- 相關(guān)推薦
(物理)慣性概念的認識及其影響
慣性是物理學(xué)中最基本的概念之一,也是學(xué)習(xí)物理學(xué)最早遇到的概念之一。這一極為普通和平凡的概念曾經(jīng)引導(dǎo)許多物理學(xué)家深入思考和剖析,促進物理學(xué)重大進展,其中蘊涵著深刻的物理思想和豐富的物理學(xué)研究方法的教益,是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)地思考問題的能力非常有效的素材。一、慣性概念的肇始和牛頓的綜合
慣性一般是指物體不受外力作用時,保持其原有運動狀態(tài)的屬性。人們對于慣性這一認識有賴于慣性定律的建立,而它則依賴于對于力的認識以及區(qū)分運動狀態(tài)和運動狀態(tài)改變的認識,這一點在人類認識發(fā)展史上經(jīng)歷了漫長的歲月。
在人類思想史上,兩千多年前希臘的哲學(xué)家亞里士多德的學(xué)說無疑地起過廣泛的影響,然而他關(guān)于物理學(xué)的論述,許多都是錯誤的。他把物體的運動分為自然運動和強制運動。他認為圓周是完善的幾何圖形,圓周運動對于所有星體都是天然的,因而是自然運動;另外,地球上的物體都具有其天然位置,重物趨于向下,輕物趨于向上,如果沒有其他物體阻礙,物體力圖回到天然位置的運動也是自然運動;其他所有形式的運動則都是強制運動。他還進而指出,關(guān)于物體的強制運動,只有在外力的不斷作用下才能發(fā)生;當(dāng)外力的作用停止時,運動也立即停止。從這里可以看出亞里士多德肯定了兩點:一,自然運動不涉及曳力的問題,只有強制運動才存在力的問題;二、力是物體強制運動的原因。從今天來看,這顯然是錯誤的,然而它束縛了人們近兩千年。
從這種把物體的運動歸結(jié)為外力作用的觀念,可以提取出靜止物體具有慣性的概念。開普勒在他1609年發(fā)表的著作《新天文學(xué)》和1619年發(fā)表的著作《宇宙諧和論》中寫道;“天體有留在天空中任何地方的性質(zhì),除非它被拖曳著。”“如果天體不賦有類似于重量的慣性,要使它運動就不需要力,最小的動力就足以使它有無限的速度,但由于天體公轉(zhuǎn)需要用一定的時間,有的長些,有的短些,因此非常明顯,物質(zhì)必須具有能說明這些差別的慣性。”“慣性,或?qū)\動的阻力是物質(zhì)的一種特性,在給定的體積中,物質(zhì)的量愈多,慣性愈強。”這大概是關(guān)于物體慣性的最早陳述。可以看出開普勒所說的慣性是指靜止物體的慣性,甚至他已經(jīng)認識到物體的慣性與它的質(zhì)量有關(guān),然而他顯然受到亞里士多德思想的束縛,不可能思考運動物體是否具有慣性的問題。
伽利略開創(chuàng)了實驗和理性思維相結(jié)合的近代物理研究方法,并用于研究物體的運動。他對于亞里士 多德關(guān)于物體運動的粗糙的日常觀察、抽象的猜測玄想和想當(dāng)然的思辨推理十分不滿,他通過科學(xué)實驗和科學(xué)推理得到許多正確的結(jié)果,總結(jié)在他的著作《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》(1632年)和《關(guān)于力學(xué)和運動兩門新科學(xué)的對話。(1638年)中,其中一個重要的結(jié)果如下。假設(shè)沿斜面AB落下的物體,以B點得到的速度沿另一斜面BC向上運動,則物體不受BC傾斜的影響仍將達到與A點相同的高度,只是需要的時間不同;當(dāng)?shù)诙䝼斜面變成既不上升,亦不下降的水平面時,物體將一直以已獲得的速度永遠向前運動。伽利略的思想無疑地比他的前輩前進了一大步,他認識到不受其他物體的作用,物體可以永恒地運動,這已經(jīng)很接近慣性定律,但是伽利略還沒有擺脫亞里士多德的影響,他所說的水平面是和地球同心的球面,也就是說,那種不受其他物體作用的物體的永恒運動是圓周運動,因此我們還不能說伽略發(fā)現(xiàn)了慣性定律。
最早清楚表述慣性定律并把它作為原理加以確定的是笛卡兒。笛卡兒是唯理論哲學(xué)家,他試圖建立起整個宇宙在內(nèi)的各種自然現(xiàn)象都能從基本原理中推演出來的體系,慣性定律就是他的體系中的一
[1] [2] [3] [4]
【物理慣性概念的認識及其影響】相關(guān)文章:
論非理性因素對實踐的慣性影響04-29
論非理性因素對實踐的慣性影響04-29
能動斷層的概念及其演化05-03
物理學(xué)思維方法及其對自然科學(xué)的影響04-30
鑒真東渡及其影響04-29
淺談高中物理的慣性定律04-30
促進概念變化的物理教學(xué)04-29
談概念的虛實劃分及其后果04-30