惯性原理

在本文中,您将找到物理学中惯性原理的表述及其数学公式。此外,您还可以看到一些日常生活中惯性原理的例子。

惯性原理是什么?

惯性原理,也称为牛顿第一定律,是一条物理规则,其规定如下:

如果没有外力作用,物体保持静止或匀速运动。换句话说,必须向物体施加外力才能改变其运动或静止状态。

例如,静止在地面上的物体在受到力作用之前不会移动。

因此,惯性原理意味着,如果一个物体做匀速直线运动(以恒定的线速度),这可能有两个原因:没有外力作用在它身上,或者整个系统的力结果为零。 。

除了惯性原理之外,物理学家艾萨克·牛顿还提出了另外两个被认为是力学基础的原理:动力学的基本原理以及作用和反作用力原理。

在物理学中,惯性原理也称为惯性定律,因此如果您听说过这个术语,那么它的含义完全相同。

惯性原理的例子

现在您已经了解了惯性原理的定义,在本节中您将通过几个该原理的示例来更好地理解其含义。

  1. 惯性原理的一个说明性示例是放置在地板上的静止桌子。如果没有人推桌子,它就不会移动并保持在原地。但如果对桌子施加足够大的力,它就会获得速度,从而改变其运动状态。
  2. 惯性原理的另一个例子是空间探测器以恒定速度穿过空间。一旦克服了行星的引力影响,太空中就不再存在摩擦力或任何其他类型的力。因此,太空探测器在太空中以恒定速度移动,因为没有力作用在它上面。
  3. 以恒定速度移动的汽车也是惯性原理的一个例子,因为要在没有加速的情况下移动,合力必须为零。当汽车向前移动时,会产生一个与运动相反的摩擦力,因此要以恒定速度移动,汽车的发动机必须施加大小和方向相同但方向相反的力。这样,两个力相互对抗,汽车始终以相同的速度移动。

惯性原理公式

从数学上讲,惯性原理的公式表明,如果施加到物体上的力的总和为零,则该物体的加速度也为零。反之亦然,即如果物体的加速度为零,则外力之和也必然为零。

\displaystyle \sum F=0 \ \Leftrightarrow \ \frac{dv}{dt}=0

另一方面,惯性原理也可以用动量(或线性动量)来表述,因为当动量恒定时,外力之和为零。

\displaystyle \sum \vv{F}=0 \ \Leftrightarrow \ \vv{p}=\text{constant}

请记住,这些表达式仅用于以代数方式表达惯性原理。重要的是你要理解牛顿第一定律的概念,并且所有力的总和必须为零才能满足它。

惯性原理的一种应用是解决物理问题。事实上,物理练习通常都是基于牛顿三定律。您可以在这里练习根据惯性原理进行求解练习:

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