根据牛顿第一运动定律:惯性是每个物体所固有的当没有外力作用时保持静止或匀速直线运动的属性。
惯性参照系是一系列此规律成立的参照系。
下面举个例子说明:
假设周先生和周太太正在乘飞机旅行,飞机水平地以每小时八百公里的恒定速度飞行,没有任何颠簸。飞机上乘客很少,你们这一排座位全部空着,周先生和周太太一人一边都坐在靠舷窗的位子。这时,周太太对周先生说:“麻烦你把那条毛毯扔过来好吗?”周先生抓起毛毯正想扔过去,但突然停了下来,心想:“我现在是坐在一架以每小时八百公里速度飞行的飞机上,我这样横着扔过去,毛毯会不会落到后排乘客的头上呢?”
事实上绝对不会发生这样无礼的事情,除非周先生仍东西的水平实在太差。周先生根本不用考虑这个问题,只需要用与在地面时相同的动作(和力气)投掷过去就行。毛毯的运动就如同飞机停在地面时一样。
所以,如果飞机以恒定的速度沿直线飞行,机舱内控制物体运动的自然法则与飞机静止时是一样的。我们称飞机内部为一个惯性参照系。
同样道理,由于地球每24小时自转一周,地球赤道上的任何一点实际上正以每小时1600公里的速度向东移动。大地在作近似的匀速直线运动,地球表面几乎就是一个惯性参照系。因此地球上的所有物体的运动都表现得如同地球处于静止状态一样。
以上两个例子与其说是在向你解释爱因斯坦的天才假设,还不如说是描述了一下平日里人们想都不用想就知道的生活常识。
实际上,除非我们意识到地球在转,否则有些现象还是会是十分费解的。
例如:远程导弹并非完全像它们在惯性系中那样沿直线方向运动,而是略向右(在北半球)或向左(在南半球)偏。
然而对于大多数地球上的研究项目而言,我们依然可以将地球视为惯性参照系。
这里有一个最低限度:惯性系是一个静止或作匀速直线运动的系。爱因斯坦的第一假设使此类系中所有的物理规律都保持不变。 |