哥式惯性力
相对运动中的哥氏惯性力演示实验
图示系统，已知园盘以匀角速度e ω绕o 作定轴转动，带轮以匀角速
度r ω相对园盘作高速转动，此时带轮两侧张紧的运动胶带呈现向内侧凹的挠曲现象。 分析：将动参考系固连于园盘，不失一般性，考察某瞬时胶带中部
小质量块（视为质点）相对转动参考系的运动。其运动分析如图1所示。质点在非惯性系中运动和力之间的关系可由质点相对运动动力学方程描
述，即 kg eg r F F F a m r r r r ++Σ= （1）
其中e eg a m F r r ?=，k kg a m F r r ?=为由参考系本身的运动所引起的附加项，在质点相对转动参考系的运动中具有与真实力相同的作用，分别称为牵连惯性力和哥氏惯性力。
假设运动胶带初始时在转动参考系中没发生挠曲，则
const r v r r ==ωQ ，∴0=r a r
质点在动系中的运动可简化为在动系中的相对平衡问题，即
021=+++kg eg F F T T r r r r （2） 当eg kg F F >时，这种平衡状态不能维持。胶带必在哥氏惯性力作用下向内侧凹陷，这样张力才有可能去平衡哥氏惯性力和牵连惯性力，如图2所示。然而在胶带向内凹的同时，质点m 也获得了在胶带
张力以及牵连惯性力和哥氏惯性力的合力作用下沿胶带挠曲变形后的轮廓线作曲线运动的相对法向加速度n r a r （指向与eg F r 相同），如图 1
所示。此时相对平衡状态已不存在。因此，当胶带在哥氏惯性力作用下发生挠曲后，作用在质点m 上的张力的合力，一部分用来平衡哥氏惯性力，一部分则用来使质点m 获得作曲线运动所需的相对法向加速度。
当e ω很小而r v r r ω=很大时eg kg F F ??，eg F r 的影响可忽略。运动胶带向内侧凹陷的挠曲变形
完全由哥氏惯性力引起。
进一步分析可知，忽略牵连惯性力，两侧张紧的运动胶带系受沿胶带均匀分布的哥氏惯性力作
图1
F r eg r
图２
图3
T 2用而发生弓状挠曲现象。其一侧受分布哥氏力而挠曲的现象如图3所示。
当e ω为顺时针转向时，两侧运动胶带呈现向外凸的挠曲现象，可作类似分析，不再赘述。
思考题
运动胶带在转动园盘中出现挠曲现象的原因是什么？
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
浅谈对力学发展史给我的启示 ——张自宣 201002007003 物理学是一门基础学科，是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学，探索物质世界及其运动规律。物理学史研究人类对自然界各种物理现象的认识史，研究物理学发生和发展的基本规律，研究物理足额概念和思想发生和变革的过程，研究物理学是怎样成为一门独立学科，怎样不断开拓新领域，怎样产生新的飞跃。只有了解了物理学发展的历史，才能更加深入地认识物理学的宏伟壮观。通过对物理学史的学习，我不仅增长见识，加深对物理学的理解，更重要的是从中受益，开阔眼界，从前人的经验中得到启示。其中，力学的发展史更是让我感受颇深。 力学是物理学中发展最早的一个分支，它和人类的生活与生产联系最为紧密。公元前两百多年前阿基米德的杠杆原理和浮力原理以及中国古代的春秋战国时期，以《墨经》为代表的墨家总结了大量的力学知识开始，这些都是力学科学的萌芽，为以后力学的发展起到了十分积极推动的作用。进入到16世纪，航海、战争和工业生产的需要，力学研究得到了真正的发展。16—17世纪，以伽利略为代表的物理学家对力学开展了广泛的研究，得到了落体定律。随后，牛顿建立了牛顿运动三定律和万有引力定律。D.伯努利、拉格朗日和达朗贝尔等人对牛顿建立的力学体系进行推广和完善，形成了系统的理论体系，取得了广泛的应用并发展出了流体力学、弹性力学和分析力学等分支。到了18世纪，经典力学已经相当成熟，成为自然科学中的主导和领先学科。在力学发展的历史进程中，一批又一批的科学家为坚持真理、发现真知而不懈奋斗，艰苦探索，坚守物理学家的操守和内心对于真理的渴望与信仰，为人类社会的发展和进步起到了极大的作用物理学的发展是一个漫长艰辛的过程，需要物理学家们不断地探索，一直的坚持。