慣性力基本介紹

2020-12-03 建設工程教育網

　　慣性力是指當物體加速時，慣性會使物體有保持原有運動狀態的傾向，若是以該物體為坐標原點，看起來就仿佛有一股方向相反的力作用在該物體上，因此稱之為慣性力。因為慣性力實際上並不存在，實際存在的只有原本將該物體加速的力，因此慣性力又稱為假想力。它概念的提出是因為在非慣性系[1]中，牛頓運動定律並不適用。但是為了思維上的方便，可以假象在這個非慣性系中，除了相互作用所引起的力之外還受到一種由於非慣性系而引起的力——慣性力。

　　例如，當公共汽車剎車時，車上的人因為慣性而向前傾，在車上的人看來仿佛有一股力量將他們向前推，即為慣性力。然而只有作用在公交車的剎車以及輪胎上的摩擦力使車減速，實際上並不存在將乘客往前推的力，這只是慣性在不同坐標系統下的現象。

　　慣性力的引入是牛頓力學的一大恥辱，它是為了彌補在非慣性參考系中物體的運動不滿足牛頓運動定律而引入的假想力。

　　設想有一靜止的火車，車廂內一光滑桌子上放有一個小球，小球本來是靜止的；現在火車開始加速啟動，在地面上的人（顯然他選用了一個慣性參考系——地面）看來，小球並沒有運動，但是在火車上的人看來，小球沿著與火車運動方向相反的方向在運動，且加速度和火車的加速度大小相等，方向相反，對小球進行受力分析，小球只受到了重力和支持力的作用，且這兩個力在豎直方向上是平衡的，根據牛頓運動定律，小球無論如何都是不會運動起來的，但是事實上車上的確實會看到小球在動。這是牛頓力學的一個局限。為了彌補這個缺陷，我們引入了「慣性力」這個概念，在處於非慣性系中的物體上人為地加上一個於該非慣性係數值相等，方向相反的加速度，因為這個「加速度」是由於慣性引起的，所以將引起這個「加速度」的力稱為慣性力，這樣就可以從形式上解釋火車上的人觀察到的現象。這只是為了能在非慣性系裡面運用牛頓運動定律研究問題，事實上慣性是物體本身的性質，而不是力。

責任編輯：芊墨

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