2.惯性大小即惯性作用
物体的惯性,被认为是物体的一种无关作用的纯粹性质。然而惯性的事实说明,惯性有从保持变反抗的变化,即它能保持不受力物体的运动状态不变,又能在物体运动状态发生变化时产生作用使施力物体受到反抗。由于人们把惯性的含义固定为物体保持静止或匀速直线运动状态,所以惯性反抗不被人们接受,于是造出一个惯性大小的概念。惯性大小是主张者的一种非术语的俗称,不表示惯性有作用,即说惯性大小不是力。
人们似乎觉得惯性不恒定于保持静止或匀速直线运动状态,还是有所顾忌地避开物体运动变化时有作用,推出描述上含糊其词的惯性大小概念。惯性大小的解释是,“惯性的大小表示物体运动状态改变的难易程度”。改变物体运动状态有难易程度,显然是受到了阻抗,难易程度就表示受到阻抗的大小,应对阻抗是要用力的,只有付出力的代价才能感受改变的难易程度。很明显,难易程度和阻抗是一个问题的两面,可回归惯性的大小。人们不愿讲阻力或作用,只限于用明确的又糊涂解释的难易程度表述,并把难易程度只联系物体的质量,忘记了“物体运动状态改变”。
人推拉物体时,都会感觉到大的物体用力大,小的物体用力小,从而产生了物体质量不同惯性有大有小粗浅的初步的认识。这种认识没把惯性大小与物体运动状态变化即加速度联系起来又偏狭片面,因为物体由静到动不是匀速而是有加速度。由于大多接受非工程机械专业教育的人没学过惯性力概念,特别是课本或教辅中有一个虚假惯性力装神弄鬼,导致一些迷信虚假惯性力的人拼命反对真实的惯性力。反真实惯性力的人创造出惯性大小一词来作表面文章,惯性大小进一步解释:“一、惯性的大小表示运动状态改变的难易程度,而不是表示把物体从运动变为静止的难易程度。二、质量是惯性大小的量度,和其它因素完全无关。”第一种解释认为惯性大小联系难易程度,“而不是表示把物体从运动变为静止的难易程度”就错了。物体的运动与静止是两种状态,运动状态改变就包括从运动到静止和从静止到运动;物体由运动变为静止的难易,也是运动状态改变的难易。第二种解释将难易程度的阻抗由物质质量单独承担,忘记了此时的质量不是静止而在物体的运动状态变化过程中,质量上还附着加速度。
教科书断言:物体的惯性大小是由质量惟一决定的,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。这个论断片面,经不住归谬推理:若惯性大小只与质量大小有关,则要有质量大者惯性大质量小者惯性小,不计加速度就会得出抛一块比子弹质量大石头的力,一定比发射子弹的力大的错误结论。比如地面上的1块砖与捆绑在一起的10块砖,在静止或匀速直线运动时没有惯性大小的比较问题,只有由静止变运动或由运动变静止时,才有惯性大小的比较。说明惯性大小要在物体运动状态改变时才能表现,而运动状态改变就是有了加速度,衡量惯性大小不能不考虑加速度的大小。如果1块砖的加速度比10块砖的加速度大10倍,显然在1块砖和10块砖上所用的外力相同,也就是改变两物体的运动状态的难易程度相同,从而反映1块砖与10块砖的惯性大小相同。你若使1块砖的加速度更大,就要用更大的力,这时1块砖比10块砖的惯性大小要更大。
在一个光滑的平面上推一物体,若物体的惯性只是特定的性质而与作用无关,那么推物体的力就不成立。因为力总是成对出现互相作用,不存在无反作用力的单方作用力。不承认惯性的作用,使外力没有反作用力,就等于否定了牛顿第三定律。两物体静止或匀速直线运动时,不能说质量大的惯性大,只有静止与运动的相互转变或运动速度大小变化时才能谈到惯性的大小。两物体惯性大小的比较,要看各用外力的大小:一、加速度一定,质量大的物体运动状态改变需要的力大,质量小的物体运动状态改变需要的力小;二、质量一定,加速度大的物体需要的力大,加速度小的物体需要的力小。第一论断是质量决定惯性的大小,第二论断是加速度决定惯性的大小,这两种决定均需要共同因素“一定”的条件。因此,一定的惯性大小,要有质量与加速度的此减彼增或此增彼减的对应变化,不是由质量单薄单独的说了算,而是由质量与加速度共同决定。
惯性是如何转化为惯性力的,请看下面例子:许多人都有这样的经验,松动的锤头和锤柄在硬地面上蹾几下,锤头就能套紧在锤柄上。手拿锤柄与套在锤柄上的锤头同时向下运动,锤柄遇阻碍突然停止运动,锤头没锤柄那样的硬性阻碍因惯性还要向下运动;由于锤头从运动到停止要有很大的与运动方向相反的加速度,从而使锤头上又产生与加速度方向相反跟原来运动方向相同的惯性力;这种方向指向地面的惯性力发生在锤头上,相当于别物体敲击在锤头上,从而使柄榫上锤头克服摩擦阻力套紧在锤柄上。对于这个问题,人们的回答几乎众口一词,说是物体的惯性使锤头套紧在锤柄。这种回答不正确,是锤头产生的惯性力使锤头克服与锤柄的摩擦套紧在锤柄上。对此问题简单的辨析,是被蹾锤头与柄都不是惯性运动。物体的惯性运动不用力来维持也没有对别物体的作用,只有在物体的惯性运动受阻时转变为惯性力才能起作用。
惯性大小或许算作一种感性阶段的认识,说惯性大小表现外力作用物体的难易程度已经触及到惯性力了,当把难易程度换位到惯性产生作用时便拘泥成说不敢越雷池半步;乃至感觉到改变物体运动状态受到莫名阻碍,也不敢说是受到了惯性力:这都是学习缺陷教材又死搬教条造成的可怜结果。按教科书上惯性的定义,惯性与惯性的大小有联系犹如一条河的泾渭分明表现为两个概念。人们认为匀速直线运动是惯性的性质,这个被认为是惟一状态的性质难说有大小;假设惯性的性质不可以量度,则惯性的大小一定可以量度。惯性大小既然与质量和加速度都有关系,也就是与牛顿第二定律有关系,因而惯性的大小决定于牛顿第二定律。
2014年7月20日
红包分享
钱包管理

