什么是惯性系什么是非惯性系
发布于 2020-02-15 05:27:09
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导读：如果你不太理解惯性，惯性系，以及非惯性系。那么本文可以帮助到你。高中生应该明白惯性系在现实中是不存在的！非惯性系是存在的。
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内容如下：垍
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描述运动，必须有参考物，参考系。描述同一物质选择不同的参考系，运动状态就可能发生变化。比如说坐在车上的人，如果以车外的树木为参考系，人是运动的；而以车上的座椅为参考系，人是静止的。这是我们高中学习的。
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看到这里，我相信你已经想到了接下来我要说的了。那就是参考系。参考系分为惯性系和非惯性系。也是我们高中所学习的。但是我相信你和我一样，根本没有重视这个知识点。
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直到后来，我才意识到这个知识点，对于整个物理学，甚至哲学而言，是多么重要。爱因斯坦能建立狭义相对论，也是基于对此问题的清晰认识。那就是在任何惯性系中物理定律具有相同的表达形式。爱因斯坦将这个相对性原理与光速不变原理相结合，创建了狭义相对论。
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而对于惯性理论，我们首先应该提到的是一个人——伽利略。“伽利略变换”是一个被物理学家熟知的词。该理论认为：一切彼此做匀速直线运动的惯性系，对于描写机械运动的力学规律来说是完全等价的。或者说一个惯性系保持相对静止或相对匀速直线运动状态的参考系也是惯性系。且在一个惯性系内部所作的任何力学实验都不能够确定这个惯性系本身的运动状态。垍
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值得一提的是，我们认为在宇宙中并不存在真实的惯性系。惯性系是我们基于客观延伸的产物。在惯性系中，物体不受外力时，总保持匀速直线运动或静止状态。试问，可以找到不受外力影响的物质或者参考系吗？显然由于万有引力等因素，这样的惯性系和物质是找不到的。所以说真实的惯性系是不存在的。
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所以爱因斯坦曾指出牛顿第一定律【任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。】有循环论证嫌疑。
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后来朗道在《场论》给出了惯性系定义 ：牛顿第一定律成立的参照系叫做惯性系。 这一定义使我相信，牛顿第一定律本身字面上没有循环论证的问题，但是在寻找惯性系的时候，它会出现这个问题。
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事实上我们周围的环境都是非惯性参考系，可是为什么会用惯性系来描述运动方程。原因是在这个系统里描述运动方程更简单，更方便。
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具体解释是在空间中，相对于任何参考点（静止中或移动中），运动中的粒子的位移、速度和加速度都可以测量计算而求得。虽然如此，经典力学假定有一组特别的参考系。在这组特别的参考系内，大自然的力学定律呈现出比较简易的形式，称这些特别的参考系为惯性参考系（惯性系）。
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惯性系有个特性：两个惯性系之间的相对速度必是常数；相对于一个惯性系，任何非惯性参考系（非惯性系）必定呈加速度运动。所以，一个净外力是零的点粒子在任何惯性参考系内测量出的速度必定是常数；只有在净外力非零的状况下，才会有点粒子加速度运动。因为万有引力的存在，并无任何方法能够保证找到净外力为零的惯性系。垍
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事实上，可以将惯性系看作是非惯性系的特殊情况。现实宇宙中非惯性系可以无限的接近惯性系，但是永远不会成功。所以说惯性系是基于客观的宇宙环境而推得的，基于此建立的物理大厦，也就不是空中楼阁。垍
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谈到这里，我们就不可避免的要谈到惯性【惯性即物体保持运动状态不变的性质】。惯性和惯性系是两个概念。惯性是物质固有的属性。无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。一切物体都具有惯性。且惯性的大小只与物体的质量有关。质量大的物体运动状态相对难于改变，也就是惯性大；质量小的物体运动状态相对容易改变，也就是惯性小。
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艾萨克·牛顿在巨著《自然哲学的数学原理》里定义惯性为：惯性是物质固有的力，是一种抵抗的现象，它存在于每一物体当中，大小与该物体相当，并尽量使其保持现有的状态，不论是静止状态，或是匀速直线运动状态。
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而惯性系是一个描述运动的参考系统。【牛顿第一定律成立的参照系叫做惯性系】
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还有惯性和惯性定律也不是一回事。惯性是物质本身的属性，我在上面已经说了。而惯性定律描述的是运动和力的关系。即这种关系表明了：力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的因素。
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我们都知道了，惯性是物质的固有属性，惯性的大小只与物体质量大小有关，与运动状态无关。
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在这里要引出另一个物质固有的属性——万有引力【任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比，与两物体的化学组成和其间介质种类无关。】 它的公式是：F=(G×M1×M2)/R²。我们可以从中看出万有引力只与物体质量和物体间的距离有关。
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大家应该已经看出来了，质量对于惯性和引力是根本的。所以在这里又要引出惯性质量和引力质量。
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摘自独立学者，科普作家，艺术家灵遁者科普书籍《变化》
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