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惯性定律为什么是牛顿第一定律的别称

来源:不详       更新时间:2010-9-20 11:27:38
 
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  伽利略虽然发现了 “惯性原理”,但他并没有完全摆脱亚里士多德的影响,尽管他明确地指出了在无摩擦无边际的水平平面上运动将是永恒的匀速直线运动,但在其他地方,特别是在较早出版的《对话》一书中,他却一再强调均匀 圆运动 才可能是天然的和永恒的.他说他同意亚里士多德的那些结论,承认世界上是一个具有三度空间的体系,因此是最完善的.由于世界是最完善的,它就必然是秩序井然的.“为了维持宇宙各部分的完善秩序,那就必需说运动的物体只能沿圆周运动,如果有什么不沿着圆周运动的物体,那它就必然是不动的.这就是说,只有静止和圆周运动适宜于维持秩序.”所以显然在这里伽利略所说的平面是指各部分和地心等距离的水平面而不是空间的一条直线.

  法国的哲学家笛卡儿( 1596 — 1650 年)在阐明运动量守恒规律时提出: “运动的本质是,如果物体处在运动之中,那么如无其他原因的作用的话,它将继续以同一速度在同一直线方向上运动,既 不 停下来也不偏离原来的方向.”这为人们最终获得惯性定律搭好了跳板,在笛卡儿看来惯性是忍受外界作用的能力,但笛 卡儿曾猜想 惯性是可变的, 即速度 不同惯性也不同,这是他的失误.

  英国物理学家数学家、经典物理的奠基人牛顿( 1642 — 1727 年)在前人的研究基础上于 1687 年发表了历史巨著《自然哲学的数学原理》中对力学的几个基本概念下定义,其中定义 3 : “物质的惰性力或固有力是一种反抗的能力,由于这种力,任何物体都要保持其静止的或匀速直线运动状态的现状.”对此定义牛顿又作了如下的说明:“由于物质的惰性,物体要脱离其静止状态或运动状态是困难的,基于这种考虑,这种表示惰性的力可以用一个最确切的名称,叫惯性力.”惯性作为一个物体在运动中表现出来的固有的或天然的属性名称一直沿用到今天,这是牛顿首先提出的.牛顿还认为:“这种力总是与具有该力的物体成正比.”这句话在现代教科书上通常写成:一个物体的质量是它的惯性大小的量度,质量大的物体惯性大.

  牛顿继续在 “原理”中提出了运动三定律,冠以首位的是:定律 1 : “每个物体都要继续保持它的静止状态或沿着笔直的直线和匀速运动的状态.除非对它施加外力,以迫使它改变这种状态.”这个定律揭示了任何物体都具有一种保持其原来运动状态的特性即惯性,当物体不受力时,它处于静止匀速直线运动状态,体现了它保持原来运动状态的特性,当物体受到外力作用时,惯性会对运动状态的改变进行反抗,这时这种特性就明显表示出来.所以惯性的正确认识和惯性定律的建立最终应该归于牛顿,因此牛顿第一定律又被称为惯性定律.

  牛顿第一定律(惯性定律)的建立,具有深刻的哲学意义,它告诉人们惯性是所有物体具有的本性,打破了地上运动和宇宙空间运动的人为界限,统一了宏观与微观的运动,并提出了处理任何运动的单一模式.由此出发可顺利研究物体运动状态改变的原因,它是第二、第三定律的基础.

  人类对于惯性的认识从亚里士多德到伽利略再一直至牛顿,经历了 2000 多年无数个有名无名的科学家的探索才逐渐趋向完美,而其中对伽利略的用理想实验的思想方法给人以深刻的启迪,这段历史对每个学习物理并愿通向成功 之路者是 最好的借鉴.

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