物理:惯性系、非惯性系是什么?请详细讲一下包括概念、举例等.
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/24 00:43:51
物理:惯性系、非惯性系是什么?请详细讲一下包括概念、举例等.
物理:惯性系、非惯性系是什么?请详细讲一下
包括概念、举例等.
物理:惯性系、非惯性系是什么?请详细讲一下包括概念、举例等.
指的就是参考系是不是静止的(匀速运动同样算)
惯性是匀速(静止)的
非惯性是参考系有加速度的
人们把参照系进行了分类,凡是牛顿第二定律能够适用的参照系称为惯性参照系,反之,牛顿第二定律不适用的参照系称为非惯性参照系
经典力学对力定义相当简单明了——力是物体对物体的作用,不错,相当简单明了!于是,人们认为只有具备两个或两个以上的物体才资格谈力,凡是谈到力则一定有施力物体,也有受力物体,这似乎与人们的生活实践相一致。
可是,当人们坐在车上,并以车为参照系时,我们发现车上的物体居然可以无缘无故地加速运动起来,似乎有一个力作用在物体之上,这是一个什么力呢?它具有什么性质呢?施力物体是什么?无论我们怎样努力...
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经典力学对力定义相当简单明了——力是物体对物体的作用,不错,相当简单明了!于是,人们认为只有具备两个或两个以上的物体才资格谈力,凡是谈到力则一定有施力物体,也有受力物体,这似乎与人们的生活实践相一致。
可是,当人们坐在车上,并以车为参照系时,我们发现车上的物体居然可以无缘无故地加速运动起来,似乎有一个力作用在物体之上,这是一个什么力呢?它具有什么性质呢?施力物体是什么?无论我们怎样努力寻找,始终无法把这个力的施力物体找出来。为了弄清楚原因,我们下了车,在地面上以地面为参照系再来观察一翻,这时,我们恍然大悟,原来当车一旦发生加速运动时,车上的物体就会在车相对于车厢加速运动起来,物体根本没有发生运动而是保持静止状态,物体并没有受到力的作用,当然我们找不到施力物体了。可见,在不同参照系上观察物体的运动,观察的结果会截然不同!
于是,人们把参照系进行了分类,凡是牛顿第二定律能够适用的参照系称为惯性参照系,反之,牛顿第二定律不适用的参照系称为非惯性参照系。牛顿第二定律所谓是否适用,我们考虑的因素实际上是力的产生条件,如果具备力的产生条件,则必然符合牛顿第二定律。通过总结,人们发现,凡是相对地面静止或者做匀速直线运动的参照系都是惯性参照系,而相对于地面做变速运动的参照系是非惯性参照系;在众多的惯性参照系中,相对地面静止的惯性参照系具有特殊的优点,把它叫做绝对惯性参照系。
人们惯性参照系进行了诸多的讨论同时,还对非惯性参照系进行了讨论。一个物体在非惯性参照系中似乎在力作用下发生了加速运动,可是找不到其施力物体。为了迎合牛顿第二定律,人们假设了物体受到一个力的作用,这个力由物体的质量及其加速度的乘积决定,但是由于找不到施力物体,人们认为这不是一个真实存在的力,而是一个虚构的力,把这个力称为“惯性力”。
很明显,“惯性力”大小取决于物体的加速度大小,而物体的加速度大小实际又取决于非惯性参照系相对于惯性参照系的加速度。可见,经典力学在讨论非惯性参照系时,一刻也离不开惯性参照系,离开了惯性参照系就是寸步难行。于是,经典力学最终落入了参照系循环的圈套!
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这个问题很关键,是学习力学的根本。没分也认真给你说一下,并举一个实例说明。
惯性系:牛顿第一定律成立的参考系为惯性系。
非惯性系:当然就与上面的相反了。
说白了是牛顿创造的牛顿力学适用的参考系叫惯性系,当然后来又发明了一个惯性力的东西来推广牛顿力学的适用范畴。
但是这么说估计你也学不好,解释一下:
依牛顿第一定律,不受力的物体如在此参考系内静止或匀速运动,则...
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这个问题很关键,是学习力学的根本。没分也认真给你说一下,并举一个实例说明。
惯性系:牛顿第一定律成立的参考系为惯性系。
非惯性系:当然就与上面的相反了。
说白了是牛顿创造的牛顿力学适用的参考系叫惯性系,当然后来又发明了一个惯性力的东西来推广牛顿力学的适用范畴。
但是这么说估计你也学不好,解释一下:
依牛顿第一定律,不受力的物体如在此参考系内静止或匀速运动,则此参考系为惯性参考系。一般很难遇到。实际问题中一般只存在近似的惯性参考系,如地表,或相对地表匀速运动的参考系。因为在这样的参考系内,物体不受力的时候基本上是静止或匀速运动的。因此在问题结论不受此微小非惯性特征影响的情况下把这样的参考系基本上也叫作惯性参考系。
整明白什么是惯性系了再说说非惯性系,毫无疑问凡是不符合惯性系的都是非惯性系。举例说明:典型的是相对地面加速运动的参考系,容易被迷惑的是参考系原点相对地面静止或匀速运动,但参考系本身相对地面旋转,也是非惯性系。基本明白了吧?
但有些时候以上分析并不绝对,要弄明白一些题目中关注的细节区别才可以。现在举例说明
比如说静止轨道卫星,有人说这不也相对地面静止吗,如果把参考系建立在卫星上,也就是站在此卫星上观察卫星上的东西,会发现它受到地球的引力,却相对本参考系静止,显然违背牛顿第一定律,是非惯性系阿。当然严格的说地表参考系也存在这样的问题,但是为什么就可以忽略了,而可以当作惯性系呢?
没错,向心加速度计算为角速度平方*R,站在地球表面,与处在同步轨道,毫无疑问角速度都是一样的,但是半径就差了6倍。因此同步轨道的向心加速度比地表参考系的加速度大六倍(此分析方法只对同步卫星有效)。看起来相差并不大,还没超过一个数量级,但实际上由于问题研究的需要不同而导致看法不同,
详细的计算一下向心加速度你就知道了:卫星参考系的加速度约为g/36 ,地表约为g/216。对于地表的物体,往往研究短时短距运动特征。此微小的加速度几乎可以忽略。而对于同步轨道物体,往往研究长时间长距离运动特征,一点小小的加速度都会严重影响物体的运动规律。这就是著名的失之毫厘谬以千里的意思。因此一般对于物理问题常常把地表参考系叫做惯性系,而把卫星的自然参考系说成是非惯性系。
但如果在地表研究长时长距运动特征,必须要考虑地表的非惯性特征,比如说分析地球大气流动中著名的惯性力科里奥利力造成的信风带。
总而言之具体问题具体分析,可以忽略才能忽略,不能忽略的被忽略了,叫瞎忽略。认真思考,你才会理解物理本质,建立物理常识。问题摆在面前你才可以准确的判断出用什么物理模型是适用的。
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