第谷观测天体运动整整二十年，直到他临终前把自己多年积累的天文观测资料留给开普勒，嘱托他把这些观测结果整理发表出来。开普勒遵照第谷的遗嘱，克服了种种困难，经过艰苦繁杂的计算和编制，最终发表了《鲁道夫星表》。同时，开普勒敏锐的直觉告诉他，第谷所记录的数据中应该包含着天体运动的规律。他开始运用数学方法对第谷的数据资料进行系统的分析整理。要在浩瀚的数据资料中找到普遍适用的数学公式就好像时要在大海里捞针，需要进行无休止的繁琐的计算。这是一件艰巨而又几乎是毫无希望的事情，可以想象得到，靠谱了要有何等的毅力才能把这件工作坚持做到底。经过十七年的努力奋斗，开普勒三定律终于都能够横空出世。开普勒三定律系统总结了行星运动规律，这是第谷和开普勒合作的成果，是精确的科学预测与严密的数学推算相结合的典范，更是不断坚持探索精神的产物，这是在每一位物理学家身上所闪耀着的耀眼的光辉。 物理学发展的过程需要我们不断怀疑，敢于质疑权威，确实做到不唯书、不唯上、只为实。从最初的哥白尼提出日心说，就推翻了自古希腊占统治地位的地心说，地心说认为地球是不动的宇宙中心。由于亚里士多德-托勒密的地心说理论成为中世纪神学世界观的重要精神支柱，而天文学的发展却越来越多地解释了这个理论的荒谬，于是天文学就成为冲破神学束缚的一个突破口。文艺复兴的思想解放运动为打破地心说理论提供了思想动力和精神基础，而这个理论体系的打破又给予宗教神学以沉重的打击，使文艺复兴运动更具有实际内容，天文学也就因此首先进入近代科学的大门。这是一场斗争，只有通过对陈旧思想进行批判才
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 =+=+∑
惯性力
浅谈惯性力 在物理学中，大多数的力都有施力物体。然而惯性力却不然，惯性力是没有施力物体的力。它是为了满足牛顿运动定律在非惯性系中的数学表达形式不变而引入的。 惯性力是指当物体加速的时候，惯性会使物体保持原有的运动状态的倾向，若是以该物体为参照物，看起来仿佛有一股方向相反的力作用在该物体上，因此成为惯性力。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，所以惯性力又称假象力。形象的体现了惯性力的不存在性。 例如我们在乘公车的时候有一个明显的体会就是，当司机忽然加速的时候，我们的身体会向后倾，有时甚至会因为一些人的没扶好支撑物而跌倒。这时，人们就会想，我们向前后倾是因为什么物体给我们了一个力呢？实际上这里根本不存在一个将我们向后推动的力，这只是惯性在不同参照系下的表现而已。当汽车加速运动时，地面上的人看到汽车里面的人是运动的且加速度和汽车加速度是一样的。但是汽车里面的人看到与他们一起乘车的人却是静止不动的。如果我们对人进行受力分析，那么人受到重力和支持力。这两个力是平衡的。根据牛顿运动定律，人是不会移动的，但是人确实又移动了。这就是牛顿力学的一个局限。为了拟补这个缺陷，我们引入了惯性力这个概念。在处于非惯性系中的物体上人为的加上一个与该非惯性系数相等，方向相反的加速度。因为这个加速度是由于惯性引起的，所以将这个加速度的力成为惯性力。这样就可以解释我们在坐汽车时遇到的现象。
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
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
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浅谈科里奥利力在自然界和人类生活中的影响
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。
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
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
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）］
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 。