每天一个物理学小常识:
在物理学当中,我们经常听到三个词:参考系,惯性系,非惯性系。这是什么意思呢?
参考系就是我们描述物体运动时,所选定的一个基准,比如看路边的树动不动,我们通常会以地面为基准,这时候地面就是一个参考系。
选不同的参考系,看到的运动情况可能不一样,比如坐在行驶的车里看路边的树,树是往后动的,这就是因为参考系换成了车。
惯性系是一种特殊的参考系。
在这种参考系里,牛顿第一定律是成立的,也就是如果一个物体不受外力,它会保持静止或者匀速直线运动的状态。
比如在平稳行驶的火车上,桌子上放一个小球,不碰它,它就会一直静止在那里,这时候火车就可以看作一个惯性系。惯性系本身不会有加速度,要么静止,要么保持匀速直线运动。
非惯性系和惯性系不同,它是相对于惯性系有加速度的参考系。
在非惯性系里,牛顿第一定律不直接成立。
比如当火车突然加速时,桌子上的小球会往后滚,这时候如果还以火车为参考系,就没法用牛顿定律直接解释小球的运动,因为小球没受到向后的力。
这时候需要引入一种虚拟的力,也就是惯性力,才能用牛顿定律的形式来分析,像刚才的情况,就好像有一个力把小球往后推。
总的来说,参考系是描述运动的基础,惯性系和非惯性系都是参考系的一种。
惯性系的特点是没有加速度,牛顿定律可以直接应用;非惯性系有加速度,需要引入惯性力才能用牛顿定律分析。
日常生活中,地面通常可以近似看作惯性系,但像加速的汽车、旋转的转盘这些,就是非惯性系。
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