物体在空间里是以惯性状态存在的,而在地球上,因为有引力的存在,所以每个物体都是有质量的,这个质量的存在就是惯性存在的一个需要前提,还有一个需要的前提就是物体的运动,物体的运动惯性之间是正比的关系,以一个生活的例子来说,就是在高速前进的物体的瞬间碰撞力是大的,这就是物体在惯性的作用下的一个结果。
惯性指的是,具有质量的物质可以始终处于:
1、静止
或
2、匀速直线运动
状态之下,直到有外力来破坏它。
物体不会自己莫名其妙的动起来,这种保持静止不动的惯性,是很好理解的,没有出常识的范畴,出常识的范畴的其实是惯性定律的第二种情况,物体可以始终保持在匀速直线运动状态之下,就很不符合常识,也是让人觉得费解的地方。
毕竟,在地球环境中,你推一辆车,只要你停止推动,很快小车就会停止下来,它可不会因为你推了它一下,就始终保持匀速直线运动状态。
但实际上惯性定律的第一条和第二条在本质上是一致的,这种一致表现在两个方面。
第一:静止和匀速直线运动状态不可分辨,它是说在一个密闭的环境中,我们无法感知自己是处于运动状态还是静止状态。
第二:改变静止或匀速直线运动状态都需要消耗能量,消耗力其实就是消耗能量。
因为能量守恒,所以物质具有惯性。
由于牛顿那时候还不知道能量守恒定律,所以他简单地把惯性定义为物质的一种固有属性,并没有解释为什么物质具有惯性。但现在我们可以用能量守恒来理解为什么物质具有惯性。
我们这个世界是一个能量守恒的世界,这个道理伽利略和牛顿在想出惯性定律的时候其实还不知道,但现在我们很清楚的知道,我们这个世界是能量守恒的世界。
什么是能量守恒呢?
它的意思是,能量既不能凭空产生也不能凭空消失,它只会从一种形式转变为另一种形式,常见的能量形式包括:机械能、热能、电能、化学能、核能等等。
静止的物体突然动起来,在这两个不同的状态之间,它们的能量是有差别的,很显然运动中的物体具有更高的能量。既然能量守恒,那就意味着需要得有能量的输入,静止的物体才能动起来,这很符合我们的常识。如果静止的物体不需要能量的输入就能自己动起来,那这世界就太美好了。
但这里要提醒大家注意,在化学反应中,静止的液体看起来好像是在没有外力的作用下就自己动起来,但那是化学反应释放出了能量,这就像静止的一瓶可乐,在您拧开盖子后,里面的液体冲天而起,这并不违背惯性定律,因为可乐里的高压二氧化碳从高压到常压就是在释放能量,所以能量才是我们理解惯性定律的关键,而不是力,力只是一种表象。
反之,运动中的物体如果停止下来或者减速或者加速,都涉及到能量的变化。如果能量变多了,那就需要输入能量,如果能量变少了,那就需要有一个能量去向的解释,能量去哪里了?对于,有摩擦力的地面来说,物体的动能较终都变成了热能,伴随着能量的释放,运动中的物体才会停下来,能量释放得越慢,运动中的物体能够运动的距离也就越远,来看看冰壶运动。
在打冰壶这项游戏中,有两个运动员负责给冰壶开路,她们不断地打磨冰面,就是想让冰面更平滑一些,这样冰壶的动能就能更慢的释放,可以运动得更远,保持的速度就越快。当然,冰壶运动对规则不是简单的看谁的冰壶运动得更远,而是要恰好让冰壶停在得分圈里,这样就增强了游戏的难度,否则只需要蛮力击打就行。