物体是因为有质量所以有惯性,还是因为有惯性所以有质量的?惯性定律和惯性的本质是什么

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  • 物体是因为有质量所以有惯性,还是因为有惯性所以有质量的
  • 惯性定律和惯性的本质是什么

物体是因为有质量所以有惯性,还是因为有惯性所以有质量的

在回答这个问题之前,我们首先需要澄清质量与惯性的概念。只有在搞清楚这两个概念的基础上,我们才有可能真正明了两者之间的相互关系。

质量的提出,是牛顿为了说明物体受力的现象而使用的一个物理参量。在当时,物质被认为是实体,因而质量就是物质的含量。其具体数量的多少可以反映到该物质所具有的物理效应上面。

比如,质量越大,其产生加速度所需要的力也就越大;而且,质量越大,其与其他物质之间的引力也会越大。

因此,质量被当时的人视为具有一定的神秘感,被认为是守恒的,具有不可再生和消亡的特性。

然而,随着人类发现了原子的衰变,随着爱因斯坦根据光电效应提出了质能转换公式,以及随着卢瑟福通过用阿尔法粒子轰击金箔发现原子的体积仅只是电子高速运动所形成的封闭体系,人类对物质及其质量的观念发生了转变。

现代科学家?‍?们已经认识到,物质并非实体,其仅只是由最小的粒子(量子)组成的封闭系统。于是,能量与物质(质量)的界限变得模糊了,两者在本质上是完全一样的,它们都是关于粒子运动能力的度量。

能量是关于开放的粒子运动能力的度量,而质量则是关于被封闭的粒子具有空间效应的度量。于是,质能守恒定律取代了原来的能量守恒定律和质量守恒定律。

至于惯性概念,是基于物体的速度变化需要外力的作用。这就是牛顿的第二定律,力等于加速度乘以质量。

那么,为什么物体的速度变化会与物体的受力相联系呢?

如果我们只考虑物体本身的话,就会误认为速度的变化是由质量引起的,其是物质的天然属性,因而质量具有很大的神秘感。因为,我们不知道为什么物质会有如此的属性。

然而,如果我们借助于外在的物理背景,假设存在着由最小粒子构成的量子空间的话,那么所谓惯性,就仅只是因为物体速度的变化所引起的空间量子对该物体的不对称碰撞?。

于是,加速度便与力联系了起来。于是,罩在质量头上那神秘的面纱便被揭开了。质量只是物体感受空间量子不对称碰撞的物理参量,其与物体所含能量的多少相关,而并非不可消失的天然存在。

综上所述,质量与惯性都只是作为封闭体系的物体与作为物理背景的空间相互关系的描述,它们仅只是物体与空间有机联系的表象。因而,质量与惯性不存在具有因果关系的先后次序,两者只是从不同的角度反映出物体的运动会受到其外在环境的影响与束缚。

惯性定律和惯性的本质是什么

首先必须明确一点:只有宏观物体才有惯性,微观粒子毫无惯性可言,因为微粒就算不受外力,也会作无规则运动,这种运动方式已与惯性定律矛盾!除此之外,微粒的运动规律遵循量子力学规律,其显著的一大特点就是具有不确定性:即无法同时确定一个粒子的具体位置和动量,只能用概率来估计其可能的运动轨迹,如原子核外的电子运动轨迹,只能用电子云中的疏密区域来描述电子在该区域出现的可能性,显然,这种运动规律已不符合牛顿运动定律。

对于宏观物体,牛顿的惯性定律有如下两大特点:

一是相对于惯性系(能使处于其中的物体遵循牛顿运动定律的参照系)静止的物体,不受外力时永远保持静止状态。这是因为:宏观物体都是由分子、原子或离子构成,这些微粒和气体微粒一样,都作杂乱无章的运动。正因为这种不规则运动,才使其物体有了平均动能,从而有了温度,更重要的是,这些微粒朝着空间各个方向运动的概率是均等的因为各个方向都是方向,都处于同样的环境,它们处于平等地位。这就好比随意掷一个色子,掷到各种点数的概率都是1/6,可见,这种等概率现象才符合辩证法规律,即符合自然规律的全面和完整性。所以,当大量的微粒因引力而聚集在一起时,由于相互吸引、相互牵制,会使这些微粒朝着各个方向大幅度运动的可能性降为0,比如,一个物体中有一个分子某时刻朝左运动,同时就一定有与之相互吸引的另一个分子朝右运动,因而,在这种相互“拉扯”下,它们都无法朝左或朝右运动走多少距离,只能在某个位置附近来回运动,即我们常见的“在平衡位置附近振动”。因此,由大量的这种只能在平衡位置及其附近振动的微粒构成的物体,在没有受到外力时,由于没有外力对它做功改变其机械能,在宏观上该物体只能处于静止状态

二是相对于惯性系运动的物体,没有受到外力时,只能永远保持匀速直线运动。即:该运动物体没有外力对它做功,显然,也不存在引力势能,其机械能只能以动能的形式出现,且保持不变,所以其速率不会变化。至于为什么要作匀速直线运动,而不是匀速曲线运动或匀速折线运动等匀速运动呢?这是因为,在我们所处的宇宙里,任何不受外力的运动物体,只能走直线!只是我们有幸出生在现在的宇宙里罢了。但在宇宙之外的一些区域,一定走曲线!另一些区域,一定走折线!还有的区域,一定走比这几种轨迹更复杂的轨迹!且还存在“规律随时间变化的区域”,打个比方,好比今年作匀速直线运动,明年作匀速曲线运动……所有的这些匀速运动规律的总和,才是最广大的物质世界的物体不受外力时的匀速运动规律!这才完全符合辩证法规律,即符合自然规律的全面和完整性。

惯性定律的创立者艾萨克.牛顿

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