
【化】 law of inertia
be used to; indulge; spoil
law
【化】 law
【醫】 law
慣性定律(Law of Inertia)是牛頓運動學第一定律的核心表述,定義為:任何物體在不受外力作用時,總保持勻速直線運動狀态或靜止狀态。該定律揭示了物體固有屬性“慣性”的物理本質,即抵抗運動狀态改變的傾向性。在漢英詞典中,“慣性”對應英文術語“inertia”,源自拉丁語“iners”(意為“無活動能力”),“定律”則譯為“law”,體現科學原理的普適性。
從物理學角度,慣性定律的數學表達式為:
$$
sum mathbf{F} = 0 quad Rightarrow quad frac{dmathbf{v}}{dt} = 0
$$
這表明合力為零時,物體加速度為零,速度恒定。經典案例包括:汽車急刹時乘客前傾(靜止慣性)、航天器在真空中的無動力滑行(運動慣性)。
學術界普遍引用牛頓在《自然哲學的數學原理》(Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica)中的原始描述:“每個物體都保持其靜止或勻速直線運動狀态,除非有外力迫使其改變這種狀态。”該論述被收錄于多部權威教材,如Halliday與Resnick合著的《物理學基礎》。
慣性定律(即牛頓第一定律)是經典力學的基礎定律之一,其核心内容可概括為:
表述
當物體不受外力作用,或所受外力的合力為零時,物體将保持原有的運動狀态——靜止的物體保持靜止,運動的物體以原有速度做勻速直線運動。
關鍵點解析
曆史背景
該定律由牛頓在1687年提出,推翻了亞裡士多德“運動需要力維持”的舊觀點。伽利略通過理想斜面實驗為慣性定律奠定了基礎,認為物體具有維持原有狀态的特性。
慣性參考系
定律僅在慣性參考系中成立(如地面近似為慣性系)。在加速參考系(如急刹車的車内)中,物體會表現出“假想力”現象,此時定律不適用。
現實意義
公式表達
當合外力 ( F_{text{合}} = 0 ) 時:
$$
begin{aligned}
text{若初速度 } v = 0 &Rightarrow text{物體保持靜止}
text{若初速度 } v
eq 0 &Rightarrow text{物體保持勻速直線運動}
end{aligned}
$$
常見誤解
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