身边的物理-惯性定律

惯性定律，你周围看不见的“力量之手”。

我们经常遇到这样的情况:当我们在公共汽车上时，我们突然踩下刹车，我们的身体会突然失控地向前倾斜并摇晃。有时我们甚至把头撞到前挡风玻璃上……你有没有注意到并思考过我们周围的这些小事情？你知道为什么会这样吗？惯性定律也叫牛顿第一定律，它的陈述内容是，所有物体在没有外力的作用下总是保持匀速直线运动状态或静止状态，直到外力迫使它们改变这种状态。这个定律不仅科学地阐述了一个物理概念，而且包含了力和惯性两个元素，正确地解释了力和运动状态的关系，从而开创了力学史上的一个新时代。这一基本定律的发现与三位著名科学家有关:伽利略、笛卡尔和牛顿。在16世纪的19世纪90年代，伽利略做了这样一个实验:让球从静止状态沿着斜坡向下运动，球会“冲”到另一个斜坡上，如果没有摩擦力，球会上升到它原来的高度。如果你减小第二个斜面的倾斜度，球仍会在这个斜面上达到相同的高度，但此时它会移动得更远。继续减小第二个斜坡的倾斜度，当球到达相同高度时，球会离得更远。所以他想:如果第二个斜坡变平了，球会永远移动。伽利略通过这个实验认识到，对运动物体的阻力越小，其运动速度下降越慢，运动时间越长。他还通过进一步的推理得出了结论:在理想情况下，如果水平面是绝对平滑的，物体的阻力为零，它的速度不会减慢，那么它将永远以恒定的速度运动。后来，笛卡尔等人在伽利略研究的基础上进行了更深入的研究。他得出结论，如果一个运动的物体不受伯努利力的影响，不仅速度不会改变，而且运动的方向也不会改变。它将沿着原来的方向匀速运动。他还认为这应该成为一个原则，这是整个自然观的基石。后来，英国著名科学家牛顿总结了前人的研究成果，并在此基础上总结出一条重要的物理定律:当所有物体不受外力影响时，它们总是保持静止或匀速直线运动。这是牛顿第一定律，也称为惯性定律。牛顿曾经说过:“我成功是因为我站在巨人的肩膀上。”可以说，牛顿总结了牛顿的第一定律，一个著名的科学定律，正是因为他吸收了伽利略、笛卡尔等人的研究经验和成果。即使是极其聪明的牛顿，没有他的前辈们的努力和经验也不可能成功。这也告诉我们，只有吸取前人的经验，我们才能更快更好地成长。我们在前辈的肩膀上成长。我们都有在餐桌上用力翻鸡蛋的经验，容易翻的是煮熟的，不容易翻的是生的。这种区分生鸡蛋和熟鸡蛋的方法是应用I比率。这是因为生鸡蛋中的蛋黄和蛋白是液态的。当蛋壳旋转时，蛋壳中的液体不容易旋转，因为惯性保持了原来的静止状态，阻碍了蛋壳的旋转。如果我们用手按下旋转的鸡蛋，让它走，我们会发现鸡蛋并没有停止摇晃，并将继续旋转几次。这是因为当我们挤压蛋壳时，蛋壳有停止移动的趋势，但是里面的液体仍然保持它的旋转状态。放开后，液体会带动蛋壳旋转几次。煮熟的鸡蛋内外一体，所以上述情况不会发生。生活中惰性无处不在。我们应该利用惰性，防止它给我们带来的伤害。许多交通事故造成的伤亡都与物体的惯性有关。为了减少此类事故的再次发生，公路交通管理中有许多要求和措施。例如，对机动车辆速度的限制；要求司机和前排乘客使用安全带；车与车之间保持一定的距离；禁止超重；向前转弯时，减速等。