1、据下列条件，评价门锁承受耐惯性负荷的能力 A对各零部件应能连续地施加冲击时的加速度， B 对弹簧力采用固紧位置的最大值与正常工作位置的最小值的平均值; C 摩擦力在计算过程中可以不予考虑; D 各部件的自重和惯性负载的分力可以不计。 2、对门锁各机构的分析 A 使得该门锁的棘爪、棘轮分离或啮合的机构中不可忽略的零件有件：棘爪、棘爪回位簧、棘轮、棘轮回位簧、外开扭簧、外开摇臂、外开连杆、内开摇臂，内开拉线。 B 各零部件的惯性力对门锁开闭影响的分析。