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惯性力的计算公式是什么

科普大全 2023-10-14 23:45:01
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惯性力的计算公式是什么

惯性力是指当物体加速时,惯性会使物体趋于维持原来的运动状态。如果以物体为坐标原点,看起来好像有一个反方向的力作用在物体上,所以叫惯性力。因为惯性力实际上并不存在,只有原本加速物体的力,所以惯性力也叫虚力。它的概念是因为牛顿运动定律在非惯性系中不适用而提出的。但为了便于思考,我们可以假设在这个非惯性系中,除了相互作用产生的力,还有一个非惯性系产生的力——惯性力。当系统中有加速度a时,惯性力的大小遵循公式:F=-ma (m为物体质量)。

比如公交车刹车的时候,车上的人因为惯性身体前倾,在车上的人看来有一个力在推动他们前进,这个力就是惯性力。然而,只有作用在公共汽车的刹车和轮胎上的摩擦力使汽车减速。实际上并没有推动乘客前进的力,只是不同坐标系下的惯性现象。

惯性力的引入是牛顿力学的一大耻辱。就是为了弥补物体在非惯性参考系中的运动不符合牛顿运动定律的虚力。

想象有一列静止的火车,车厢里光滑的桌子上放着一个小球。小球本来是静止的,现在火车开始加速。从地面上的人的角度来看(很明显,他选择了一个惯性参考系——地面),小球是不动的,但是从火车上的人的角度来看,小球是和火车反方向运动的,加速度和火车的加速度相等,方向相反。对小球进行受力分析。球只受重力和支撑力的影响,这两个力在垂直方向上是平衡的。根据牛顿运动定律,球无论如何都不会运动,但实际上,车里的人会看到球在运动。这是牛顿力学的一个局限。为了弥补这一缺陷,我们引入“惯性力”的概念,人为地给非惯性系中的物体加上一个与非惯性系的值相等、方向相反的加速度。因为这个“加速度”是由惯性引起的,所以引起这个“加速度”的力叫做惯性力,这样人们在火车上观察到的现象就可以得到形式上的解释。这只是利用非惯性系中的牛顿运动定律来研究问题。其实惯性是物体本身的性质,而不是力。


标签: 公式   惯性

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