惯性原理

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惯性原理(Inertia)可以表述为:一个不受任何外力(或者合外力为0)的物体将保持静止或匀速直线运动。

惯性原理是伽利略在1632年出版的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》书中发表的,它是作为捍卫日心说的基本论点而提出来的。

根据亚里士多德物理学,保持物体以均速运动的是力的持久作用。但是伽利略的实验结果证明物体在引力的持久影响下并不以匀速运动,而是相反地每次经过一定时间之后,在速度上就有所增加。物体在任何一点上都继续保有其速度并且被引力加剧。如果引力能够截断,物体将仍旧以它在那一点上所获得的速度继续运动下去。伽利略在金属球在斜面滚动的实验中观察到,金属球以匀速继续滚过一片光滑的平桌面。从以上这些观察结果就得到了惯性原理。这个原理阐明物体只要不受到外力的作用,就会保持其原来的静止状态或匀速运动状态不变。

但伽利略的惯性观点仍和当今我们所理解的惯性不同。伽利略所阐述的惯性概念是“圆弧惯性”或者说水平惯性,也就是说,物体在不受外力的影响下将会沿水平方向作曲线运动,实际上是沿着围绕地球的圆弧(水平线)移动。

伽利略的惯性原理是近代科学的起点,它摧毁了反对哥白尼的所谓缺乏地球运动的直接证据的借口。

而被現代社會所普遍認知的慣性原理,來自于牛頓的《自然哲学的数学原理》(Mathmatical Principles of Natural Philosophy, 1687),定義如下:

所有物體都將一直處于靜止或者勻速直綫運動狀態,直到出現施加其上的力改變它的運動狀態爲止。

牛頓的慣性原理是古典力學的基礎之一,並且对慣性原理的理解也随着现代物理学的发展而出现了改变。

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