通俗易懂的惯性定义是:物体保持原有运动状态不变的性质。难以理解的惯性定义:物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。
亚里士多德从日常生活中看到的现象归纳出:运动需要力来维持。伽利略和牛顿等人在实验的基础上科学推理得出的结论:运动不需要力来维持。牛顿在《自然哲学的数学原理》中总结了惯性定律,也就是牛顿第一定律:一切物体都将一直处于静止或者匀速直线运动状态,直到出现施加其上的力改变它的运动状态为止。
根据牛顿第一定律,物体不受力时,其运动状态是不会改变的,反之,要改变物体的运动状态,必须对物体施加力的作用,所以,力是改变物体运动状态的原因。
地球上一切物体都有保持静止或保持匀速直线运动的性质,这就是物体的惯性。惯性是一切物体固有的属性,无论是固体、液体或气体,无论是运动还是静止,在任何时候都有惯性,都有保持原有运动状态不变的性质。
惯性的实质是物体抵抗其运动状态被改变的性质,惯性大小是指物体运动状态改变的难易程度,质量大的物体运动状态难以改变,就是惯性大;质量小的物体运动状态容易改变,就是惯性小,因此,质量是物体惯性大小的量度。当作用在物体上的合外力为零时,惯性表现为运动状态不变(静止或匀速直线运动),反之,当作用在物体上的合外力不为零时,惯性表现为物体运动状态改变的难易程度。
在地球表面,惯性常常被摩擦力、空气阻力等产生的效果所掩盖,误导了亚里士多德等许多古代学者。抛出去的铅球,假设不受空气阻力作用,不受地球引力的作用,它的速度永远不变。
注意:1、牛顿第一定律只描述了物体“不受力”这一种情况下的惯性,惯性是任何物体在任何情况下都具有性质,所以,惯性是牛一定律的推而广之,不能认为物体不受力才有惯性。
2、惯性是物体本身的性质,惯性定律是运动和力的关系。
3、惯性不能说“受到”,惯性与力不是同一概念,惯性与外界条件无关,力离开了外界物体就不存在了。
4、惯性是保持物体运动状态不变的性质,力是改变物体运动状态的原因。
5、惯性大小与物体运动的快慢无关,说"汽车速度越大,其惯性越大"是不正确的,运动快的汽车难刹车,是因为其运动状态难以改变,如同一速度行驶的载重汽车和小轿车,载重汽车的运动状态更难改变(难刹车)。
在地球上,由于物体运动状态不容易改变,因此,所有物体在运动终止之前依靠惯性作用必然产生一个冲量。
什么叫冲量?物体发生碰撞或者摩擦时,力在一定的时间内产生的累积效应,在物理学中,定义为力与力作用时间的乘积,用公式表达,I=Ft,F可以是恒力,也可以是变力。冲量是改变质点机械运动状态的原因。
当两物体发生作用时,在很短时间内会受到很大的冲击力(包括摩擦力),在较长时间内会受到较小的冲击力(包括摩擦力),冲击力一般都是指平均力。
锤子松了,使锤把的一端在另一个物体上撞几下,锤柄由于受到阻力作用,改变了它的运动状态,撞击的时间越短,撞击力越大,锤头就套得越紧。
汽车刹车,刹车时间越短,所需要的摩擦力越大,滚动摩擦力就变为滑动摩擦力,路面上会留下一道刹车痕迹。汽车上的安全气囊是为了延长撞击时间使驾驶员受到较小的撞击力起保护作用,跳远用的沙坑,跳高用的弹簧垫都是利用这个道理。
子弹离开枪口后继续向前运动,要想子弹前进的时间较长,空气的阻力(合力)要越小越好。走路时脚被绳子绊住,停止运动的时间越短,脚遇到阻力越大,受伤越厉害。