介绍惯性定律_科普之友

大约在2000年前人们已经提出了运动和力的关系问题。在当时有名的学者亚里士多德从对一些运动的观察中得出结论：必须有一个恒定的力作用在物体上，物体才能够以恒定的速度运动，没有力的作用，物体就静止下来。在他看来，力就是物体运动的原因。在亚里士多德时代以后的2000年内，人们对运动和力的关系的认识一直没有什么重大进展。直到17世纪，伽利略才向着正确的认识迈出了第一大步。他把事实和思维结合起来，大胆地断言：一量物体具有某一速度，只要没有加带或减速的原因，这个速度将保持不变。也就是说，当没有外力作用于物体时，物体将保持静止或作匀速直线运动。在伽利略看来，力并不是物体运动的原因，而是运动状态发生变化的原因。伽利略的结论与亚里士多德的结论完全不同，但是他的观点能很好地说明各种问题。
在观察和分析了大量物体运动的基础上伽利略着重研究了物体在斜面上的运动。他注意到物体沿斜面向下运动时，速度不断增加，沿斜面向上运动时，速度不断减小。伽利略根据这一事实进行讨论，没有倾斜的水平面上，物体的运动应当是没有加速也没有减速，刀就是说速度应当是不变的。当然，伽利略知道，这种水平运动的速度实际上并不是不变的，而是逐渐减小的，这是因为物体受到了磨擦力阻碍的缘故。磨擦力越小，物体以接近于恒定速度运动的时间就越长，在没有磨擦的理想情况下，物体将以恒定的速度持续运动下去。伽利略这种理想化的运动，是一种科学的抽象，它更深刻地反映了事物的本质，在现在惯性定律可以用近代的实验设备近似地得到证明：把物体放在一个导轨上，并高法使物体和导轨之间形成气层，和气垫船的道理一样，物体沿导轨运动时磨擦可以减到很小，这时推动一下物体，可以扯到物体的运动很接近匀速直线运动。当然，惯性定律的正确性主要还在于它所推出的结论都与实验结果相符。伽利略的观点后来由牛顿总结为运动第一定律，所以说牛顿第一定律就是伽利略最早发现的惯性定律。