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說說慣性力
送交者: newwild 2019年10月18日19:56:06 於 [五 味 齋] 發送悄悄話

慣性力是一種虛構的力。虛構的意思大家都明白,那就是實際上是不存在的,是人們想象出來的。為啥要虛構慣性力?那是要把複雜的動力學問題轉化為簡單的靜力學問題。

動力學問題就是物體在做加速運動時的力學問題,而靜力學問題就是物體不做加速運動時的力學問題。它們都屬於經典力學,非常古老。對於一個質點,就是一個牛頓第二定律來描述。對於一個有體積的物體,只要把這物體看成無數個質點,然後對每個質點應用牛頓第二定律就能搞定了。牛頓第二定律是一個非常簡單的方程,中學物理就已經學了。它左邊是一個合力,右邊是質量乘加速度。對於靜力學問題,因為沒有加速度,所以方程右邊等於零。也就是說,靜力學問題就是所有力合起來要為零,所有力都要互相抵消掉。

靜力學問題只涉及力,不涉及運動學和動力學,所以比較簡單,有很多非常有效的解法。而動力學問題因為涉及運動學和動力學,要複雜許多。人們就想,要是能把動力學問題轉化為靜力學問題,那就太好了。如何轉化呢?那就是把牛頓第二定律的右邊項質量乘加速度移到左邊去,和合力放一起。然後把這個質量乘加速度看做是一個新的分力,這樣動力學方程在數學上和靜力學方程就一模一樣了,於是以前用於靜力學問題的所有的有效解法,就可以完全照搬了。這真是個奇妙的想法!我們把左移的質量乘加速度項稱為慣性力。但它不是一個真正的物理意義上的力,它只是方程的一個項,在數學處理時作為力來對待。如果把它看成是真正的力,那他的物理肯定是師娘教的。


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