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惯性定律不成立的理论分析

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何谓“惯性”:(牛顿认为)物体保持静止或者匀速直线运动的性质,是任何物体都具有的一种属性。通常,静止状态是唯一的,而匀速直线运动状态,是在外力的作用下,水平速度的稳定状态,即使在外在阻力忽略不计的情况下。开车的人都有这样一种体验,车子开得越快,汽车越发飘。事实上,就是因为汽车速度越快,重量越轻(对地面的压力越小)。然而,要想保持运动物体减轻重量的状态,除了保持原有的运动速度外,别无他法。
牛顿告诉我们:任何物体都是保持静止或匀速直线运动的状态,直到其他物体所作用的力使它改变这种状态为止。这就是著名的“惯性定律”。那么,牛顿的这种提法到底是对,还是不对呢?我只能说,对一半,错一半。静止状态下的物体可以保持其“惯性”,匀速运动状态的物体不可能保持“惯性”。而我们通常理解的“惯性”指的却是匀速运动下的状态。该状态恰恰是错误的。其实,谁也不把静止当作“惯性”看待,也就是说,不是“惯性”的“惯性”,在惯性定律中属于正确的成份,反倒我们认为是惯性的东西——匀速直线运动,在惯性定律中是错误的部分。事情还真是吊诡。
有人会问,既然你认为惯性定律不成立,就请说明你的理由吧,最好用理论分析一下。根据力的合成可知,当物体运动不脱离地面时,物体的重力与水平外力形成一个向着运动前方的斜下方的矢量合力,该合力为mg,故,物体垂直向下的重力分力是mgsinβ,物体水平方向的分力是mgcosβ。Β为矢量合力与水平面的夹角。当物体匀速运动时,v=at=mgcosβ×t,其中,t是自匀速状态开始,到物体完全停止为止的时间。因a=v/t,则a=f(β)=mgcosβ,β为变量。它的变化范围(0≤β≤π/2),当物体静止时,β=π/2。当β=0时,物体对地面的压力为零。
所以,在地面上运动的物体,π/2>β>0。匀速运动是在外力撤除后形成的(瞬间)状态,即便是在任何外在的运动阻力忽略不计的情况下,也会让自身重力自动回归垂直地面的状态,逐渐稳定的减速,直至完全停止。当匀速v确定时,t也是固定的时间段,在外在阻力忽略不计时。注意,a不是外在动力产生的水平加速度。
重力是物体自身永恒之力,而匀速v=at,则a=v/t(单位时间内形成的加速度)随着时间的延长,a逐渐减弱,形成减速形态,直至运动停止。物体进入真“惯性”状态——静止状态。所以,在所有外在阻力忽略不计的情况下,物体仍旧会自动停止,而不是无限地运动下去。此a(=v/t)非彼a[=(v-v0)/t)],此a为转化成的运动物体的内力,而彼a为外力形成的加速度。此a可以等于彼a,也可以不等于。此a只与匀速v相对应,而彼a与外力的作用过程有关。它们在怎样的情况下相等呢?只有在外力保持恒定的a加速时,所获得的v速度,其加速时间为t。则a(=v/t)=a[=(v-v0)/t)]。


1楼2014-09-30 11:28回复